podstawy programowania
Download
Skip this Video
Download Presentation
Podstawy programowania

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 26

Podstawy programowania - PowerPoint PPT Presentation


  • 132 Views
  • Uploaded on

Zachodniopomorska Szkoła Biznesu. Podstawy programowania. Wykład 1: Wprowadzenie. dr inż. Michał Pałczyński [email protected] [email protected] Cele i zakres przedmiotu. Zapoznanie z istotą i metodyką programowania Opanowanie podstawowych technik programowania strukturalnego

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Podstawy programowania' - verity


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
podstawy programowania

Zachodniopomorska Szkoła Biznesu

Podstawy programowania

Wykład 1: Wprowadzenie

dr inż. Michał Pałczyń[email protected]@zpsb.szczecin.pl

cele i zakres przedmiotu
Cele i zakres przedmiotu
  • Zapoznanie z istotą i metodyką programowania
  • Opanowanie podstawowych technik programowania strukturalnego
  • Nabycie umiejętności zapisu algorytmów w wybranym języku programowania
  • Nauka czytania i analizy prostych programów w celu przewidywania ich wyniku oraz poszukiwania błędów
  • Literatura:

Jerzy Grębosz - Symfonia C++ (tom I)

Podstawy programowania - Wprowadzenie

co to jest programowanie
Co to jest programowanie
  • Ogólnie:Tworzenie mechanizmów pozwalających na automatyzację pracy danego urządzenia
  • W informatyce:Proces projektowania, tworzenia i poprawianiakodu źródłowego programu z użyciem wybranego języka programowania

Podstawy programowania - Wprowadzenie

algorytm a program
Algorytm a program
  • Algorytm - opis czynności, które mają na celu rozwiązanie postawionego problemu lub realizację zadania. Typowe formy zapisu algorytmów to - opis słowny - lista kroków - schemat blokowy - diagramy NS - pseudokod - kod źródłowy programu
  • Program - algorytm zapisany w postaci umożliwiającej (zwykle po przetworzeniu) jego automatyczną realizację za pomocą systemu komputerowego.Postać ta zależy od użytego języka programowania.
  • Kodowanie - proces „tłumaczenia” algorytmu z dowolnej postaci na wybrany język programowania

Podstawy programowania - Wprowadzenie

od problemu do programu
Od problemu do programu
  • Sformułowanie problemu (definicja zadania)
  • Analiza problemu
  • Wybór metody (metod) rozwiązania
  • Opracowanie algorytmu
  • Kodowanie (implementacja) programu
  • Testowanie programu
  • Sporządzenie dokumentacji

Podstawy programowania - Wprowadzenie

definicje
Definicje
  • Język programowania - Zrozumiały dla komputera sposób przekazywania poleceń przez człowieka.
  • Symbol - najmniejszy element języka
  • Alfabet - zbiór wszystkich symboli danego języka
  • Kod źródłowy programu - napis rozumiany jako ciąg symboli należących do alfabetu
  • Program wykonywalny - kod źródłowy przetworzony na postać zrozumiałą dla komputera
  • Składnia - kolejność występowania symboli w programie
  • Gramatyka - zbiór reguł definiujących zbiór wszystkich możliwych ciągów symboli poprawnych z punktu widzenia danego języka
  • Semantyka - znaczenie poprawnego składniowo ciągu symboli czyli akcja, która została zakodowana

Podstawy programowania - Wprowadzenie

cechy program w
Cechy programów
  • Skuteczność - czy program dla różnych danych wejściowych realizuje postawione zadanie
  • Dokładność - stopień, w jakim uzyskane rozwiązanie problemu odpowiada postawionemu celowi
  • Wydajność - odpowiada szybkości działania programu dla określonego sprzętu, na jakim działa.Często jest przedmiotem porównania różnych rozwiązań, czasem odnosi się do wymogów tzw. czasu rzeczywistego
  • Czytelność - odnosi się do kodu źródłowego programu, oznacza zrozumiałość i przejrzystość kodu
  • Zużycie zasobów - konieczność dostępu programu do różnych zasobów sprzętowych systemu, zwłaszcza pamięci RAM

Podstawy programowania - Wprowadzenie

klasyfikacje j zyk w programowania
Klasyfikacje języków programowania
  • Paradygmat:
    • Imperatywny, Obiektowy, Funkcyjny, Logiczny
  • Poziom (generacja)
    • Asemblery, Języki wysokiego poziomu, Języki 4 generacji
  • Przeznaczenie
    • Języki ogólnego przeznaczenia i specjalizowane
  • Tryb interpretacji
    • Języki interpretowane i kompilowane

Podstawy programowania - Wprowadzenie

poziom j zyka kod maszynowy i asembler
Poziom języka:Kod maszynowy i asembler
  • Zależność od sprzętu (procesora), nieprzenośność
  • Wysoka wydajność
  • Duża pracochłonność tworzenia programów

Przykładowy fragment Interpretacja w postaci

programu w pamięci: symboli asemblera

8D 7D C0 lea edi,[ebp-40h]

B9 10 00 00 00 mov ecx,10h

B8 CC CC CC CC mov eax,0CCCCCCCCh

F3 AB rep dword ptr [edi]

C6 05 D8 25 42 00 0A mov byte ptr [c (004225d8)],0Ah

A0 D8 25 42 00 mov al,[c (004225d8)]

04 05 add al,5

A2 D8 25 42 00 mov [c (004225d8)],al

B8 01 00 00 00 mov eax,1

Podstawy programowania - Wprowadzenie

poziom j zyka j zyki wysokiego poziomu 3g
Poziom języka:Języki wysokiego poziomu (3G)
  • Dużo większa zrozumiałość tekstu programu dla człowieka niż w przypadku asemblera
  • Możliwość operowania zarówno na prostych danych, jak i tworzenia złożonych struktur
  • Konieczność przetworzenia kodu źródłowego na postać wykonywalną (kod maszynowy)
  • Przenośność
  • Stosunkowo duża wydajność przy dużo krótszym czasie tworzenia programu niż dla asemblera
  • Duża uniwersalność w porównaniu z językami 4G

Podstawy programowania - Wprowadzenie

poziom j zyka j zyki wysokiego poziomu 3g c d
Poziom języka:Języki wysokiego poziomu (3G) - c.d.
  • Poprzedni fragment programu zapisany w języku C++:

c=10;

c+=5;

return 1;

  • Fragment innego programu w języku Pascal:

for i:=1 to N do

begin

for j:=1 to m do

write(macierz[i,j]:4);

writeln;

end;

Podstawy programowania - Wprowadzenie

poziom j zyka j zyki wysokiego poziomu 3g c d1
Poziom języka:Języki wysokiego poziomu (3G) - c.d.
  • Przykładowe języki wysokiego poziomu to:
    • - C, C++, C#
    • - Pascal, Fortran, Cobol, Algol
    • - Java, Python
    • - Basic
    • - PHP
    • - SmallTalk
    • - HTML

Podstawy programowania - Wprowadzenie

poziom j zyka j zyki czwartej generacji 4g
Poziom języka:Języki czwartej generacji (4G)
  • Instrukcje symbolizują bardzo złożone działania
  • Bardzo krótki kod źródłowy(kilka linijek programu może odpowiadać nawet tysiącom linii kodu w języku 3G)
  • Specjalizacja
  • Przykładowe języki:
    • SQL
    • Matlab
    • TEX, LATEX
    • PostScript

Podstawy programowania - Wprowadzenie

tryby wykonania programu interpretacja i interpreter
Tryby wykonania programu:Interpretacja i interpreter
  • Interpreter - system pobierający instrukcje kodu źródłowego, dekodujący je i wykonujący na bieżąco (po jednej). Jego obecność w pamięci jest niezbędna do wykonania programu.
  • Umożliwia to programiście interaktywną pracę poprzez podawanie pojedynczych rozkazów.
  • Niska wydajność (konieczność dekodowania poleceń)
  • Typowe języki interpretowane:
    • BASIC
    • Większość języków 4G
    • Języki skryptowe
    • Polecenia systemu operacyjnego

Podstawy programowania - Wprowadzenie

tryby wykonania programu kompilacja i kompilator
Tryby wykonania programu:Kompilacja i kompilator
  • Kompilator - program „tłumaczący” kod źródłowy w całości na postać wykonywalną. Zwykle odbywa się to w 4 etapach:
    • Analiza leksykalna - kontrola poprawności oraz rozpoznanie poszczególnych symboli (znaków) kodu źródłowego
    • Analiza składniowa (syntaktyczna) - analiza i kontrola poprawności kodu źródłowego pod względem zgodności z gramatyką języka
    • Analiza semantyczna - analiza znaczenia (sensu) poszczególnych struktur programu (częściowa kontrola)
    • Generacja kodu - tworzenie kodu maszynowego, przeznaczonego na konkretną platformę sprzętową, realizującego zapisany program

Podstawy programowania - Wprowadzenie

tryby wykonania programu kompilacja i kompilator c d
Tryby wykonania programu:Kompilacja i kompilator - c.d.
  • Wysoka wydajność
  • Możliwości optymalizacji kodu
  • Brak możliwości pracy interaktywnej
  • Postać skompilowana jest samodzielnym programem i do wykonania nie wymaga obecności innych programów
  • Przykładowe języki kompilowane:
    • Większość języków wysokiego poziomu, w tym C, C++, Pascal
  • Szczególnym przypadkiem są koncepcje typu Java lub .NET, gdzie kod źródłowy podlega skompilowaniu do tzw. postaci pośredniej, która do pracy wymaga specjalnego programu zwanego maszyną wirtualną

Podstawy programowania - Wprowadzenie

tryby wykonania programu maszyna wirtualna
Tryby wykonania programu:Maszyna wirtualna
  • Nowe koncepcje programowania (np. Java) wprowadziły tryb pracy polegający na:
    • kompilacji programu do postaci pośredniej,niezrozumiałej bezpośrednio dla komputera ale niezależnej od platformy sprzętowo-programowej
    • interpretacji i wykonaniu programu w postaci pośredniej przez zainstalowany program, zwany maszyną wirtualną
  • Języki wykorzystujące ten tryb pracy to:
    • Java (Java Virtual Machine)
    • C# (.NET)
    • Python

Podstawy programowania - Wprowadzenie

paradygmaty programowania
Paradygmaty programowania
  • Programowanie imperatywne:Program to sekwencja poleceń wpływających na stan maszyny aż do uzyskania oczekiwanego wyniku
  • Programowanie obiektowe:Program to zbiór obiektów porozumiewających się ze sobą. Obiekty to dane oraz operacje, jakie można na tych danych wykonać
  • Programowanie funkcyjne:Program to funkcja, której wynik należy obliczyć. Z reguły bazuje ona na wynikach innych funkcji
  • Programowanie logiczne:Program to zbiór przesłanek i hipoteza, którą należy udowodnić

Podstawy programowania - Wprowadzenie

j zyki proceduralne i funkcyjne
Języki proceduralne i funkcyjne
  • Są to podstawowe odmiany języków, pozwalające na programowanie strukturalne.
  • Procedura - fragment kodu programu opatrzony nazwą, który można wywoływać poprzez jej podanie
  • Funkcja - od procedury różni ją jedynie fakt zwracania wartości określonego typu
  • Definiowanie takich struktur pozwala na budowanie większych, złożonych programów z gotowych elementów
  • Program jest zazwyczaj ciągiem deklaracji oraz instrukcji lub wyrażeń

Podstawy programowania - Wprowadzenie

j zyki obiektowe
Języki obiektowe
  • Podstawowymi elementami języka obiektowego są:
    • Klasa - opis formalny zestawu danych oraz operacji, jakie można wykonać na tych danych
    • Obiekt - konkretny egzemplarz danej klasy
  • Możliwości definiowania klas obejmujące:
    • Zawieranie się innych klas wewnątrz danej klasy
    • Dziedziczenie, oznaczające zdefiniowanie podklasy

powodują, że sposób definiowania struktur danych jest zbliżony do ludzkiego postrzegania obiektów świata rzeczywistego

  • Duża efektywność tworzenia złożonych systemów
  • Wymagają specyficznego podejścia przy projektowaniu oprogramowania

Podstawy programowania - Wprowadzenie

dlaczego c
Dlaczego C++?
  • Uniwersalność (język ogólnego przeznaczenia)
  • Możliwość programowania zarówno strukturalnego jak i obiektowego
  • Język wysokiego poziomu, ale z możliwościami dostępu do zasobów sprzętowych
  • Wydajność kodu wynikowego
  • Przenośność (w części niezależnej od systemu)
  • Liczne biblioteki
  • Popularność

Podstawy programowania - Wprowadzenie

budowa programu wykonywalnego
Budowa programu wykonywalnego
  • Główne typy plików związane z C++:
    • Moduł źródłowy (.CPP)
    • Plik nagłówkowy (.H)
    • Biblioteka statyczna (.LIB)
    • Skompilowany moduł (.OBJ)
    • Program wykonywalny (.EXE) (na platformie PC)
    • Biblioteka dołączana dynamicznie (.DLL)
  • Zwykle programista tworzy pewną liczbę modułów oraz plików nagłówkowych
  • Następnie uruchamia on kompilator, który tworzy plik wykonywalny programu

Podstawy programowania - Wprowadzenie

tworzenie programu wykonywalnego
Tworzenie programu wykonywalnego

.H

.H

.H

.H

.CPP

.CPP

.LIB

.LIB

Kompilacja

Kompilacja

.OBJ

.OBJ

Konsolidacja (linkowanie)

.EXE, .LIB lub .DLL

Podstawy programowania - Wprowadzenie

systemy sdk sofware development kit
Systemy SDK (Sofware Development Kit)
  • Wspomaganie dla tworzenia złożonych projektów
  • Kontrola nad procesem tworzenia programu wykonywalnego, prezentacja błędów i ostrzeżeń
  • Wspomaganie pisania kodu źródłowego
    • Podświetlanie kolorami poszczególnych symboli
    • „Podpowiadanie” kolejnych elementów programu
    • Wyświetlanie informacji o wskazanym symbolu
  • Kontekstowa pomoc dotycząca wybranego języka programowania
  • Biblioteki standardowe i dodatkowe (w tym GUI)
  • Debugger

Podstawy programowania - Wprowadzenie

komunikaty o b dach kompilacji
Komunikaty o błędach kompilacji
  • Podczas kompilacji generowane są komunikaty:
    • Błędów (Error) - wskazują miejsca w programie niezgodnez alfabetem lub gramatyką języka i niemożność dokonania pełnej kompilacji.
    • Ostrzeżeń (Warning) - wskazują miejsca, które pomimo poprawności leksykalnej i składniowej, nasuwają przypuszczenie, że programista popełnił błąd semantyczny, a program może działać błędnie
  • Błąd wskazywany jest za pomocą numeru linii lub bezpośrednio w tekście programu i zwykle pokazuje początek fragmentu, który nie odpowiada specyfikacji języka. W rzeczywistości często zdarza się, że właściwy błąd popełniono znacznie wcześniej.

Podstawy programowania - Wprowadzenie

co to jest debugger
Co to jest Debugger?
  • Debugger - (ang. bug - pluskwa - błąd) program umożliwiający interaktywne śledzenie wykonania programu znacznie ułatwiając odnalezienie źródeł błędów. Typowe możliwości debuggera:
    • Ręczne uruchamianie kolejnych instrukcji (trace into, step over)
    • Ustawianie tzw. pułapek (breakpoints)
    • Wyświetlanie wartości dowolnych wyrażeń (watch)
    • Zatrzymanie programu na dowolnym etapie
  • Użycie debuggera wymaga włączenia do programu wykonywalnego dodatkowych informacji na etapie jego kompilacji

Podstawy programowania - Wprowadzenie

ad