Język

programowania

Rozwijanie zdolności logicznego

i precyzyjnego inżynierskiego myślenia

poprzez naukę programowania

Zakładane wyniki nauki:

- opanowanie logiki układania
programów

- opanowanie podstaw języka
programowania C++

- umiejętność budowania
algorytmów dla rozwiązywania
podstawowych

problemów

inżynierskich

Osoby prowadzące laboratorium:

dr inż. Krzysztof Janerka

- dr inż. Jacek Suchoń
- dr inż. Andrzej Studnicki
- dr inż. Dariusz Bartocha
- dr inż. Marcin Kondracki
- dr inż. Marcin Stawarz
- mgr inż. Tomasz Szuter
- mgr inż. Anna Dulęba
- mgr inż. Agnieszka Walasek

Prowadzący przedmiot

dr hab. inż. Mirosław Cholewa prof.

Pol. Śl.

Katedra Odlewnictwa

Wydział Mechaniczny Technologiczny

Politechniki Śląskiej

Gliwice ul. Towarowa 7

tel.: 338 55 35

Mirosław.Cholewa@polsl.pl

Platforma E-learning

http://

www.platforma.imiib.polsl.pl

Język Programowania

hasło:

jpm

Laboratorium obejmuje

ćwiczenia

praktyczne

(programowanie

C++)

dające prawidłowe nawyki i
właściwe

podejście

rozwiązywania

problemów.

Ćwiczenia

praktyczne

są

związane

kierunkiem

studiowania.

Ćwiczenia laboratoryjne obejmują:

podstawy C++ (obsługa zintegrowanego

środowiska C++, struktura programu, typy
danych, wyrażenia i operatory),

- stopniowe wprowadzanie instrukcji C++
(instrukcje wejścia, wyjścia, warunkowe,
obliczeń cyklicznych-pętle),

- zastosowanie funkcji w programie,

- wybrane funkcje graficzne w C++

- podstawy programowania obiektowego w
C++,

- umiejętność czytania programów w C++.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych

„Język Programowania”

Ogólna struktura i podstawowe elementy
programu źródłowego w C++ - program
sekwencyjny

1.1. Obsługa zintegrowanego środowiska pracy

C++, Ogólna

struktura programu źródłowego w C++,

operacje wejścia-

wyjścia
1.2. Program sekwencyjny – proste typy danych,

wybrane

operatory, funkcje biblioteczne

(matematyczne)

Podejmowanie decyzji w programie

2.1. Instrukcja warunkowa – if...else, operatory

relacyjne i

logiczne,
2.2. Instrukcja wyboru – switch...case.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych cd

„Język Programowania”

Organizacja obliczeń cyklicznych w
programie (pętle)

3.1. Pętle o nieokreślonej liczbie powtórzeń –

instrukcje

while i do-while,
3.2. Pętla o określonej liczbie powtórzeń –

instrukcja for.

Instrukcje sterujące przebiegiem

programu

4.1. Wykorzystanie instrukcji sterujących w

pisaniu

programów.

5.

Zmienne strukturalne w języku C++

5.1. Tablice w języku C++ - tablice liczbowe.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych cd

„Język Programowania”

Konstruowanie funkcji w języku C++

6.1. Programowanie własnych funkcji w języku

C++,

6.2. Wykorzystanie funkcji iteracyjnych i

rekurencyjnych w

programowaniu.

7.

Wskaźniki w języku C++

7.1. Posługiwanie się typem wskaźnikowym w

programowaniu,

7.2. Wykorzystanie wskaźników w operowaniu

tablicami.

Dynamiczny przydział pamięci.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych

„Język Programowania”

Programy graficzne w języku C++

wykorzystujące
bibliotekę graph

8.1.   Tworzenie prostej grafiki punktowej w
języku C++ przy
          użyciu funkcji standardowych,

9.

Obsługa plików dyskowych w C++ - file

handling

9.1. Zapis i odczyt prostych plików
tekstowych i binarnych.

10.

Wprowadzenie do programowania

obiektowego w C++

10.1. Początki programowania obiektowego w
C++

Zakres tematyczny wykładów

obejmuje:

1.Analizy

problemów

przykładach

związanych

kierunkiem

studiowania

poszukiwanie

metod

ich

rozwiązywania

Projektowanie

algorytmów

według

wybranej

metody

rozwiązywania

problemu

–

budowanie schematów blokowych

Cd Zakres tematyczny wykładu

obejmuje:

3. Podstawy programowania w języku
C++ (struktura programu, typy
danych, deklaracje zmiennych i
stałych,

operatory

wyrażenia,

instrukcje, funkcje)

4. Wybrane algorytmy i ich programy
(np. sortowanie, przeszukiwanie).

uczestnictwo w zajęciach lab. (dopuszczalne 2 zajęcia

nieusprawiedliwione),

- zaliczenie dwóch kolokwiów na komputerach (pisanie
programów 40 min., poprawa nie zaliczonych kolokwiów tylko
na konsultacjach), warunkiem przystąpienia do 2 kolokwium jest
zaliczenie 1,

-wcześniejsze zaliczenie laboratorium:

-zestaw zadań przygotowany przez wykładowcę -termin 16
listopad

lub

-zadanie inżynierskie przygotowane przez prowadzącego
laboratorium – termin 14 grudzień (?), obrona na konsultacjach-
listing programu źródłowego, dyskietka z programem
źródłowym, oceny

„4; 4,5; 5”

zwalniają

z wykładów),

- zaliczenie wykładów (1 kolokwium),

WARUNKI ZALICZENIA
PRZEDMIOTU:

-ocena końcowa z przedmiotu:

= 0.6*O

+ 0.4*O

-możliwość podwyższenia oceny końcowej (na 3.5,
4.0) na konsultacjach po zaliczeniu wybranego
przez prowadzącego zadania z zestawu

- możliwość podwyższenia oceny końcowej (z 4.0
na 4.5, 5.0) tylko po b. db napisaniu programu z
zestawu zadań przygotowanego przez wykładowcę

WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU:

Język niskiego poziomu

(asembler-

symboliczna

reprezentacja języka wewnętrznego komputera

)

–efektywność i szybkość działania kodu
wynikowego programu.

Język wysokiego poziomu

–

łatwiejsza

przenośność

programów,

prostszy zapis algorytmu.

C++

- ogólna charakterystyka

„Język wysokiego, ale dostatecznie

niskiego poziomu” – synteza

Autorami pierwszego standardu

języka C są

Kernighan i Ritchie

Bjarne Stroustrup

Laboratorium Bella firmy AT&T jest

twórcą C++ - początek lat 80

Struzińska-Walczak A., Walczak K.:

Nauka

programowania dla początkujących C++.

Wyd.

W&W, Warszawa 2000

2. Zalewski A.: Programowanie w językach C i
C++ z wykorzystaniem pakietu Borland C++.
Wyd. Nakom, Poznań 2000

3. Snaith P.:

Nie tylko dla orłów C++.

Wyd.

Intersoftland, Warszawa 2000

4. N. M. Josuttis:

C++ Biblioteka standardowa.

Podręcznik Programisty.

Wyd. Helion, Gliwice

2003

Literatu
ra

5. Wróblewski P.: Algorytmy struktury
danych i techniki programowania. Wyd.
Helion, Gliwice 1997

6. Bentley J.: Perełki oprogramowania.
WNT, Warszawa 1992

Wirth N

.: Algorytmy+struktury danych

= programy. WNT, Warszawa 1989

Literatura uzupełniająca:

1. Wróblewski P.: Język C++ dla programistów. Wyd. Helion,

Gliwice 1994

2. Kernighan B., Ritchie D.: Język C. WNT, Warszawa 1988

Lippman S.: Podstawy języka C++. WNT,

Warszawa 1994

4. Delanoy C.: Ćwiczenia z języka C++. WNT, Warszawa 1993

5. Ragen A.: Leksykon języka C. WNT, Warszawa 1990

6. Kopacz T.: Język C w praktyce Turbo C i C++. Wyd. Mikom,

Warszawa 1993

7. Wróblewski P.: Od C do Asemblera. Wyd. Helion, Gliwice 1992

8. K. Loundon: C++ Leksykon kieszonkowy. Wyd. Helion, Gliwice

2003

Wirth N.: Algorytmy+struktury danych = programy. WNT,
Warszawa 1989,

„ ... programowanie stało się
dziedziną wiedzy, której
opanowanie ma zasadnicze
znaczenie przy rozwiązywaniu
wielu problemów
inżynierskich ...”

Niklaus Wirth

Programowanie jako
umiejętność rozwiązywania
problemów

Wykonan
ie
program
u

Dane

Wyniki

Proble
m

Sprawa do
rozwiązania

Algoryt
m

Sposób, przepis rozwiązania
danego problemu w
skończonej liczbie kroków

Progra
m

Sformalizowany zapis
algorytmu w języku
programowania

Algorytm

- określa sposób wykonania pewnego
zadania, rozwiązania określonego
problemu,
czy osiągnięcia zamierzonego celu

Algorytm

opracowany dla

progra-mu

określa sposób

przekształcenia danych
wejściowych w dane wyj-
ściowe zgodnie z celem

(dla realizacji jednego celu
można zastosować wiele
algorytmów)

Algorytm składa się z opisu:

obiektów

na których

na których

wykonywane są

działania

działań

realizujących cel

algorytmu

kolejności działań

przykładowy

PROBLEM

Korekta zawartości węgla w piecu

metalurgicznym przy wytopie
żeliwa szarego

DANE:

1. - norma określająca zawartość węgla w

wytapianym gatunku żeliwa

2.- masa ciekłego metalu w piecu

3. - dostępne materiały wsadowe do korekty

zawartości węgla

4. - analiza chemiczna zawartości węgla w

wytapianym żeliwie

START

STOP

DANE

C>C

max

Oblicz dodatek wsadu

obniża-jący

węgiel

(złom stalowy)

C<C

min

Oblicz dodatek wsadu

zwiększający

węgiel

(grafit)

Dodaj do wsadu

przykładowy

PROBLEM

Drzwi z zamkiem na hasło.

Po 3-krotnym błędnym wpisaniu
hasła ma uruchomić się alarm.

DANE:

- hasło definiowane jako stała (możliwość

zmiany tylko

w programie źródłowym)

STAR
T

Utwórz wzór hasła

Wprowadź hasło

Poprawne

Dodaj p+1

p>3

Otwórz drzwi

Włącz alarm

STOP

przykładowy

PROBLEM

Ustalenie spawalności stali
konstrukcyjnej dla
opracowania optymalnej
technologii spawania.

DANE:

skład chemiczny stali konstrukcyjnej

STAR
T

STOP

Skład chemiczny
stali

Oblicz równoważnik
węgla Rc

Wybór Rc

Rc0.4

0.4<Rc0.48

0.48<Rc0.5

Rc>0.
55

Stal łatwospawalna

Stal spawalna po
podgrzaniu lub
elektrodą zasadową

Stal spawalna po
podgrzaniu tylko
elektrodą zasadową

Stal niespawalna

Podaj technologię
spawania

Schemat blokowy jest graficznym

zapisem algorytmu, pokazuje

następstwo działań, nazywany

jest też

siecią działań

SCHEMAT

BLOKOWY

Metody tworzenia algorytmu i jego
zapisu w postaci schematu blokowego
(sieci działań):

metoda od szczegółu do ogółu

polega na wyodrębnieniu w problemie małych

fragmentów, które po oddzielnym opisaniu są

składane w coraz większe części, aż do

otrzymania całego pełnego algorytmu

realizującego problem

metoda od ogółu do szczegółu

metoda od ogółu do szczegółu:

polega na ogólnym zapisaniu całego problemu

bez szczegółowego analizowania jego

fragmentów;

po otrzymaniu podstawowego algorytmu

należy przystąpić do podobnej analizy

poszczególnych fragmentów

Metody tworzenia algorytmu i jego
zapisu w postaci schematu blokowego
(sieci działań):

Postać graficzna podstawowych bloków

wykorzystywanych w schematach

blokowych

blok początkowy

rozpoczyna algorytm

Start

blok we/wy

określa

nazwy

danych

wprowadzanych
i

wyprowadzanych

przez

program

Dane

blok operacyjny

określa działanie, które może
zmienić wartość zmiennej

Działanie

Warunek

nie

tak

blok warunkowy (decyzyjny)

rozdziela wykonywanie algorytmu
na dwie drogi w zależności od
spełnienia

tak

lub

nie

spełnienia

warunku;

nie zmienia stanu zmiennych

Zmienn

w
n

blok wyboru

wybiera jedną z wielu możliwych
dróg

algorytmu,

podstawie

aktualnej wartości wyrażenia

Postać graficzna podstawowych bloków

wykorzystywanych w schematach

blokowych cd

Postać graficzna podstawowych bloków

wykorzystywanych w schematach

blokowych

Blok kolekcyjny

kolektor

łączy różne drogi algorytmu

Blok końcowy

kończy algorytm

Stop

Blok podprogramu

określa nazwę procedury lub
funkcji
i jej zadanie

Nazwa

Funkcj

Postać graficzna podstawowych bloków

wykorzystywanych w schematach blokowych cd

3/5

Blok wyjściowy

łącznika
międzystronicow
ego

Blok
wejściowy

łącznika
międzystronicow
ego

3/5

Blok wejściowy

łącznika na
stronie

Blok
wyjściowy

łącznika na
stronie

September 28 2002 :

Dev-C++ 5 Beta 6 (4.9.6.0)

PC FORMAT Listopad 2002 CD#27

Kompilator Dev C++

http://katodl.mt.polsl.gliwice.pl/www/C++.htm

Strona internetowa

Bloodshed Software

http://

www.bloodshed.net

Tworzenie i uruchamianie programów w
C++

Każdy nowoczesny

kompilator

zawiera :

Edytor

- program do wpisywania i

modyfikowania tekstów programów (kodów
źródłowych)

[*.cpp]

Kompilator

- program do sprawdzania poprawności

i wyszukiwania formalnych błędów w kodzie
źródłowym. Gdy kod jest poprawny kompilator
przekształca go w plik binarny

[*.obj]

Konsolidator

(linker)

- program, który do pliku

binarnego (skompilowanego) dołącza z bibliotek

[*.lib]

kody maszynowe funkcji gotowe do

użycia i tworzy program wykonywalny na
komputerze (program wynikowy, maszynowy)

[*.exe]

Łączenie z bibliotekami -

linkowanie

Tworzenie i uruchamianie programów w
C++

Komput

Kod
źródłowy

program

źródłowy

[*.cpp]

Kod
kompilowany

kod binarny

[*.obj]

Kod
wykonywalny

Kod maszynowy

[*.exe]

Zintegrowane środowisko
pracy

main(

)

{

}

dyrektywy preprocesora:

#include –dołącz pliki
nagłówkowe
#define –zdefiniuj stałe

funkcja główna - start

programu

deklaracja zmiennych i ciąg instrukcji

realizujący dany algorytm

main( )

{

}

Zadania preprocesora

-definiowanie makrodefinicji
upraszczających postać kodu
źródłowego

-włączanie tekstów (treści)
innych plików

- sterowanie przebiegiem
kompilacji

Ogólny schemat kodu źródłowego
programu w C++

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

#include <math.h>

#include
“nazwa_uzytkownika”

#define stala 2

main()

{

int liczba, suma=0, iloczyn=1;

clrscr;

cout<<”Podaj pierwsza liczbe”<<endl;

cin>>liczba;

while (liczba!=0)

{

suma+=liczba;

iloczyn*=liczba;

cin>>liczba;

}

cout<<”Suma liczb wynosi” <<suma<<endl;

cout<<”Podwojony

iloczyn

liczb

wynosi”<<iloczyn*stala<<endl;

getch();

return 0;

}

funkcja główna - start

programu

lista wszystkich

zmiennych

ciąg instrukcji

realizujący

dany algorytm

dyrektywy
preprocesora

Dobrze jest mieć w jednej linijce tylko

jedną instrukcję – mamy możliwość

śledzenia wykonywania programu

linijka za linijką – debuggery –

„odpluskwiacze”

bug – owad

nclude

–

zawrzyj

cout

– C-onsole OUT-put konsola wyjścia – np. ekran

<< „ ” ;

main

– główny (Funkcja główna)

{ }

cin

– Console IN put

odnosi się do urządzenia wejścia –

klawiatury, kierunek strzałek

cuot<<”\n”;

odpowiada

cout<<endl

endl

– end of line

cout <<”witam” ;

wprowadzanie i wyprowadzanie informacji jest

poza

definicjami C++, podprogramy są w jednej z bibliotek

programu

# include <iostream.h>

main()

{

cout << ”witam”;

}

Przeniesienie do następnej linii:

Komentarz:

do końca linii: //…

/*….*/ o dowolnej długości

takie

komentarz

nie mogą być w sobie zagnieżdżane:

wewnątrz

/*…*/

jest nieprawidłowy

!!!

kompilacja warunkowa

Nazwy obiektów (zmiennych lub stałych) nie mogą zaczynać się od

cyfry, dowolnie długi ciąg liter i cyfr oraz podkreśleń, poza słowami

kluczowymi:

asm, auto, break, case, catch, char, class, const,

continue, default, delete, do, double, else, enum,

extern, float, for, friend, goto, if, inline, int, long, new,

operator, private, protected, public, register, return, short,

signed, sizeof, static, struct, switch, template, this, throw, try,

typedef, union, unsigned, virtual, void, volatile, while

Każda nazwa musi by

zadeklarowana

np.:

int

– intiger - l. całkowita

float

– l. rzeczywista,

miennoprzecinkowa

deklaracja:

jakbyś spotkał (jakby kompilator spotkał)

nazwę: … (np.

int

) to wiedz, że oznacza ona

obiekt typu … (np.

całkowitego

)

definicja

zarezerwuj w pamięci miejsce na obiekt typu

całkowitego o nazwie:…

Definicja jest równocześnie deklaracją, ale nie odwrotnie

deklaracja

–

clarus

– jasny, zrozumiały; de-klarować ->

wy-jaśniać

definicja

– finis – kniec, granica; de-finiować ->

zakreślać granicę (wokół komórek pamięci)

Typy danych w C++

Typ danych

definiuje zakres lub zbiór

dopuszczalnych wartości dla stałej,
zmiennej, wyrażenia, funkcji oraz zbiór
dopuszczalnych operacji wykonywanych
na tych wartościach.

- określa też format zapisu w pamięci

Typy proste

(skalary)

- arytmetyczne (

całkowite i

rzeczywiste

)

- wskaźnikowe

- referencyjne

Typy danych w
C++

Typy

strukturalne

(złożone)

tablice

- struktury

- unie

- klasy

Systematyka typów z

języka C++

dwojaki podział:

- typy fundamentalne

- typy pochodne, będące wariacjami

typów fundamentalnych

lub

typy wbudowane (build-in)

- typy zdefiniowane przez użytkownika

– jedno z lepszych rozwiązań C++

typy reprezentujące

liczby całkowite

short int

inaczej

short

int

long int

inaczej

long

oraz

typ wyliczeniowy

enum

typ reprezentujący obiekty zadeklarowane jako

znaki alfanumeryczne

char

wszystkie powyższe typy mogą być ze znakiem i

bez znaku. posługujemy się modyfikatorem

signed

lub

unsiged

np.:

signed int

może reprezentować

liczbę ujemną i dodatnią

unsigned int

–

reprezentuje

liczbę dodatnią

zapis

int a

–

oznacza

signed int a

–

czyli typ ze znakiem

Typy całkowite

(skończone , przeliczalne podzbiory zbioru liczb

całkowitych)

Słowa kluczowe określające typy całkowite

char

typ znakowy

alfanumeryczny

(litera, cyfra lub znak przestankowy)

int

typ całkowity

long

typ tzw. długich

liczb całkowitych

signed

liczby ze znakiem

short

typ tzw. krótkich

liczb całkowitych

unsigned

liczby bez znaku

Typy całkowite

skończone , przeliczalne podzbiory zbioru liczb
całkowitych

Typ

Rozmiar w bitach

min

max

unsigned

char

8, jeden znak

255

char, signed

char

8, jeden znak

-128

127

int, signed

int

-32768

32767

unsigned int

65535

long

unsigned int

4294967295

long signed

int

-2147483648

2147483647

0, lub 1-bit, najmniejsza porcja informacji, bajt 8 bitów

Wielokrotności bitów

Przedrostki dziesiętne

(

)

Przedrostki binarne

(

IEC 60027-2

)

Nazwa

Symbol

Mnożnik

Nazwa

Symbol

Mnożnik

kilobit

=1000

kibibit

Kib

=1024

megabit

=1000

mebibit

Mib

=1024

gigabit

=1000

gibibit

Gib

=1024

terabit

=1000

tebibit

Tib

=1024

petabit

=1000

pebibit

Pib

=1024

eksabit

=1000

eksbibit

Eib

=1024

zettabit

=1000

zebibit

Zib

=1024

jottabit

=1000

jobibit

Yib

=1024

Bit (w

ang.

kawałek,

skrót

od binary digit, czyli

cyfra dwójkowa

) – najmniejsza ilość

informacji

potrzebna do określenia, który z dwóch

równie prawdopodobnych stanów przyjął układ. Jednostka logiczna.
Jest to również najmniejsza

jednostka informacji

używana w odniesieniu do sprzętu komputerowego a oznaczana jest za pomocą „b”.

Przeważnie stosuje się podstawowe przedrostki wielokrotności

, czyli o mnożniku 1000.

Bit przyjmuje jedną z dwóch wartości, które zwykle określa się jako 0 (zero) i 1 (jeden), choć można przyjąć dowolną inną parę wartości, np.
prawda i fałsz, tak lub nie czy -1 i +1. W pierwszym przypadku bit jest tożsamy z

cyfrą

w systemie dwójkowym.

Binarny sposób zapisu informacji związany jest z tym, że komputer jako urządzenie cyfrowe rozpoznać może dwa stany napięciowe:

•0 – brak napięcia lub bardzo niskie (mniej niż 10% wartości wysokiego)

•1 – wysokie napięcie.
Z tego względu obliczenia wykonywane przez procesor opierają się na

binarnym

char a, b = 15;

int x, y = 2;

long k;

inicjowanie

składnia

typ całkowity identyfikator = wartość
zainicjowana

Deklaracje i inicjacja zmiennych
całkowitych

Typy rzeczywiste

reprezentujące liczby

zmiennoprzecinkowe

(skończone , przeliczalne podzbiory zbioru liczb
rzeczywistych)

Typ

Rozmiar

w bitach

min

max

Liczba

znaczących

cyfr

float

3.4E-38 3.4E38

double

1.7E-

308

1.7E30

long

double

3.4E-

4932

1.1E49

Twój komputer może zapisywać inaczej – jak ?- mówi

operator

sizeof

–

rozmiar

- potem

Typy rzeczywiste

(skończone , przeliczalne podzbiory zbioru liczb
rzeczywistych)

Pojęcie znaczących cyfr

Liczbę rzeczywistą w pamięci komputera

zapisuje się

w postaci dwóch liczb (mantysa, cecha)

L = mantysa * 10

cecha

Dla

float

liczba

1254986719873674.678

zostanie zapisana w

0.125498 E16

A więc zostanie zaokrąglona do wartości:

1254980000000000

float a, b = 123.16e10;

double x, y = - 145.67;

long double k;

inicjowanie

składnia

typ całkowity identyfikator = wartość
zainicjowana

Deklaracje i inicjacja zmiennych
rzeczywistych

Document Outline

Slide 1
Slide 2
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 17
Slide 18
Slide 19
Slide 20
Slide 21
Slide 22
Slide 23
Slide 24
Slide 25
Slide 26
Slide 27
Slide 28
Slide 29
Slide 30
Slide 31
Slide 32
Slide 33
Slide 34
Slide 35
Slide 36
Slide 37
Slide 38
Slide 39
Slide 40
Slide 41
Slide 42
Slide 43
Slide 44
Slide 45
Slide 46
Slide 47
Slide 48
Slide 49
Slide 50
Slide 51
Slide 52
Slide 53
Slide 54
Slide 55
Slide 56
Slide 57
Slide 58
Slide 59
Slide 60