Общие сведения о программном обеспечении

1. Введение. Общие сведения о программном обеспечении

ВВЕДЕНИЕ.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О
ПРОГРАММНОМ
ОБЕСПЕЧЕНИИ
2015
Парамонов А.И.

2. Введение в информатику

2
Термин
"информатика"
происходит
от
французского слова Informatique и образован из двух
слов: информация и автоматика.
Информация – это знания или сведения о комлибо или о чем-либо.
Информация – это сведения, которые можно
собирать, хранить, передавать, обрабатывать,
использовать.
Информатика – наука об информации, или
– это наука о структуре и свойствах информации,
способах сбора, обработки и передачи информации.

3. Свойства информации

3
1. ПОЛНОТА
свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать
отображаемый объект или процесс;
2. АКТУАЛЬНОСТЬ
способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент
времени;
3. ДОСТОВЕРНОСТЬ
свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная информация со
временем может стать недостоверной, если устареет и перестанет отражать
истинное положение дел;
4. ДОСТУПНОСТЬ
свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным
потребителем;
5. РЕЛЕВАНТНОСТЬ
способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;
6. ЗАЩИЩЕННОСТЬ
свойство, характеризующее невозможность несанкционированного
использования или изменения информации;
7. ЭРГОНОМИЧНОСТЬ
свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки
зрения данного потребителя.

4. Информатика и программирование

4
Информатика - это комплексная, техническая
наука, которая систематизирует приемы создания,
сохранения, воспроизведения, обработки и передачи
данных средствами вычислительной техники, а также
принципы функционирования этих средств и методы
управления ними.
Основные направления в информатике:
кибернетика, программирование, вычислительная
техника, искусственный интеллект, теоретическая
информатика, информационные системы.
Программа
–
последовательность
команд,
реализующих заданную последовательность действий
(описание алгоритма решения задачи на языке ЭВМ).

5. Принцип программного управления

5
Сущность программного управления:
сигналы управления работой отдельных частей
компьютера вырабатываются внутри
компьютера в процессе вычислений.
Источник информации о требуемых
типах сигналов на каждом шаге вычислений
код команды, считываемый из памяти
компьютера.
Команда указывает, какую операцию и
над какими данными необходимо выполнить.

6. Принцип программного управления

6
Система команд компьютера: совокупность всех команд,
которые может выполнить компьютер.
Система команд исполнителя (СКИ)
совокупность действий, которые может делать
исполнитель.
В системе команд обычно содержится более 200 команд.
Команда изображается в виде двоичного кода и
имеет структуру:
КОП – код операции.
А1, А2 – адрес первого и второго операнда.

7. Принцип программного управления

7
Операнды – данные, которые участвуют в операции.
В системе команд можно выделить следующие
основные типы команд:
1) арифметические (сложение, вычитание,
умножение, деление);
2) логические (логические сложение и умножение,
отрицание, сравнение и др.);
3) передачи управления;
4) обработки адресов (специальные);
5) ввода/вывода.

8. Автоматическое выполнение команд программы

8
Автоматическое выполнение
команд программы
Автоматическое выполнение команд программы - обработка исходных
данных, поступивших на вход компьютера, без участия человека.
Ее суть:
Программа работы компьютера и исходные данные заносятся в память
машины.
Процесс вычислений начинается после запуска программы на
выполнение.
В устройство управления (УУ) компьютера передается адрес памяти
первой команды программы.
УУ вырабатывает сигналы, по которым в памяти находится следующая
команда и из нее извлекается код операции (КОП).
Он определяет, что должен сделать компьютер над кодами чисел,
адреса которых в памяти определены командой; …
По мере переработки информации промежуточные и окончательные
результаты хранятся в памяти компьютера.

9. Этапы постановки и решения задачи на компьютере

9
Этапы постановки и решения задачи
на компьютере
1) четкая формулировка задачи, выделение исходных данных и
формы представления результатов;
2) формальная (математическая) постановка задачи –
представление ее в виде уравнений, соотношений, ограничений;
3) выбор метода решения; метод решения определяется
решаемой задачей;
4) разработка алгоритма решения задачи;
5) выбор структуры данных; от выбора способа представления
данных зависит способ их обработки; поэтому этапы 4) и 5)
взаимосвязаны;
6) собственно программирование (запись разработанного
алгоритма на языке программирования);
7) тестирование и отладка программы (проверка правильности
работы программы и исправление обнаруженных ошибок);
8) выполнение программы на компьютере.

10. Автоматизация программирования

10
Чтобы программа была понятна компьютеру, она должна быть
составлена
из
последовательности
элементарных
операций,
представленных на машинном языке – в виде совокупности нулей и
единиц, т.е. в машинных кодах.
Методы автоматизации программирования:
1) Использование языков высокого уровня, близких к естественному
человеческому языку.
2) Создание и использование библиотек стандартных программ и
подпрограмм, предназначенных для реализации часто используемых
задач.
3) Использование современных технологий программирования.
4) Использование CASE-средств, предназначенных для
автоматизации процесса разработки программ.

11. Классификация языков программирования

11
Программа пишется на некотором входном языке.
Входные языки делятся на следующие группы:
1) машинно-ориентированные языки;
2) процедурно-ориентированные языки;
3) объектно-ориентированные языки;
4) проблемно-ориентированные языки;
5) языки четвертого поколения (4GL).

12. Структура ПО

12
Система программного обеспечения (СПО) :
совокупность специальных программ, облегчающих
процесс разработки программ и обеспечивающих
процесс их выполнения на компьютере, а также связанная
с ними документация.
ПО по функциям и задачам, выполняемым его
программами, можно разделить на две группы:
1) стандартное ПО (системные программы)
системы программирования и операционные
системы
2) специализированное ПО
прикладные программы, предназначенные для
решения некоторых самостоятельных задач

13. Состав системы программирования

13
1) входной язык системы;
2) транслятор с входного языка на машинный
язык;
3) редактор связей;
4) библиотеки программ;
5) средства отладки;
6) обслуживающие (сервисные) программы;
7) документация.

14. Операционные системы

14
Операционная система (ОС) - набор программ,
которые организуют и контролируют выполнение
программы на компьютере без вмешательства
оператора.
ОС обеспечивает выполнение двух главных задач:
1) поддержку работы всех программ и обеспечение
их взаимодействия с аппаратурой;
2) предоставление пользователям возможностей
общего управления компьютером.

15. Домашнее задание:

15

16. Основы алгоритмизации

ОСНОВЫ
АЛГОРИТМИЗАЦИИ
2015
Парамонов А.И.

17. Алгоритм

17
АЛГОРИТМ – четкое предписание выполнить какие-либо
действия.
Исполнитель алгоритма — это некоторая абстрактная или реальная
(техническая, биологическая или биотехническая) система, способная
выполнить действия, предписываемые алгоритмом.
СКИ - та совокупность действий, которые может делать исполнитель.
Название алгоритм происходит от имени восточного
математика Мухаммеда Аль Хорезми (9 век).
любая инструкция является алгоритмом ?

18. Алгоритм

18
Определение 1 (Колмогоров):
Алгоритм – это всякая система вычислений, выполняемых
по строго определенным правилам, которая после какоголибо числа шагов заведомо приводит к решению
поставленной задачи.
Определение 2 (Марков):
Алгоритм – это точное предписание, определяющее
вычислительный процесс, идущий от варьируемых
исходных данных к искомому результату.
Определение 3 (Эмиль Пост):
Алгоритм – это точное предписание, определяющее процесс
перехода от исходных данных к искомому результату.
Предписание считается алгоритмом, если оно обладает
определенными свойствами …

19. Свойства алгоритма

19
Дискретность (прерывность, раздельность) —
алгоритм разбивается на последовательность отдельных
простых (или ранее определенных) шагов, четко
отделенных друг от друга.
Определенность (однозначность, точность) —
каждое правило алгоpитма должно быть четким,
однозначным и не оставлять места для пpоизвола.
Результативность (конечность) –
исполнение алгоритма должно закончиться за конечное
число шагов.
Массовость (универсальность) –
алгоритм pешения задачи pазpабатывается в общем виде,
т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса
задач, pазличающихся лишь исходными данными.

20. Алгоритм

20
Алгоpитм — заранее заданное понятное и точное
предписание возможному исполнителю совершить
определенную
последовательность
действий
для
получения решения задачи за конечное число шагов.
Алгоритм должен быть представлен в виде однозначно понимаемом
и разработчиком и исполнителем алгоритма.
Выделяют три крупных класса алгоритмов:
Вычислительные
Информационные
Управляющие

21. Способы записи алгоритма

21
Существует четыре способа записи
алгоритма:
Словесный
(запись на естественном языке)
Псевдокод
(формульно-словесный,
полуформализованные описания
алгоритмов)
Графический
(символьная схема – Блок-схема)
Программный
(тексты на языках программирования)

22. Словесная запись алгоритма

22
Используется чаще всего для СКИ - человека.
Проста и понятна.
Команды могут быть пронумерованы, для
возможной ссылки на них.
Пример:
Кулинарный рецепт, инструкция.

23. Псевдокод

23
Система обозначений и правил для единообразной
записи алгоритма.
Существуют специальные слова, смысл которых
определен раз и навсегда.
Пример:
Начало
Ввод(а, с);
Если а<>0 и c<>0
То y:=а+с;
Вывод(‘у=’,у);
Конец.

24. Схема алгоритма

24
Команды алгоритма помещаются внутрь
графических блоков, которые соединяются
линиями, указывающими порядок выполнения
действий.
Для стандартизации и унификации языка
схем алгоритмов принят международный
стандарт: ISO 5807-85
ГОСТ 19.701-90 – Единая система
программной
документации
–
Схемы
алгоритмов, программ, данных и систем –
Условные обозначения и правила выполнения.

25. Схема алгоритма

25
Виды схем:
1) Схема данных;
2) Схема программы;
3) Схема работы системы;
4) Схема взаимодействия программ;
5) Схема ресурсов системы.
Группы символов:
1) символы данных;
2) символы процесса;
3) символы линий;
4) специальные символы.

26. Блок-схема

26
Основные графические блоки:
Терминатор. Отображает начало или коней блок-схемы
Символ процесса. Отображает выполнение операций,
приводящих к изменению значений некоторых величин.
Символ, отображающий ввод- вывод данных.
Символ, имеющий 1 вход и два альтернативных выхода. Блок
условия.
Символ подпрограммы, внутри указывается имя
подпрограммы, к которой необходимо обратится.

27. Блок-схема

27
Пример:

28. Блок-схема

28
Пример:

29. Программная запись алгоритма

29
Язык программирования – совокупность
символов, правил, обозначений для описания
алгоритма.
Пример: Pascal, Си, Java и т.д.
Язык для записи алгоритмов должен быть
формализован.
Такой язык принято называть языком
программирования, а запись алгоритма на этом
языке — программой для компьютера.

30. Алгоритмический язык

30
Алгоритмический язык образуют три его
составляющие:
алфавит, синтаксис и семантика.
Основные понятия алгоритмического языка:
1.Имена (идентификаторы)
2.Операции
3.Данные
4.Выpажения
5.Операторы (команды).

31. Домашнее задание:

31