Основы логики. Высказывания и предикаты.

Алгоритмы их свойства и способы представления.

Алгоритм — заранее заданное понятное и точное предписание возможному исполнителю совершить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.

СВОЙСТВА АЛГОРИТМОВ:

1. Понятность для исполнителя — исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Иными словами, имея алгоритм и произвольный вариант исходных данных, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма.

2. Дискретность — алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых шагов.

 3. Определенность — каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический хаpактеp и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

4. Результативность (или конечность) состоит в том, что за конечное число шагов алгоритм либо должен приводить к решению задачи, либо после конечного числа шагов останавливаться из-за невозможности получить решение с выдачей соответствующего сообщения, либо неограниченно продолжаться в течение времени, отведенного для исполнения алгоритма, с выдачей промежуточных результатов.

5. Массовость означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбиpаться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.

СПОСОБЫ ЗАПИСИ АЛГОРИТМОВ словесная (запись на естественном языке); графическая (изображения из графических символов); псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.); программная (тексты на языках программирования).

БЛОК-СХЕМА При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий. Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой.

Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2-5.

7. Сопровождение программы:

• доработка программы для решения конкретных задач;

• составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.

Модульное программирование

Модульное программирование - это организация программы как совокупности небольших независимых блоков (модулей), структура и поведение которых подчиняется определенным заранее правилам.

Модулем (в модульном программировании) называется множество взаимосвязанных подпрограмм (процедур) вместе с данными, которые эти подпрограммы обрабатывают.

Модульное программирование предназначено для разработки больших программ.

Разработкой больших программ занимается коллектив программистов. Каждому программисту поручается разработка некоторой самостоятельной части программы. И он в таком случае отвечает за конструирование всех необходимых процедур и данных для этих процедур. Сокрытие данных (запрет доступа к данным из-за пределов модуля) предотвращает их случайное изменение и соответственно нарушение работы программы. Для взаимодействия отдельных частей (модулей) программы коллективу программистов необходимо продумать только интерфейс (взаимодействие) сконструированных модулей в основной программе.

Подпрограмма ( англ. subroutine) — поименованная или иным образом идентифицированная часть компьютерной программы, содержащая описание определённого набора действий. Подпрограмма может быть многократно вызвана из разных частей программы. В языках программирования для оформления и использования подпрограмм существуют специальные синтаксические средства.

Целые типы

В языке Паскаль целые типы бывают 5 видов. Каждый из них характеризует диапазон принимаемых значений и занимаемым местом их в памяти. При использовании целочисленных чисел следует руководствоваться вложенностью типов, т.е. типы с меньшим диапазоном могут быть вложены в типы с большим диапазоном. Тип Byte может быть вложен во все типы занимающие 2 и 4 байта. В тоже время тип Short Int, занимающий 1 байт не может быть вложен в тип Word, поскольку не имеет отрицательных значений.

Вещественные типы

Можно выделить 5 вещественных типов: В компьютере абсолютно точно представляются целые типы. В отличие от целых типов значение вещественных типов определяет произвольное число лишь с некоторой конечной точность, зависящего от формата числа. Вещественные числа представляются в компьютере с фиксированной или с плавающей точкой. Особое положение в Паскаль занимает тип Comp, фактически это большое целое число со знаком. Этот тип совместен со всеми вещественными типами и может быть использован для большого целого числа. При представлении вещественных чисел с плавающей запятой десятичная точка, всегда подразумевается перед левой или старшей мантиссой, но при действии с числом сдвигается влево или вправо.

Порядковые типы

Порядковые типы объединяют в себе несколько простых типов. К ним относятся:

• все целые типы;
• символьный тип;
• логический тип;
• тип-диапазон;
• перечисляемый тип.

Общими признаками для порядковых типов являются: каждый из типов имеет конечное число возможных значений; значение этих типов можно определенным образом упорядочить и с каждым числом сопоставить некоторое число, являющееся порядковым номером; соседние значения порядковых типов отличается на единицу.

К значениям порядкового типа может быть применена функция ODD(x), которая возвращает порядковый номер аргумента x.

Функция PRED(x) – возвращает предшествующее значение порядкового типа. PRED(A) = 5.

Функция SUCC (x) – возвращает следующее значение порядкового типа. SUCC(A) = 5.

Символьный тип

Значениям символьного типа является 256 символов из множества допустимых кодовой таблицей используемого компьютера. Начальная область этого множества, то есть диапазон от 0 до 127 соответствует множеству кодов ASCII, куда загружаются символы алфавита, арабских чисел и специальных символов. Символы начальной области всегда присутствуют на клавиатуре ПК. Старшая область называется альтернативной, она содержит символы национальных алфавитов и различные специальные символы, и символы псевдографики, не соответствующие коду ASCII.

Логический (булевский) тип

Имеются два значения булевского типа: Истина (True) и Ложь (False). Переменные данного типа задаются служебным словом BOOLEAN. Значение булевского типа занимают один байт в оперативной памяти. Значениям Истина и Ложь соответствуют числовые значения 1 и 0.

Тип-диапазон

Есть подмножество своего базового типа в качестве, которого может выступать любой порядковый тип. Тип-диапазон задается границами внутри базового типа.

[минимальное-значение]…[максимальное-значение]

5…20

Тип-диапазон можно задавать в разделе Type, как определенный тип, а можно непосредственно в разделе Var.

При определении тип-диапазона необходимо руководствоваться:

1.левая граница не должна превышать правую границу;

2.тип-диапазон наследует все свойства базового типа, но с ограничениями, связанными и с его меньшей мощностью.

Перечисляемый тип

Данный тип относится к порядковым типам и задается перечислением тех значений, которых он может перечислять. Каждое значение именуется неким идентификатором и располагается в списке обрамленным в круглых скобках. Перечисляемый тип задается в Type:

Type

Peoples = (men, women);

Первое значение – 0, второе значение – 1 и т.д. Максимальная мощность 65535 значений.

Строковый тип

Строковый тип относится к группе структурированных типов и состоит из базового типа Char. Строковый тип не относится к порядковым типам. Он определяет множество символьных цепочек произвольной длины до 255 символов.

В программе строковый тип объявляется, словом String. Поскольку String является базовым типом, он описан в языке и объявление переменной типа String осуществляется в Var. При объявлении переменной строкового типа за String в квадратных скобках целесообразно указывать длину строки. Для указания используется целое число от 0 до 255.

Var

Fam: String[15];

Указание длины строки позволяет компилятору отвести под данную переменную указанное число байтов в ОЗУ. Если длина строки не указана, то в этом случае компилятор отведет под значение этой переменной максимальное возможное число байт.

Begin

< операторы >

End.

Простые операторы Паскаль.

  Оператор присвоения (:=); оператор процедуры; оператор безусловного перехода (GOTO).

Операторы присвоения сохраняют значение в объекте, обозначенном левым операндом. Сущ. 2 типа оператора присвоения:

-простое присвоение, при котором значение второго операнда сохраняется в объекте, заданном первым операндом;

- составное присвоение, при котором сначала выполняется арифметическая или побитовая операция или операция сдвига, а затем сохраняется результат.

Оператор процедуры служит для вызова процедуры. Имеется 2 вида процедур: стандартные и процедуры пользователя. Для вызова стандартных процедур необходимо подключение в разделе USES имени модуля (библиотеки), где описана данная процедура. Стандартные процедуры языка Паскаль- READ, WRITE, REWRITE, CLOSE, RESET. Процедуры пользователя (нестандартные) должны быть созданы перед их использованием в программе и находятся в разделе описания либо самой программы, либо в отдельные программные единицы модуля.

GOTO [метка]- зарезервированное слово в языке паскаль. [метка]- это произвольный идентификатор, который позволяет пометить некий оператор программы и в дальнейшем сослаться на него. Оператор GOTO передает управление соответствующему помеченному оператору.

 

Функции Командный интерпретатор исполняет команды своего языка, заданные в командной строке или поступающие из стандартного ввода или указанного файла.В качестве команд интерпретируются вызовы системных или прикладных утилит, а также управляющие конструкции. Кроме того, оболочка отвечает за раскрытие шаблонов имен файлов и за перенаправление и связывание ввода-вывода утилит. В совокупности с набором утилит, оболочка представляет собой операционную среду, язык программирования и средство решения как системных, так и некоторых прикладных задач, в особенности, автоматизации часто выполняемых последовательностей команд.

Антивирусные программы.

Антиви́русная програ́мма (антиви́рус) — специализированная программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных (считающихся вредоносными) программ вообще и восстановления заражённых (модифицированных) такими программами файлов, а также для профилактики — предотвращения заражения (модификации) файлов или операционной системывредоносным кодом.

Создание документа.

Создание документа начинается с выбора шаблона, то есть готовой пустой заготовки документа определённого назначения (обычный документ, визитная карточка, резюме и т.д.). Шаблоны задают структуру документа, которую пользователь потом заполняет конкретным содержанием. По умолчанию создаётся новый обычный документ (т.е. просто пустая страница). В процессе создания документа пользователь вводит текст с клавиатуры.

Редактирование документа.

Редактирование – процесс изменения содержания документа. Редактирование производится путём копирования, перемещения или удаления отдельных символов или выделенных фрагментов текста, причём копировать и перемещать фрагменты можно не только внутри документа, но и из других документов (файлов).

Форматирование.

Форматирование – процесс изменения внешнего вида документа (без изменения содержания). Для всего документа или отдельных его страниц могут быть заданы требуемые параметры – формат, ориентация, размеры полей и др. В процессе форматирования можно изменять параметры текста - размер, шрифт, и начертание текста, изменять его положение на странице. В Word предусмотрена также возможность форматирования таблиц (вручную или с помощью автоформата).

Печать документа.

Режим печати документа позволяет осуществлять предварительный просмотр и выбор параметров печати. Подобно всем остальным приложениям из пакета Microsoft Office, в текстовом процессоре Word предусмотрена система текстовых меню и дублирующая её система графических меню. Настольные издательские системы (например, Publisher) - программы для профессиональной работы с различными видами публикаций: визитками, плакатами, календарями, журналами, газетами, буклетами и т.д.

Понятие локальных сетей.

Два компьютера соединенных друг с другом кабелем, уже представляют собой простую компьютерную сеть (Network). Это позволяет им использовать свои ресурсы совместно. Все сети основываются именно на этом принципе. Благодаря компьютерным сетям не надо больше бегать от компьютера к компьютеру с дискетой или бумагами, не надо больше каждому компьютеру по принтеру - зачем, когда есть сетевой принтер. Сетью называется группа соединенных компьютеров и других устройств. А использование общих ресурсов в сети называется - сетевым взаимодействием.

Локальными вычислительными сетями (ЛВС, LAN) считаются сети расположенные в пределах одного здания или одной не большой организации и объединяющие некоторое количество компьютеров, принтеров, сканеров и т.д. (цифра зависит от конкретной сети).

Топология сетей.

Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Кроме термина «топология», для описания физической компоновки употребляют также следующие:

• физическое расположение;
• компоновка;
• диаграмма;
• карта.

Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет:

• на состав необходимого сетевого оборудования;
• характеристики сетевого оборудования;
• возможности расширения сети;
• способ управления сетью.

 Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.

Глобальная сеть Интернет

Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть. Само ее название означает "между сетей". Это сеть, соединяющая отдельные сети. Интернет – объединение сетей (глобальные, локальные). высокоскоростные выделенные линии выделенные линии коммутируемые линии Около 20 лет назад Министерство Обороны США создало сеть, которая явилась прародителем Internet, - она называлась ARPAnet. ARPAnet была экспериментальной сетью; она создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере, в частности, для исследования методов построения сетей, устойчивых к частичным повреждениям, получаемым, например, при бомбардировке авиацией и способных в таких условиях продолжать нормальное функционирование. Это требование дает ключ к пониманию принципов построения и структуры Internet. В модели ARPAnet всегда была связь между компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения). При этом предполагалась, что любая часть сети может исчезнуть в любой момент. В настоящее время Internet не просто сеть - это сеть сетей. Сейчас она состоит из более чем 12 тысяч объединенных между собой сетей.

Мультимедиа-технология.

И. Вернер, автор одной из первых монографий о мультимедиа, переведенной в России в 1996 г., отмечал, что технология мультимедиа является одной из новых технологических форм информационного общества. Она открывает принципиально новый уровень обработки информации и интерактивного взаимодействия человека с компьютером (видеоряды, текстовая и аудиоинформация, компьютерная графика и анимация могут быть произвольным образом скомпонованы, изменены и/или отображены в другой форме представления данных).Мультимедиа технология обеспечивает совместное использование текста, графических изображений, звука, анимации и видео, то есть элементов мультимедиа, с помощью компьютера или другой электронной техники. Связывание элементов мультимедиа в единый проект выполняется с помощью программных инструментальных средств. Результаты представления элементов мультимедиа на экране и средства управления мультимедиа, называются пользовательским интерфейсом. Аппаратные и программные средства, обеспечивающие воспроизведение мультимедиа, называются платформой или средой мультимедиа.Мультимедиа среда может принимать любую форму и состоять из любых комбинаций: текст, гипертекст, двухмерная и трехмерная графика, анимация, движущееся изображение (цифровое видео и фото), музыка, звуковые эффекты. Как продукт нового инструментария, мультимедийные средства вбирают в себя достоинства всех предыдущих аудиовизуальных средств, но не вытесняют их.

К разновидностям мультимедиа относятся: Линейное мультимедиа - простейшая форма представления множества элементов мультимедиа, когда пользователь может выполнять только пассивный просмотр элементов мультимедиа, а последовательность просмотра элементов мультимедиа определяется сценарием. Нелинейное (интерактивное) мультимедиа [interactive (multi)media] - форма представления множества элементов мультимедиа, в которой пользователю предоставлена возможность выбора и управления элементами в режиме диалога.

Гипертекст-, гипермедиа-, WWW -технологии.

Гипертекст (нелинейный текст) – это организация текстовой информации, при которой текст представляет множество фрагментов с явно указанными связями между этими фрагментами. Термин “гипертекст” ввёл Т. Нельсон, определивший его как:

1.соединение текста на естественном языке с создаваемой компьютером возможностью интерактивного формирования внутри него новых ветвей;

2.динамичную организацию нелинейного текста, который уже не может быть напечатан обычным образом на обычной Гипертекстовая технология реализуется в конкретной гипертекстовой системе, состоящей из гипертекста (базы данных) и гипертекстовой оболочки. Гипертекст содержит не только информацию, но также аппарат её эффективного поиска и просмотра. странице.

Гипермедиа — термин, введённый Тедом Нельсоном в 1965 году. Является технологией обработки, структурирования информации и произвольного доступа к её элементам с помощью гиперсвязей ^]. Гипермедиа — это больше, чем гипертекст (как новое качество), поскольку в него включены графика, звук, видео, текст и ссылки для создания нелинейной среды восприятия любой информации. Гипермедиа соотносится с определением мультимедиа. Всемирная Паутина — классический пример гипермедиа, где интерактивные единицы соседствуют с мультимедийными.

Технология WWW позволяет создавать ссылки (их также называют гиперссылками), которые реализуют переходы не только внутри исходного документа, но и на любой другой документ, находящийся на данном компьютере и, что самое главное, на любой документ любого компьютера, подключенного в данный момент к Интернету. Серверы Интернета, реализующие WWW-технологию, называются Web-серверами, а документы, реализованные по технологии WWW, называются Web-страницами. Всемирная паутина - это десятки миллионов Web-серверов Интернета, содержащих Web-страницы, в которых используется технология гипертекста.

Мультимедиа-технологии

Мультимедиа-технологии - программно-техническая организация обмена с компьютером текстовой, графической, аудио и видеоинформацией.

Геоинформационные системы

Геоинформационные системы (ГИС) и ГИС- технологии объединяют компьютерную картографию и системы управления базами данных.

CASE-технологии

CASE-технологии - относительно новое направление, формировавшееся на рубеже 80-х годов.

Основы логики. Высказывания и предикаты.

  Логика – наука о законах и формах мышления

Высказывание (суждение) – некоторое предложение, которое может быть истинно (верно) или ложно

Утверждение – суждение, которое требуется доказать или опровергнуть

Рассуждение – цепочка высказываний или утверждений, определенным образом связанных друг с другом

Умозаключение – логическая операция, в результате которой из одного или нескольких данных суждений получается (выводится) новое суждение

Логическое выражение – запись или устное утверждение, в которое, наряду с постоянными, обязательно входят переменные величины (объекты). В зависимости от значений этих переменных логическое выражение может принимать одно из двух возможных значений: ИСТИНА (логическая 1) или ЛОЖЬ (логический 0)

Сложное логическое выражение – логическое выражение, составленное из одного или нескольких простых (или сложных) логических выражений, связанных с помощью логических операций.

Логическое умножение КОНЪЮНКЦИЯ - это новое сложное выражение будет истинным только тогда, когда истинны оба исходных простых выражения. Конъюнкция определяет соединение двух логических выражений с помощью союза И.

Логическое сложение – ДИЗЪЮНКЦИЯ - это новое сложное выражение будет истинным тогда и только тогда, когда истинно хотя бы одно из исходных (простых) выражений. Дизъюнкция определяет соединение двух логических выражений с помощью союза ИЛИЛогическое отрицание: ИНВЕРСИЯ - если исходное выражение истинно, то результат отрицания будет ложным, и наоборот, если исходное выражение ложно, то результат отрицания будет истинным/ Данная операция означает, что к исходному логическому выражению добавляется частица НЕ или слова НЕВЕРНО, ЧТО Логическое следование: ИМПЛИКАЦИЯ - связывает два простых логических выражения, из которых первое является условием (А), а второе (В)– следствием из этого условия. Результатом ИМПЛИКАЦИИ является ЛОЖЬ только тогда, когда условие А истинно, а следствие В ложно. Обозначается символом "следовательно" и выражается словами ЕСЛИ …, ТО …Логическая равнозначность: ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ - определяет результат сравнения двух простых логических выражений А и В. Результатом ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ является новое логическое выражение, которое будет истинным тогда и только тогда, когда оба исходных выражения одновременно истинны или ложны. Обозначается символом "эквивалентности" Высказывание – некоторое повествовательное утверждение, про которое можно однозначно сказать ("сразу посмотрев на него"), истинно оно или ложно. Эти два значения всевозможных высказываний обозначаются "истина" и "ложь", " true " и " fаlse " или "1" и "0".

Переменная, значениями которой могут быть лишь значения "1" или "0", называется логической переменной или булевой переменной.

Высказывание должно быть однозначно истинным или однозначно ложным. Предикат – форма высказывания с логическими переменными (множество значений этих переменных вполне определено), имеющая смысл при любых допустимых значениях этих переменных. Количество переменных в записи предиката называется его местностью.

Простые высказывания или предикаты не зависят от других высказываний или предикатов ("не разбиваемых на более простые"), а сложные – зависит хотя бы от двух простых.

6.Аксиомы алгебры логики, логические текстовые задачи. Алгебра логики (алгебра высказываний) — раздел математической логики, в котором изучаются логические операции над высказываниями^[1]. Чаще всего предполагается, что высказывания могут быть только истинными или ложными, то есть используется так называемая бинарная или двоичная логика, в отличие от, например, троичной логики.

Под логической аксиомой понимается формула логико-математического языка, принимаемая в качестве аксиомы при построении формальной теории, истинная в любой структуре для данного языка в силу смысла логических символов. Логические аксиомы выбираются таким образом, чтобы множество логических следствий из аксиом в точности совпадало с множеством теорем [24]. В дедуктивных научных теориях аксиомами называют основные исходные положения, из которых путем дедукции, то есть чисто логическими средствами, извлекается все остальное содержание теорий.

Алгебра логики строится на основе следующих аксиом:

1.Переменная может принимать лишь одно из двух возможных значений:

x = 0, если x <> 1;
x = 1, если x <> 0.	(1.1.)

2.Вводится преобразование, называемое инверсией, такое, что

0 = 1;
1 = 0.	(1.2.)

3.Вводится преобразование (x v y), называемое дизъюнкцией, для которого справедливы соотношения:

0 v 0 = 0;
1 v 1 = 1;
1 v 0 = 0 v 1 = 1.	(1.3.)

4.Вводится преобразование (x & y), называемое конъюнкцией, которое определяется соотношениями:

0 & 0 = 0;
1 & 1 = 1;
1 & 0 = 0 & 1 = 0.	(1.4.)

5.Во избежание многократных скобочных записей вводится приоритетность выполнения операций: