Program KOMPUTEROWY

PROGRAM - (aplikacja) jest ciągiem zrozumiałych dla komputera rozkazów, przeznaczonych do przetwarzania. Program działa według określonych algorytmów

Program komputerowy ma zewnętrzną strukturę (GUI - Graphic User Interface) oraz wewnętrzną ( złożona z obiektów i funkcji)

ALGORYTM - sformalizowany zestaw czynności, jakie należy wykonać, aby z poprawnych danych wejściowych otrzymać oczekiwany wynik; rozwiązuje problem algorytmiczny.

DANE WEJŚCIOWE Algorytm rozwiązujący problem WYNIKI

IMPLEMETACJA ALGORYTMU - zapis algorytmu w wybranym języku programowania

JĘZYK PROGRAMOWANIA zestaw zasad tekstowego lub graficznego opisu algorytmu za pomocą przyjętych elementów języka.

KOD PROGRAMU - tekst programu

PROGRAM WYKONYWALNY - program gotowy do bezpośredniego uruchomienia przez komputer.

ETAP1

- pomysł na program (jak ma wyglądać z punktu widzenia użytkownika i co ma dokładnie robić)

- stworzenie algorytmu (podział programu na funkcje, zmienne, obiekty na których program będzie operował, wprowadzenie procedur, które opisują wykonane operacje.

ETAP2

- zapis w wybranym języku programowania, stosując dostępne struktury danych i funkcje - kod źródłowy.

- debugowanie - wyszukiwanie błędów

- kompilacja - zmiana kodu źródłowego na instrukcje zrozumiałe dla komputera ( ciąg zer i jedynek) za pomocą programów (kompilatorów), niektóre języki nie wymagają kompilacji (HTML, PHP)

Kod maszynowy - zapis kodu za pomocą instrukcji procesora

Języki niskopoziomiowe - instrukcje udostępniane przez komputer w postaci prostych oznaczeń

Języki wysokopoziomowe - działają na wyższym poziomie abstrakcji; istnieje wiele gotowych funkcji zgromadzonych w bibliotekach:

• Języki interpretowalne (PHP, HTML, XML-owe)

• Języki kompilowalne ( Pascal, C, C++, Java)

Integralne środowiska pracy składające się z:

• edytora,

• debuggera,

• kompilatora

to

ŚRODOWISKA PROGRAMISTYCZNE

NARZĘDIZA RAD (Rapid Application Development) - umożliwiają tworzenie programu z gotowych komponentów ( bloków funkcjonalnych osadzonych w bibliotekach i diagramów - graficznych opisów algorytmów): Borland Delphi, Borland C++Builder, Eclipse.

Większość programów komputerowych korzysta z następujących struktur:

• struktury danych: mogą zawierać pojedyncze dane np. zmienne, wiele danych, dane z opisem metod.

• Opcje bezpośredniego następstwa - program składa się z następujących w określonej kolejności operacji.

operacja N operacja N + 1

• operacje wyboru warunkowego - sterowanie wykonywaniem operacji (instrukcji) na podstawie spełnienia określonego warunku. Jeżeli warunek został spełniony, to program może wykonać operacje odmienne od tych, które wykonuje wtedy, kiedy warunek nie jest spełniony.

Operacje iteracyjne - pętle - najbardziej pracochłonne dla komputera; polegają na wielokrotnym powtórzeniu tej samej operacji;

rodzaje:

Pętle ograniczone

Pętle warunkowe typu while-do

Pętle warunkowe typu repeat-until

• pętla ograniczona - polega na zadaniu warunków początkowych w postaci stanu początkowego licznika imin, kroku z jakim licznik zmniejszamy (dekrementacja) lub zwiększamy (inkrementacja) oraz stanu końcowego, jaki licznik ma osiągnąć imax

Każdy przebieg pętli wykonuje ciąg instrukcji oraz zwiększa lub zmniejsza licznik. Gdy licznik osiągnie wartość imax wykonywanie pętli zostaje przerwane

-Pętla warunkowa typu while-do polega na wykonaniu ciągu instrukcji dopuki spełniony jest określony warunek; najpierw sprawdzany jest warunek, a następnie wykonywane instrukcje

• pętla warunkowa typu repeat until - polega na wykonaniu ciągu instrukcji dopuki określony warunek nie zostanie spełniony, czyli najpierw wykonywane są instrukcje, a później sprawdzany jest warunek.

SYNTRAKTYKA - opisuje elementy będące budulcem języka, czyli symbole i zasady ich łączenia w słowa

SEMANTYKA - opisuje znaczenie poszczególnych słów oraz określa konteksty ich użycia.

Każdy algorytm można zapisać w sposób graficzny za pomocą symboli graficznych.

Dzięki temu uniezależnia się algorytm od wybranego języka programowania i ułatwia śledzenie powiązań między poszczególnymi elementami.

Inne sposoby graficznego opisu algorytmów:

• grafy - składają się z węzłów i gałęzi, obejmują drogi prowadzące do określonego w problemie algorytmicznym celu

• UML (unified Modeling Language) - wykorzystuje diagramy do przedstawienia tworzenia i działania systemów informatycznych i aplikacji )w inżynierii systemów i programowania)

OZNACZENIA GRAFICZNE STOSOWANE PRZY TWORZENIU ALGORYTMÓW

ZASADY BUDOWY ALGORYTMÓW

• algorytm należy rozłożyć na najprostsze operacje podstawowe

• każdy krok algorytmu dokładnie określić

• rozważyć wszystkie możliwe przypadki funkcjonowania algorytmu w zależności od danych wejściowych oraz operacji wewnętrznych

• Każdy algorytm powinien prowadzić do rozwiązania generującego jedna lub wiele odpowiedzi na zadany problem

• Algorytm musi mieć jasno określony punkt początkowy (START) i punkt końcowy (STOP)

RODZAJE ALGORYTMÓW

Liniowe - wykorzystują operacje bezpośredniego następstwa

Warunkowe - wykorzystują operacje warunkowe

Iteracyjne - wykorzystują pętle.

TOP DOWN DESIGN

Jeżeli problem, którego dotyczy algorytm jest złożony, stosuje się metodę projektową zwaną projektowaniem zastępującymi ( top-down design)

Polega ona na podziale problemu na kroki będące podproblemami

Kroki powinny opisywać najprostsze podproblemy tak, aby można było je rozwiązać niezależnie od siebie.

W takim wypadku dane wejściowe podproblemu mogą być danymi wyjściowymi innego podproblemu i odwrotnie.

PRZYKŁAD

Obliczenie współrzędnych punktów pomierzonych metodą domiarów prostokątnych.

Xi = XI + Bi cosA - Di sinA

Yi = YI + Bi sinA + Di cosA

sinA = DY/L

cosA = DX/L

DY = YK - YI

DX = XK - XI

ZMIENNE

XI, YI

XK, YK

DX, DY

L

S,C - sin, cos

B,D

X,Y

Długość pomierzona LP

Długość obliczona ze współrzędnych L

Odchyłka DL = L - LP

---