Дисципліна „Програмування” вивчається 2 семестри.
1 семестр: лекції – 3 за 2 неділі (48 год., 24 лекції) 2 семестр: лекції – 2 за 2 нед.
практ. - 1 за 2 неділі (8 занять) практ. - 1 за 2 неділі
лабор. – 2п (4ч) (8 л.р.) лабор. - 1 за 2 неділі
іспит РГР
залік
Модульна система навчання:
4 модулі за рік (2 в семестр)
До модульної оцінки входить: виконання та сдача практичних та лабораторних робіт – поточні бали. Якщо сдані всі види робіт – допуск до написання модульної контрольної роботи. Дві контрольні роботи написані – допуск до іспиту. Виставляються бали. Якщо задоволений отримаєш оцінку, не задоволений можеш здавати іспит.
Основна література
Окулов С. Основы программирования. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004.
Шелест В. Программирование. –С.Петербург, 2001.
Онищенко С.М. Програмування мовою Паскаль. Лабораторний практикум. Навчальний посібник. – К., Логос, 2004.
Глинський Я.М., Анохін В.Є., Ряжська В.А. Паскаль (Turbo Pascal i Delphi). Навчальний посібник. – Львів, 2004.
Додаткова література
Абрамов С.А., Зима Е.В. Начала программирования на языке Паскаль. - М.: Наука, 1987.
Абрамов В.Г., Трифонов Н.П., Трифонова Г.Н. Введение в язык Паскаль. – М.: Наука, 1988.
Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных М.: Мир,1989
Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. В 3 т., любое издание http://lib.ru/CTOTOR/KNUT, http://pascal.sources.ru/docs/knuth3.htm
Алкок Д. Язык Паскаль в иллюстрациях/Пер. с англ М.: Мир, 1991
Зуев Е.А. Язык программирования Turbo Pascal 6.0 М.: Унитех, 1992
Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Начальный курс М.: Нолидж, 1997. http://pascal.dax.ru/files/books/TurboPascal.zip
Програмування належить до інформатики або комп’ютерних наук.
Термін інформатика виник в 60-х рр у Франції для назви області, що займається автоматизованою обробкою інформації за допомогою електронних обчислювальних машин. Цим терміном позначають сукупність дисциплін, що вивчають властивості інформації, а також способи уявлення, накопичення, обробки і передачі інформації за допомогою технічних засобів. Французький термін informatigue (інформатика) утворений шляхом злиття слів information (інформація) і automatigue (автоматика) і означає інформаційна автоматика або автоматизована переробка інформації В англомовних країнах цьому терміну відповідає синонім computer science (наука про комп'ютерну техніку).
Виділення інформатики як самостійної області людської діяльності в першу чергу пов'язано з. розвитком комп'ютерної техніки.
Причому основна заслуга в цьому належить мікропроцесорній техніці, поява якої в середині 70-х pp. послужила, початком, другої електронної революції. З того часу елементною базою обчислювальної машини стають інтегральні схеми і мікропроцесори а область, пов'язана із створенням і використанням комп'ютерів, отримала могутній імпульс в своєму розвитку. Термін "інформатика" використовується не тільки для відображення досягнень комп'ютерної техніки, але і пов'язується з процесами передачі і обробки інформації. Інформатика – це область людської діяльності, пов’язана з процесами перетворення інформації за допомогою комп’ютерів і їх взаємодії з середовищем застосування.
Інформатика складається з трьох взаємозв'язаних частин:
технічних засобів (hardware);
програмних засобів (software);
алгоритмічних засобів (brainware).
Ми розглянемо коротко кожну з цих частин.
Технічні засоби (hardware)
ЕОМ або комп'ютер - це універсальна автоматична програмована машина для обробки і зберігання інформації. Останні 20 років все більше поширення в різних областях людської діяльності набувають персональні комп'ютери (ПК), відмінні компактністю, надійністю, зручністю в роботі і порівняно низькою вартістю, але що більш суттєво ідеологія побудови ПК спеціально орієнтує комп'ютери даного вигляду на індивідуальну роботу з однією людиною, якій дається можливість настроювати програми і устаткування комп'ютера (його апаратну частину), що використовуються, з урахуванням своїх смаків і стосовно специфіки рішення своїх конкретних задач. В цьому значенні комп'ютер стає персональним, як робочий стіл або автомобіль.
ЕОМ з'явилися на світ саме завдяки необхідності швидкого проведення обчислень.
Спроби створити механічну обчислювальну машину здійснювались ще в середні віки. Проект однієї з таких машин належить Леонардо да Вінчи (1452-1519).
Перша рахункова машина, про яку збереглися відомості, була побудована в 1623 р. німцем В.Шикардом. У 1642 р. французький вчений Б.Паскаль сконструював механічний обчислювач, що дозволяє складати і віднімати числа. У 1673 р. німецький вчений М.Лейбніц (1646-1716) розробив рахунковий пристрій - арифмометр, який виконував не тільки складання і віднімання, але й множення і ділення. М.Лейбніц говорив: "... негідно досконалості людської, подібно рабам, витрачати години на обчислення". Введенням в практику двійкової арифметики вчений заклав основу, на якій покояться всі кити сучасної обчислювальної техніки.
Лейбніц запропонував також арифметизацию логіки. Однак центральною фігурою "алгебраїчного етапу" логіки був англійський вчений Дж. Буль (1815-1864). Він створив свою алгебру - алгебру Буля - яка оперує тільки двома поняттями: Істинно і Хибно.
Роботи М.Лейбніца і Дж.Буля заклали теоретичну базу для практичної реалізації обчислювальних пристроїв високої продуктивності.
Уперше склад і призначення функціональних засобів автоматичної обчислювальної машини визначив в 1834 р. англійський математик і економіст Ч.Беббідж (1792-1871) в своєму нездійсненому проекті аналітичної машини. Велику допомогу Беббіджу надала його учениця Ада Августа Лавлейс - дочка відомого англійського поета Байрона. Леди Лавлейс вважається першою в історії програмісткою. Вона заклала основи теоретичного програмування, написавши перший підручник з цього предмета. Їй належить винахід оператора умовного переходу, саме вона ввела поняття робочої клітинки та циклу.
Перша релейна обчислювальна машина Z3 побудована Конрадом Цузе в 1940 р. в Німеччині. Перша електронно-обчислювальна машина на радіолампах ENIAC, винайдена в 1946 р. в США під керівництвом Д.Маучлі і Д.Еккерта.
Перша ЕОМ на території колишнього СРСР (МЕСМ) була створена в 1950 р. у Києві за проектом С.А.Лебедєва. У 1951 році МЕСМ почали регулярно експлуатувати. На той час на єдиній машині такого класу протягом 1952 р. розв’язувалися найважливіші задачі: фрагменти розрахунків термоядерних процесів, космічних польотів і ракетної техніки. У розробці математичного забезпечення для вирішення усіх цих завдань найактивнішу участь брала Катерина Ющенко – видатний український вчений, жінка-програміст, яка разом з Королюком В.С. у 1955 році створили адресне програмування, яке підготувало появу не тільки мов програмування з апаратом непрямої адресації, а й асемблерів. Через два роки Лебедев створив Велику електронну лічильну машину –„БЕСМ” – вона нічим не поступалася новітнім американським зразкам і являла собою справжнє торжество ідей творців.
Принципи побудови і функціонування цифрового комп'ютера, сформульовані Дж. фон Нейманом у 1945-46 pp., надовго визначили магістральний шлях розвитку комп'ютерної техніки. Базові принципи зберігають актуальність і сьогодні. У 50-х -60-х роках XX століття стало ясно, що класична фон-нейманівська архітектура має багато "вузьких місць". Стали говорити про необхідність її модифікації, а також про необхідність відходу від неї. З'явився новий термін - ненейманівська машина, тобто машина, побудована за принципами, відмінними від фон-неймзнівських.
Кардинальний відхід від фон-нейманівської архітектури пов'язується з появою багатопроцесорних машин, здатних здійснювати паралельні обчислення. Нові архітектури вимагали розробки спеціальних методик організації взаємодії між процесорами та керування ними. В основі ж однопроцесорних комп'ютерних -систем, як і раніше, лежать принципи фон-Неймана, хоча і значно модифіковані.
Типова схема фон-нейманівського комп'ютера
Робота універсальної фон-нейманівської ЕОМ у загальних рисах може бути описана таким чином;
програми та дані, зокрема, ті, що зберігаються на зовнішніх носіях, вводяться за допомогою пристроїв введення; під час виконання програми її команди та дані - знаходяться в оперативній пам'яті;
обчислення здійснюються арифметико-логічним пристроєм;
інформація, що знаходиться в оперативній пам'яті, при необхідності передається до процесора для обробки; проміжні результати обчислень знову передаються в оперативну пам'ять; результати роботи обчислювальної машини виводяться на зовнішні носії за допомогою пристроїв виведення;
всі операції в ЕОМ здійснюються під керуванням керуючого пристрою.
Виділяють такі характерні риси фон-нейманівської архітектури:
використовується двійкова система числення;
централізоване керування всіма процесами, які відбуваються в комп'ютері;
програма, яка визначає дії комп'ютера, являє собою послідовність елементарних команд. Елементарною командою називається команда, яка є зрозумілою для процесора, тобто яка, по-перше, записана машинною мовою, а по-друге, може бути безпосередньо сприйнята і виконана апаратними засобами, що входять до складу процесора. Після виконання однієї команди починає виконуватися наступна;
команди зберігаються в оперативній пам'яті разом з даними; типова команда має формат "назва операції - один або декілька операндів";
лінійний принцип організації пам'яті, тобто оперативна пам'ять фон- нейманівського комп'ютера являє собою послідовність однотипних комірок;
доступ до даних, які знаходяться в оперативній пам'яті, здійснюється за адресою, грубо кажучи, для того, щоб записати будь-яке дане до деякої комірки або зчитати дане з будь-якої комірки, програма повинна вказати номер цієї комірки;
будь-яка програма має вільний доступ до будь-якої комірки пам'яті. Зокрема, програма може записати будь-які дані у будь-яку комірку, навіть якщо там уже записана важлива системна інформація. Програма може змінити не тільки дані, які вона використовує, а й вміст ділянки, в якій записаний код операції. З одного боку, такий стан речей надає програмістові повний контроль над комп'ютером, а з іншого - може призвести до важко контрольованих помилок.
На сьогоднішній час виділяють 5 поколінь ЕОМ
1-е покоління (початок 50-x pp.)- Елементна база - електронні лампи. ЕОМ відрізнялися великими габаритами, великим споживанням енергії, малою швидкодією, низькою надійністю, програмуванням в кодах.
2-е покоління (з кінця 50-х pp.). Елементна база - напівпровідникові елементи. Покращали в порівнянні з ЕОМ попереднього покоління всі технічні характеристики. Для програмування використовуються алгоритмічні мови.
3-є покоління (початок 60-х pp.). Елементна база - інтегральні схеми, багатошаровий друкарський монтаж. Різке зниження габаритів ЕОМ, підвищення їх надійності, збільшення продуктивності. Доступ з видалених терміналів.
4-е покоління (з середини 70-х pp.). Елементна база - мікропроцесори, великі інтегральні схеми. Покращали технічні характеристики. Масовий випуск персональних комп'ютерів. Напрями розвитку: могутні багатопроцесорні обчислювальні системи з високою продуктивністю, створення дешевих мікроеом.
5-е покоління (з середини 80-х pp.). Почалася розробка інтелектуальних комп'ютерів, поки що не увінчалася успіхом. Упровадження у всі сфери комп'ютерних мереж і їх об'єднання, використовування розподіленої обробки даних, повсюдне застосування комп'ютерних інформаційних технологій.
Основні пристрої, які входять до складу комп'ютера
керуючий пристрій (КП) - керує всіма процесами, що відбуваються в комп'ютері; арифметико-логічний пристрій (АЛП) - здійснює всі операції над даними; Так, у сучасних персональних комп'ютерах арифметико-логічний і керуючий пристрій об'єднані в один пристрій, який називається центральним процесором - пристрій комп'ютера, що координує роботу зовнішніх пристроїв, виконує арифметичні і логічні операції, задані програмою, і управляє обчислювальним процесом..
оперативна пам'ять - пам'ять в якій зберігаються результати проміжних обчислень і програма, яка виконується;
зовнішня пам'ять - різноманітні носії інформації, які можуть існувати окремо від комп'ютера;
пристрій введення - здійснює введення інформації в комп'ютер,
пристрій виведення - виводить результати обчислення.
Пристрої введення-виведення, з також пристрої для попередньої підготовки інформації та її зберігання прийнято називати периферійними пристроями. Пристроїв введення і виведення може бути декілька, і т.п.