Тема 5. Алгоритмизация и программирование – инструментарий информатики

Чтобы заставить компьютер решить какую-либо задачу, необходимо прежде всего разработать алгоритм решения.

Алгоритм – это конечная последовательность однозначных предписаний, исполнение которой позволяет с помощью конечного числа шагов получить решение задачи, однозначно определяемое исходными данными.

Термин «алгоритм» – транскрипция имени великого узбекского математика Мухаммеда аль-Хорезма. Он еще в 9 веке разработал правила выполнение четырех действий арифметики. Каждый из нас с раннего детства, не замечая того, ежедневно решает задачи, для описания которых используется тот или иной алгоритм, сформулированный в виде конечной последовательности однозначных предписаний.

Носителями алгоритмов являются фоторецепторные справочники, инструкции по использованию бытовой аппаратуры, медицинские рекомендации и даже банки и упаковки с продуктами.

Каждый алгоритм создается конкретным автором (человеком или группой людей) в результате обобщения прошлого опыта или технических разработок и рассчитан на конкретного исполнителя.

При подготовке алгоритмов, исполнителем которых является компьютер, приходится учитывать, что уровень его предварительной подготовки близок к нулю, что самый умелый компьютер «глупее» шестилетней девочки.

Процесс подготовки задания для компьютера можно разделить на общих этапа:

1) создание укрупненного алгоритма (требования к исходным данным и результатам постановки задачи, описание точной схемы решения с указанием всех особых ситуаций;

2) изложение укрупненного алгоритма на языке понятным машине, – иначе, составление программы задания (задачи).

Форма представления укрупненного алгоритма разной: словесное описание, совокупность математических формул, а чаще сочетание того и другого – блок-схема алгоритма. На такой схеме операции исполнителя представляются блоками, которые помечены произвольными номерами и соединены между собой стрелками.

Разнообразие алгоритмов очень велико. Тем не менее можно выделить три основных вида алгоритмов: линейной структуры, разветвляющейся структуры, циклической структуры.

Линейным называется алгоритм, в котором все этапы решения задачи выполняются строго последовательно. Лингвистическое обеспечение – совокупность языков общения, правил их формализации, терминов, используемых в ЭИС.

Программирование – теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ. Программирование является собирательным понятием и может рассматриваться и как наука, и как искусство, на этом основан научно-практический подход к разработке программ. Программа – результат интеллектуального труда, для которого характерно творчество, а оно как известно, не имеет четких границ.

Существуют различные категории программ, различающихся по своему назначению, по типу:

1) системные программы – предназначены для эксплуатации и технического обслуживания ЭВМ, управления и организации вычислительного процесса при решении любой конкретной задачи на ЭВМ. К ним относятся:

§ операционные системы

§ оболочки операционных систем

§ драйверы устройств

§ программы-утилиты

§ антивирусные программы

§ обслуживающие программы

2) системы программирования

3) инструментальные программы – программы, используемые как инструмент при создании документов в повседневной деятельности. К ним относятся:

§ программы для работы с текстами

§ графические редакторы

§ электронные таблицы

§ интегрированные среды

§ игры

Системы программирования – это комплексы программ и прочих средств, предназначенные каждый для разработки и эксплуатации программ на конкретном языке программирования для конкретного вида ЭВМ.

С каждой системой программирования связан некоторый язык программирования. Язык программирования – это инструмент для создания компьютерных программ. Из большого количества языков можно выделить три, наиболее распространенных в настоящее время:

§ изначально профессиональный язык СИ, используемый в первую очередь для разработки прикладных программ;

§ язык ПАСКАЛЬ, широко применяемый для разработки прикладных программ;

§ язык для начинающих программистов – БЕЙСИК.

Прикладные программы предназначены для решения прикладных задач какой-либо отрасли техники, науки, медицины, с/х и т.д. К ним можно отнести обширный класс программ – программы, предназначенные для автоматизации различных проектных работ. Существуют программы проектирования строительных конструкций и сооружений, автомобилей.