Тема 1. Технология программирования (основные понятия и подходы)
Данная дисциплина является одной из важнейших составляющих частей учебного процесса, играющей важную роль в подготовке высококвалифицированных специалистов по информационным системам. Она является инженерной дисциплиной, входящей в обязательный набор знаний и умений всякого инженера, причастного к созданию и эксплуатации программного обеспечения компьютеров и относится к блоку специальных дисциплин. Технология программирования имеет четко выделенный объект изучения – процессы разработки и сопровождения программного обеспечения. Цель дисциплины — формирование у студентов представления о программировании как о процессе формализации требований заказчика (пользователя) в виде внешнего проекта, создания необходимых структур данных, кодирования программ, их тестирования и отладке, а также формализованного документирования результатов проектирования. Основными задачами данной дисциплины являются: изучение основных принципов постановки и решения задач на ЭВМ; формирование у студентов способности формализации конкретной экономической ситуации, умения выбрать адекватные методы решения; использование усвоенных технологий при компьютерном моделировании экономических ситуаций, разработке различных сценарных подходов при выборе экономически обоснованных решений; получение знаний о способах записи и программировании рекурсивных алгоритмов; изучение основных видов и способов реализации списков; знакомство с возможность реализации программ на языке высокого уровня; получение представления об основных структурах программирования: итерации, ветвлении, повторения; практическое изучение базовых технологий разработки программных средств; приобретение навыков критического анализа и сравнения различных технологий, моделей, методов и парадигм программирования; приобретение навыков коллективного обсуждения сложных методологических вопросов. В результате изучения дисциплины специалист должен: иметь целостное представление об информационных системах и технологиях, способах и средствах обмена информацией; знать: теоретические основы и современные информационные технологии анализа, проектирования и разработки программного обеспечения; о проблемах и направлениях развития технологии программирования; об основных методах и средствах автоматизации проектирования и основных характеристиках современных CASE-средств и других программных средств коллективной разработки программного обеспечения; знать о стандартах, поддерживающих создание мобильных прикладных программ в информационных системах. уметь: использовать современные принципы моделирования процессов и структур данных для построения моделей в предметной области; проектировать и разрабатывать различные виды программного обеспечения на основе стандартных подходов (процедурного, объектно-ориентированного, компонентного); приобрести навыки: применения технологических подходов для анализа, проектирования, разработки и применения программных и программно-аппаратных систем; владеть, иметь опыт: выбора, проектирования, реализации, оценки качества и анализа эффективности программного обеспечения для решения задач в различных предметных областях;
Основные элементы программирования.
Программирование — это написание инструкций компьютеру, подчинение его ресурсов своим нуждам.
Большинство программ создаются для решения какой-либо задачи. В процессе решения задачи на компьютере пользователю нужно ввести обрабатываемые данные, указать, как их обрабатывать, задать способ вывода полученных результатов. Поэтому программист должен знать:
1). Как ввести информацию в память (ввод);
2). Как хранить информацию в памяти (данные);
3). Как указать правильные команды для обработки данных (операции);
4). Как передать обратно данные из программы пользователю (вывод);
5). Уметь упорядочить команды таким образом, чтобы:
Некоторые из них выполнялись только в том случае, если соблюдается некоторое условие или ряд условий (условное выполнение, т.е. ветвление);
Другие выполнялись повторно некоторое число раз (циклы);
Третьи выделялись в отдельные части, которые могут быть неоднократно выполнены в разных местах программы (подпрограммы);
Таким образом, программист должен уметь использовать семь основных элементов программирования: ввод, данные, операции, вывод, условное выполнение, циклы и подпрограммы и на их основе строить программы.
Ввод означает считывание значений, поступающих с клавиатуры, с диска или из порта ввода-вывода.
Данные – это константы, переменные и структуры, содержащие числа (целые и вещественные), текст (символы и строки) или адреса (переменных и структур).
Операции осуществляют присваивание значений, их комбинирование (сложение, деление и т.д.) и сравнение значений (равные, неравные и т.д.).
Вывод означает запись информации на экран, на диск или в порт ввода-вывода.
Условное выполнение предполагает выполнение набора команд в случае, если удовлетворяется (является истинным) некоторое условие (если это условие не удовлетворяется, то эти команды пропускаются или же выполняется другой набор команд) или если некоторый элемент данных имеет некоторое специальное значение или значение из некоторого спектра.
Благодаря циклам некоторый набор команд выполняется повторно или фиксированное число раз, или пока является истинным некоторое условие, или пока некоторое условие не стало истинным.
Подпрограмма представляет собой набор команд, который имеет имя и может быть неоднократно вызван из любого места программы по его имени.
Языком называется совокупность символов, соглашений и правил, используемых для общения. При записи алгоритма решения задачи на языке программирования необходимо четко знать правила написания и использования элементарных информационных и языковых единиц.
Элементарные конструкции. Выражения. Операторы. Операнды.
Выражение – это последовательность операндов, объединенных между собой знаками операций. В качестве операнда могут быть использованы: константы, переменные, функции или заключенные в круглые скобки выражения.
В зависимости от типа операндов и используемых операций выражения делятся на: арифметические, логические и строковые (текстовые) выражения.
Арифметическим называется выражение, содержащее операнды только арифметического (вещественного и/или целого) типа и знаки математических операций.
Специальные логические операции. Операнды этих операций могут иметь только логический тип.
Строковое (текстовое) выражение может содержать операнды только символьного (текстового или строкового) типа. В языках программирования, в том числе и в VBA, имеется только одна строковая операция, которая носит название конкатенация или слияние под-строк в строку.
Оператор представляет собой символическое обозначение некоторого действия, выполняемого с операндами в выражении. Многие операторы известны любому программисту, но вы должны помнить, что РНР выполняет автоматическое преобразование типов на основании типа оператора, объединяющего два операнда, — в других языках программирования это происходит не всегда.
Операнды — это данные, над которыми производятся действия. Операндами могут быть переменные, константы, переменные массивов и другие элементы
Синтаксис и семантика языка программирования.
Описание каждого элемента языка задается его СИНТАКСИСОМ и СЕМАНТИКОЙ. Синтаксические определения устанавливают правила построения элементов языка. Семантика определяет смысл и правила использования тех элементов языка, для которых были даны синтаксические определения.
Идентификатор. Инициализация переменных.
Идентификатор — это имя, которое дается элементам в создаваемых процедурах и модулях, таким как переменные. Это обусловлено тем фактом, что создаваемые имена определяют конкретные участки памяти (имя переменной), группы инструкций (макрос или процедура).
Переменная — это имя, которое программист дает области компьютерной памяти, используемой для хранения данных какого-либо типа.
Структура программы VBA.
Visual Basic for Applications (VBA) — это инструмент разработки приложений. Подобно другим средствам программирования, VBA позволяет создать полностью автоматизированные программные продукты, которые можно использовать, например, для подготовки документов или анализа данных электронных таблиц. VBA — уникальное приложение, поскольку оно встраивается в другое приложение и расширяет его функциональные возможности.
Программа на VBA — это набор процедур и функций, которые обеспечивают работоспособность системы. Их общая структура будет иметь такой вид:
Sub имя_процедуры ([аргументы])
Ключевые слова Sub и End Sub используются в описании любой процедуры. Параметр имя_процедуры определяет имя создаваемой процедуры. Необязательные параметры аргументы позволяют передать в процедуру требуемые значения.
5. Основные элементы программирования
Большинство программ создаются для решения какой-либо задачи. В процессе решения задачи на компьютере пользователю нужно ввести обрабатываемые данные, указать, как их обрабатывать, задать способ вывода полученных результатов. Поэтому как программист вы должны знать:
• как ввести информацию в память (ввод);
• как хранить информацию в памяти (данные);
• как указать правильные команды для обработки данных (операции);
• как передать обратно данные из программы пользователю (вывод). Вы должны упорядочить команды таким образом, чтобы:
• некоторые из них выполнялись только в том случае, если соблюдается некоторое условие или ряд условий (условное выполнение);
• другие выполнялись повторно некоторое число раз (циклы);
• третьи выделялись в отдельные части, которые могут быть неоднократно выполнены в разных местах программы (подпрограммы).
Таким образом, как программист вы должны уметь использовать семь основных элементов программирования: ввод, данные, операции, вывод, условное выполнение, циклы и подпрограммы и на их основе строить программы.
Этот список не является исчерпывающим, однако он содержит те элементы, которые обычно присущи всем программам (и процедурным языкам программирования). Многие языки программирования, в том числе и Паскаль, имеют еще дополнительные средства, которые вы изучите далее. Ниже дается краткое описание каждого элемента.
Ввод означает считывание значений, поступающих с клавиатуры, с диска, из порта ввода-вывода.
Данные — это константы, переменные и структуры, содержащие числа (целые и вещественные), текст (символы и строки) или адреса (переменных и структур).
Операции осуществляют присваивание значений, их комбинирование сложение, деление и т. д. ) и сравнение значений (равные, неравные и т.д.).
Вывод означает запись информации на экран, на диск или в порт ввода-вывода.
Условное выполнение предполагает выполнение набора команд в случае, если удовлетворяется (является истинным) некоторое условие (если это условие не удовлетворяется, то эти команды пропускаются или же выполняется другой набор команд) или если некоторый элемент данных имеет некоторое специальное значение или значение из некоторого спектра.
Благодаря циклам некоторый набор команд выполняется повторно или фиксированное число раз, или пока является истинным некоторое условие, или пока некоторое условие не стало истинным.
Подпрограмма представляет собой набор команд, который имеет имя и может быть неоднократно вызван из любого места программы по его имени.
6. Общая структура языков программирования введение
Практически каждый (алгоритмический) язык программирования (ЯП) предназначен для записи некоторого множества алгоритмов. Соответственно, учитывая, что алгоритмом, как правило, называют набор инструкций, понятных исполнителю, и то, что исполнителем в данном случае является ЭВМ, легко определить набор механизмов (средств управления исполнителем), которыми обязан обладать каждый язык программирования. Знание этих базовых механизмов позволяет программисту довольно легко переходить с одного языка на другой (хотя бы по той простой причине, что в любом новом языке эффективнее искать известные вещи, чем натыкаться на неизвестные). Кроме того, зачастую оно (знание) позволяет легче понять структуру языка в целом.