Основные понятия программирования

Программирование – это наука, изучающая теорию и методы разработки, производства и эксплуатации программного обеспечения ЭВМ.

Затраты на разработку, создание и эксплуатацию программ высоки и постоянно возрастают. До половины затрат на разработку программ требует ее отладка.

Отладка программы - обнаружение ошибок в программе, их локализация и исправление.

Методы отладки

• тестирование;

• верификация.

Тестирование - выполнение программы вручную или на ЭВМ на контрольных примерах (тестах) с целью обнаружения ошибок или изучения механизма ее работы. Тест - исходные данные программы вместе с ожидаемым правильным результатом работы.

Верификация - доказательство правильности программы в общем виде, по законам математики.

Алгоритм - это описание последовательности операций, направленной на решение поставленной задачи. Основное свойство алгоритма – дискретность.

Процесс решения задачи представляется в виде последовательности шагов - операций.

Операция - действие конечной продолжительности над некоторыми объектами. Операнд - объект, участвующий в операции. Оператор - это описание операции. Алгоритм состоит из операторов.

Процесс–последовательность операций при выполнении алгоритма для конкретных исходных данных. Процессор - исполнитель алгоритма (процесса).

Алгоритмический язык - система обозначений для записи алгоритмов, например, язык программирования представляет собой систему обозначений для записи программ. Программа – алгоритм для выполнения на ЭВМ.

Способы записи алгоритма

1. Текстовый: в виде текста на естественном или искусственном языке, в том числе на языках программирования. Универсален, наиболее распространен.

2. Табличный: в форме двумерных таблиц (таблицы решений, таблицы переходов и т. п.) Не универсален, но удобен в отдельных случаях.

3. Графический. Наиболее нагляден. Используется в виде схем алгоритмов и программ.

Схема алгоритма состоит из блоков, обозначающих действия, соединенных стрелками, определяющими порядок выполнения действий. Блоки называются символами.

Правила оформления схем регламентируются государственными и международными стандартами на оформление программной документации.

Основными символами являются:

"процесс" (прямоугольник) - для описания операций ввода, обработки и вывода данных;

"решение" (ромб) - для разветвления алгоритма;

"пуск-останов" (овал) обозначает начало, конец и прерывание выполнения алгоритма;

"комментарий" - для пояснения схемы.

Основные символы, используемые в схемах алгоритмов, представлены на рис 2.1.

Рис. 2.1. Основные символы (виды блоков) схем алгоритмов

Структура программы

Любая программа на языке С состоит из одной или более "функций", являющихся основными компонентами программы. Одна из функций, с которой начинается выполнение программы, называется главной и всегда носит имя main. Остальные функции – это подпрограммы, которые могут вызываться либо из главной функции, либо из других подпрограмм. Простая программа, состоящая только из функции main, имеет следующую структуру:

Директивы препроцессора

main ()

{ Описания переменных

Операторы

}

Заголовок функции - main(). Круглые скобки после имени main как раз и указывают, что это функция. Тело функции заключается в фигурные скобки и состоит из объявлений переменных и операторов, опиcывающих процесс обработки данных.

В программу можно включать комментарии, начинающиеся с пары символов /* и заканчивающиеся парой */ (они могут быть везде, где могут быть пробелы).

Пример простой программы:

/* Программа 2.1.*/

/* Сложение двух целых чисел */

#include <stdio.h>

main ()

{ int a, b; /* объявление целочисленных переменных а и b */

printf ("Задайте два числа: "); /* вывод сообщения */

scanf ("%d %d", &a, &b); /* ввод значений а и b */

printf ("%d + %d = %d\n", a, b, a+b); /* вывод результата */

return 0;

}

При выполнении этой программы на экране появится сообщение:

Задайте два числа:

и затем программа будет ждать, пока вы не введете числа (ввести можно в той же строке, разделяя числа пробелом). Например:

Задайте два числа: 328 54

Затем появится результат в виде:

328 + 54 = 382

В этой программе директива препроцессора #include <stdio.h> служит для включения в программу библиотечного файла stdio.h, содержащего объявления стандартных функций ввода/вывода, таких как printf, scanf. Тело функции main содержит три оператора вызова функций printf и scanf.

Обратите внимание, что все ключевые слова в языке Си пишутся строчными буквами, директивы препроцессора начинаются с символа #. Для наглядности принята ступенчатая форма записи программы.

Считается, что программы, работающие под управлением операционной системы MSDOS, должны вернуть системе код завершения 0 в случае успешного выполнения и любой другой в случае ненормального завершения. Поэтому функцияmain() заканчивается оператором возврата значенияreturn 0;

Объявление переменных и основные типы данных

При объявлении переменных указываются имена переменных и типы значений этих переменных:

тип_1 имя_1;

тип_2 имя_2;

Имя (идентификатор) - это последовательность латинских букв и цифр, начинающаяся с буквы. Можно использовать в имени символы подчеркивания вместо пробелов, когда имя состоит из нескольких слов. Если несколько переменных имеют один и тот же тип, то их можно описать вместе, перечислив имена через запятую:

тип имя_1, имя_2, ... ;

К основным типам данных относятся целые типы (int, short, long, unsigned), символьный тип (char) и вещественные типы или типы с плавающей точкой (float, double).

Примеры описаний переменных:

float x,y,z; /* вещественные числа */

double x1,x2; /* вещ. числа двойной точности */

char simv; /* символ */

int i,j; /* целые числа */

long summa; /* длинное целое */

short k1,k2; /* короткие целые */

unsigned count; /* беззнаковое целое (неотрицательное) число */

Объем памяти, занимаемой данными различных типов, зависит от типа компьютера, операционной системы и конкретной реализации языка С. Обычно значение типа char занимает 1 байт, типов int, short, unsigned – 2 байта, long, float – 4 байта, double – 8 байтов.