Существуют системы программирования на Паскаль, Бейсике и других языках. Разработка любой программы начинается с построением алгоритма решения задачи.

«Родным» языком программирования ЭВМ является язык машинных команд (ЯМК). Самые первые ламповые ЭВМ понимали только этот язык. В программах на ЯМК данные обозначаются их адресами в памяти машины, выполняемые операции – числовыми кодами. Программист сам должен заботится о расположении в памяти ЭВМ команд программы и данных.

Современные программисты так не работают. Для программирования на современных ЭВМ применяются системы программирования (СП) программное обеспечение делится на три части.

--системное ПО

прикладное ПО

--системы программирования.

Системное ПО это операционное системы, диалоговые оболочки типа NC.

Прикладное ПО- это многочисленные редакторы, электронные таблицы, информационные системы, математические пакеты, экспертные системы и многое другое, с чем работают абсолютное большинство пользователей.

Системы программирования предназначены для создания программ управления компьютером.

Системы программирования позволяют использовать на ЭВМ программы, написанные на языке более высокого уровня, чем язык машинных команд.

Понятие уровня языка программирования связано со степенью его удаленности от языка процессора ЭВМ и приближенности к естественному человеческому языку, к формальному языку предметной области (чаще всего- математики). Чем выше уровень, тем дальше от ЭВМ и ближе к человеку. Этот принцип схематически отражает рисунок.

Естественный язык, язык математики

ЯПВУ

Автокод- ассемблер

Язык машинных команд.

ПРОЦЕССОР

Язык машинных команд –это язык самого низкого уровня. Первые языки программирования, отличаются от ЯМК, появились на машинах первого поколения и назывались Автокодами.

Автокод –это машинное – ориентированный язык символического программирования.

Одна команда на Автокоде соответствует одной машинной команде. Работая на Автокоде, программист освобожден от необходимости распределять память под программу и величены, ему не приходится работать с адресами ячеек. Переменные величины и числовые константы обозначаются так же как в математике, коды операций- мнемоническими (буквенными) обозначениями.

Начиная с машин третьего поколения, языки такого типа стали называть Ассемблерами. В наше время на Ассемблере программируют довольно редко, это как правило, делают системные программисты.

Сокращение ЯПВУ расшифровывается так, языки программирования высокого уровня. Сегодня большинство программистов работают именно на этих языках. Наиболее распространенными являются языки Паскаль, Бейсик, СИ, Фортран.

Вот пример записи одной и той же команды сложения двух чисел на трех языках разного уровня, ЯМК, Автокод, Паскаль.

C:= A+D Паскаль

ADD A,B,C Автокод

01 24 28 2С ЯМК

Видно, как с повышением уровня языка повышается «понятность» команд (по –английски слово ADD означает «сложить»). Однако, чем понятнее для человека, тем непонятнее для процессора ЭВМ. Процессор понимает только ЯМК, это его «родной язык». Человеку же легче писать программы на языках более высокого уровня.

Как сделать так, чтобы человек мог писать программы на Автокоде или Паскале, а компьютер мог исполнять эти программы? Ответ на поставленный вопрос такой же, как ответ на вопрос: «как мне общаться с японцем, если я не знаю японского языка?». Нужен переводчик, по-английски переводчик –translator.

Программы- переводчики с Автокода, Паскаля, Фортрана и других языков на язык машинных команд называются трансляторами.

Таким образом компьютер сам производит перевод под управлением программы- транслятора. Процесс перевода программы на язык машинных команд называется трансляцией. Прежде чем выполнить, например, программу на Паскале, ее нужно оттранслировать. Трансляцию можно представить как спуск с верхней ступеньки языка на самую первую ступеньку- ЯМК.

C:=A+B ПАСКАЛЬ

Трансляция с Паскаля

ADD A, B,C АВТОКОД

Тран. с автокода

01 24 28 2С ЯМК

Транслятор является обязательным элементом любой системы программирования. Первые СП включали в себя только трансляторы. Затем к транслятору стали добавляться различные сервисные средства, текстовые редакторы, отладчики, системы обслуживания программных библиотек, средства организации дружественного интерфейса с пользователем.

Билет18

Вопрос 2

Статические информационные модели (модели состояния), динамические информационные модели (модели поведения).

Понятие о системе. Окружающий нас мир состоит из множества различных объектов, каждый из которых имеет разнообразные свойства, и при этом объекты взаимодействуют между собой. Например, такие объекты, как планеты нашей Солнечной системы имеют различные своиства (массу, геометрические размера и т.д.) и по закону всемирного тяготения взаимодействуют с солнцем и друг с другом.

Планеты входят в состав более крупного объекта= Солнечную систему, а Солнечная система –в состав нашей галактики. С другой стороны, планеты состоят из атомов различных химических элементов, а атомы- из элементарных частиц. Можно сделать вывод, что практически каждый объект состоит имз других объектов , т.е. представляет систему.

Система состоит из объектов, которые называются элементами системы. Между элементами системы существуют различные связи и отношения. Например, компьютер является системой, состоящей из различных устройств, при этом устройства связаны между собой и аппаратно (физически подключены друг к другу), и функционально (между устройствами происходит обмен информацией).

Важным признаком системы является ее целостность функционирования. Компьютер нормально работает до тех пор, пока в его состав и исправны устройства (процессор, память, системная плата и тд.). если удалить одно из них, например, процессор, компьютер выйдет из строя, т.е. прекратит свое существование как система.

Статические информационные модели.

Любая система существует в пространстве и времени. Состояние системы характеризуется ее структурой, т.е. составом, свойствами элементов, их отношениями и связями между собой. Так, структура Солнечной системы характеризуется составом выходящих в нее объектов (Солнце, планеты и пр.), их свойствами (например, размерами) и взаимодействием (силами тяготения).

Модели, описывающие систему в определенный момент времени, называется статическими информационными моделями.

В физике, например, статические информационные модели описывают простые механизмы, в биологии- классификацию животного мира, в химии- строение молекул и т.д.

Динамически информационные модели.

Состояние систем измеряется во времени, т.е. происходят процессы изменения и развития систем. Так, планеты движутся, изменяется их положение относительно Солнца и друг друга, Солнце, как любая другая звезда, развивается, меняется ее химический состав, излучения и д.т.

Модели, описывающие процессы изменения и развития системы, называются динамическими информационными моделями.

В физике динамические информационные модели описывают движение тел, в биологии- развитие организмов или популяций животных, в химии- процессы прохождения химических реакций и т.д.

Информационные модели процессов управления.

Изменение сложных систем во времени имеет свои особенности.

Так, для поддержания своей жизнедеятельности человек постоянно получает информацию из внешнего мира с помощью органов чувств, обрабатывает ее с помощью мозга и управляет своим поведением (например, перемещаясь в пространстве, избегая опасности).

В процессе функционирования сложных систем входящие в них объекты постоянно обмениваются информацией. Рассмотрим, например, систему компьютер. В компьютере информация хранится во внешней памяти (на гибких или жестких магнитных дисках).

В процессе записи информации дисковод обеспечивает запись информации на дискету, т.е. объект дисковод изменяет состояние другого объекта Дискета. В кибернетике (науке об управлении) Дисковод называется управляющим объектом, а Дискета- управляемым.

Модели, описывающие информационные процессы управления в сложных системах , называются информационными моделями управления..

Билет 19

Вопрос 1

Текстовый редактор. Назначение, основные функции.

Стремление упростить работу с различными видами текстов (служебными бумагами, конспектами лекций, газетами, журналами, книгами и т. д.)привело к созданию большого количества программного обеспечения, ориентированного на решение этих проблем и называемого текстовым редакторами (ТР) или текстовыми процессорами. Среди профисиональных ТР наибольшее распространение получили «Лексикон», ChiWriter, Multiedit, Microsoft Word, TeX. Имеется значительное число разнообразных ТР для школьных компьютеров (например, для УКНЦ это Edit, Writer).

Общее назначение ТР- ввод текстов в компьютер и их редактирование, сохранение на ВЗУ и печать на бумаге.

Всякий текст- это последовательность символов. Символьный алфавит компьютера содержит 256 знаков. Один символ занимает 1 байт. Все символы в алфавите пронумерованы от 0 до 256. Каждому номеру соответствует 8- разрядный двоичный код от 00000000 до 11111111.этот код просто номер символа в двоичной системе счисления. Таблицу, в которой ставятся в соответствие символы, их десятичные номера и двоичные коды, называется таблицей кодировки. Наиболее распространенной таблицей на персональных компьютерах является код ASCII. Не все коды отображаются на экране в виде символов. Некоторые являются управляющими- управляют печатью или выводом на экран.

Простейшие ТР сохраняют тексты в форме текстовых файлов. Текстовый файл состоит только из символов, входящих в таблицу кодировки (1 символ- 1байт). Текст разбит на строки. Каждая строка заканчивается кодом конца строки.

Обычная пишущая машинка может печатать только единственным шрифтом. В текстовом документе, созданном на компьютере с помощью ТР, могут использоваться разнообразные шрифты. Современные текстовые редакторы имеют достаточно большие наборы шрифтов. У каждого шрифта есть свое назначение. Например: Arial, Times New Roman, Serif и др. буквы одного шрифта могут иметь разные начертания. Различаются обычное (прямое) начертание, курсив, полужирное начертания. Кроме того, представляется возможность подчеркивания текста. Вот несколько примеров:

Это обычное начертания шрифта Times New Roman

Это курсив шрифта

Это полужирное начертания шрифта

Это полужирный курсив шрифта

Это пример подчеркнутого текста

Текстовый редактор дают возможность управлять размером символов.

Следует иметь в виду, что если ТР позволяет менять шрифты, начертания и размеры, то в памяти приходится хранить не только коды символов, но и указание на способ их изображения. Это увеличивает размер файла с текстом. Информацию о шрифтах воспринимают программы, управляющие выводом текста на экран или на печать. Именно они и создают изображение символов в нужной форме.

Практически все редакторы, распространенные в нашей стране, позволяют использовать как русский, так и латинский алфавит.

This is example of English text.

Современные ТР дают возможность пользователю работать одновременно с несколькими текстовыми документами, используя многооконный режим. В многооконном режиме ТР выделяет для каждого документа отдельную область памяти, а на экране- отдельное окно. Окна на экране могут располагаться каскадом (друг за другом) или мозаикой (параллельно в плоскости экрана). Активным окном является то, в котором в данный момент находится курсор.

С помощью специальных команд ( нажатия определенных клавиш) производится переход от одного активного окна к другому. При этом можно переносить или копировать фрагменты текста из одних документов (окон) а другие.

Среда ТР

Рабочие поле ТР это экран дисплея, на котором отображаются все действия, выполняемые ТР. Важным элементом среды ТР является интерфейс- это те средства , с помощью которых пользователь может общаться с ТР и управлять им. На сегодняшний день наиболее предпочтительным является интерфейс в форме меню, из которого специальным маркером (выделенным цветом) можно выбрать те или иные команды ТР.

Одновременно с меню на экране высвечивается строка состояния, в которой дается информация о текущем состоянии ТР (режим работы, позиция курсора и пр.).

Текст, обрабатываемый с помощью ТР, хранится в оперативной памяти и визуально может быть представлен в виде рулона бумаги (разделенного на страницы в некоторых ТР), длина и ширина которого в большинстве случаев не позволяют целиком наблюдать его на экране. Таким обрезом, экран можно считать своеобразным окном, через которое пользователь просматривает текст. Для перемещения этого окна по тексту используется специальные клавиши. Есть ТР, позволяющие открывать несколько таких окон «над» соответствующим количеством текстов.