49134 (Средства создания программных продуктов)

Средства создания программных продуктов

Содержание

Введение

Раздел I. Разработка программ для ЭВМ

I.1 Этапы планирования программы

I.2 Понятие и особенности алгоритмов

Раздел II. Средства, используемые для создания программ

II.1 Язык программирования – инструмент для разработки программы. Виды и классификация языков программирования

II.2 Структурное и объектно-ориентированное программирование

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Современный этап развития общества характеризуется возрастающей ролью информационной сферы, представляющей собой совокупность информации, информационной инфраструктуры, субъектов, осуществляющих сбор, формирование, распространение и использование информации, а также системы регулирования возникающих при этом общественных отношений. Информационная сфера, являясь системообразующим фактором жизни общества, активно влияет на состояние политической, экономической, оборонной и других составляющих безопасности Российской Федерации.

В современном обществе компьютер играет огромную роль, уже трудно представить труд ученых, инженеров, экономистов, бухгалтеров без использования вычислительной техники. Но компьютер сам по себе не способен даже на простые операции, поэтому для того чтобы человек мог использовать компьютер необходимо так называемое программное обеспечение. Программа руководит ресурсами компьютера и предоставляет их в распоряжение пользователя.

Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

• прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработка информационных массивов и т. д.;

• системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копии используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;

• вспомогательное ПО (инструментальные системы и утилиты)

Понятно, что грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т. е. программа прикладного характера.

Для работы на компьютере разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются программы:

• подготовки текстов (документов) на компьютере – редакторы текстов;

• подготовки документов типографского качества – издательские системы;

• обработки табличных данных – табличные процессоры;

• обработки массивов информации – системы управления базами данных..

Прикладная программа – это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей.

Прикладные программы могут носить и общий характер, например, обеспечивать составление и печатание документов и т.п.

Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.

Следует отметить, что программное обеспечение, в то числе и прикладное разрабатывается с помощью специальных инструментов – языков программирования специалистами в этой области.

Раздел I. Разработка программ для ЭВМ

I.1 Этапы планирования программы

Решение любой задачи на ЭВМ представляет собой процесс обработки данных с помощью программы. Создание такой программы предполагает выполнение ряда последовательных этапов:

• постановка задачи;

• математическое описание и выбор метода;

• разработка алгоритма решения;

• составление программы;

• тестирование и отладка программы;

• эксплуатирование программы.

Первый этап представляет собой постановку задачи. На этом этапе формулируется цель задачи, определяется взаимосвязь с другими задачами, раскрывается состав и форма представления входной, промежуточной и результативной информации, характеризуются формы и методы контроля достоверности информации на ключевых этапах решения задачи, определяются формы взаимодействия пользователя с ЭВМ в ходе решения задачи и т.п.

На втором этапе разработки программы выполняется формализованное описание программы, т.е. устанавливаются и формулируются средства языка математики логико-математические зависимости между исходными и результатными данными. Для задач, допускающих возможность математического описания, необходимо выбрать численный метод решения, а для нечисловых задач – принципиальную схему решения в виде однозначно понимаемой последовательности выполнения элементарных математических и логических операций.

Третий этап подготовки решения задачи представляет собой алгоритмизацию ее решения, т.е. разработку оригинального или адаптацию известного алгоритма. Алгоритмизация – это сложный процесс, носящий в значительной степени творческий характер. Постановка задачи и ее алгоритмизация составляют до 20-30% общего времени на разработку программы. Сложность и ответственность реализации данного этапа объясняется тем, что для решения одной и той же задачи, как правило, существует множество различных алгоритмов.

Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к искомому результату. Это конечный набор правил, однозначно раскрывающих содержание и последовательность выполнения операций для систематического решения определенного класса задач за конечное число шагов.

Четвертый этап – составление программы. На этом этапе производится перевод описания алгоритма на один из доступных для ЭВМ языков описания.

Тестирование и отладка составляют заключительный этап разработки программы решения задачи на ЭВМ. Оба эти процесса функционально связаны между собой, хотя их цели несколько отличаются друг от друга.

Тестирование представляет собой совокупность действий, предназначенных для демонстрации правильной работы программы. Цель тестирования заключается в выявлении возможных ошибок в разработанных программах путем их проверки на наборе заранее подготовленных контрольных примеров.

Процессу тестирования сопутствует процесс отладки, который подразумевает совокупность действий, направленных на устранение ошибок в программе. Действия по отладке начинаются с момента обнаружения фактов ошибочной работы программы и завершаются устранением причин, порождающих ошибки.

После завершения процессов тестирования и отладки программные средства вместе с сопроводительной документацией передаются пользователю для эксплуатации. Основное назначение сопроводительной документации – обеспечить пользователя необходимыми инструктивными материалами по работе с программой.

I.2 Понятие и особенности алгоритмов

«Алгоритм» - одно из фундаментальный понятий информатики, а также математики. Происхождение самого термина связано с искаженным представлением (Algorithmi) имени средневекового арабского математика Мухаммеда аль-Хорезми (787 – 850). В то время алгоритмами называли описанные в трактатах аль-Хорезми правила арифметики (сложение, вычитание, умножение столбиком и деление уголком многозначных чисел) и десятичная система счисления.

В настоящее время понятие алгоритма трактуется шире. Это понятие применимо ко всем областям человеческой деятельности.

Алгоритмы встречаются не только в вычислительной технике, но и в обыденной жизни. Примеры алгоритмов из обыденной жизни:

• поездка в институт;

• ремонт телевизора (по инструкции);

• поиск пропавшей вещи;

• выращивание растений на участке и т.п.

Не все задачи могут быть решены с помощью алгоритмов. Например, написание музыки, написание стихов, научное открытие. Компьютер используется для решения лишь тех задач, для которых может быть составлен алгоритм.

Любой алгоритм обладает следующими свойствами:

• детерминированность,

• массовость,

• результативность,

• дискретность.

Детерминированность (определенность) означает, что набор указаний алгоритма должен быть однозначно понят любым исполнителем. Это свойство определяет однозначность результата работы алгоритма при заданных исходных данных.

Массовость алгоритма предполагает возможность варьирования исходных данных в некоторых пределах. Это свойство определяет пригодность использования алгоритма для решения множества конкретных задач определенного класса.

Результативность алгоритма означает, что для любых допустимых исходных данных он должен через конечное число шагов (или итераций) завершить свою работу.

Дискретность алгоритма означает возможность разбиения определенного алгоритмического процесса на отдельные элементарные этапы, возможность реализации которых человеком или компьютером не вызывает сомнения, а результат выполнения каждого элементарного этапа вполне определен и понятен.

Таким образом, алгоритм дает возможность чисто механически решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач. Существует несколько способов описания алгоритмов:

• словесный,

• формально-словесный,

• графический и др.

Словесный способ описания алгоритма отражает содержание выполняемых действий средствами естественного языка. К достоинствам этого способа описания следует отнести его общедоступность, а также возможность описывать алгоритм с любой степенью детализации. К главным недостаткам этого способа следует отнести достаточно громоздкое описание, отсутствие строгой формализации вследствие неоднозначности восприятия естественного языка.

Формально-словесный способ описания алгоритма основан на записи содержания выполняемых действий с использованием изобразительных возможностей языка математики, дополненного с целью указания необходимых пояснений средствами естественного языка. Данный способ, обладая всеми достоинствами словесного способа, вместе с тем более лаконичен, а значит, и более нагляден, имеет большую формализацию, однако тоже не является строго формальным.

Графический способ описания алгоритмов представляет собой изображение логико-математической структуры алгоритма, при котором все этапы процесса обработки данных представляются с помощью определенного набора геометрических фигур (блоков), имеющих строго определенную конфигурацию в соответствии с характером выполняемых действий. (см. рис.1)

• начало, конец

• вычисления

• в вод / вывод

• проверка условия

• модификация

• п одпрограмма

Рис. 1. Основные графические обозначения блоков программ.

Все блоки в схеме располагаются в последовательности сверху вниз и слева направо, объединяясь между собой линиями потока.

Приведем пример: математическая постановка задачи - задано квадратное уравнение:

,

где , b, c – некоторые параметры. Вычислить его действительные корни.

Решение:

;

Если D0, то уравнение имеет 2 действительных корня

.

Если D<0, то уравнение не имеет действительных корней.

Блок-схема алгоритма решения:

Раздел II. Средства, используемые для создания программ

Для создания программ или программных продуктов используются аппаратное и программное обеспечение.

Под аппаратным обеспечением понимают обычно все узлы, модули и блоки, составляющие компьютер или компьютерную систему. В современных компьютерах используется так называемая «открытая архитектура», т.е. состав аппаратного обеспечения компьютера можно изменить, поменяв один из модулей, или расширить, вставив дополнительный модуль.