3 Содержание дисциплины

Теоретический курс включает следующие темы:

Тема 1. Этапы решения задач на эвм

Постановка задачи и спецификация программы. Формализация задачи. Алгоритмизация. Программирование. Тестирование и отладка. Документирование. Сопровождение программы. Алгоритмы. Свойства и способы записи алгоритма: естественные языки, схемы, структурограммы, псевдоязыки, языки программирования. Основные правила разработки алгоритмов. Базовые алгоритмические структуры: следование, развилка, повторение. Способы их изображения. Типы алгоритмов. Пошаговая детализация как метод проектирования алгоритмов.

Тема 2. Современные языки программирования

Понятие языка программирования. Этапы развития языков программирования. Современные тенденции в области языков программирования. Сравнение развития языков в представлении данных и способах реализации алгоритмов. Сравнительная характеристика языков программирования высокого уровня. Синтаксис и семантика. Способы описания синтаксиса: лингвистические формулы и синтаксические диаграммы. Структура языка программирования. Базовые элементы языка: алфавит, лексемы, выражения. Предложения языка: описания и операторы. Программа на языке высокого уровня: состав и структура. Критерии качества программы. Жизненный цикл программы.

Тема 3. Средства реализации основных типов алгоритмов

Описательные предложения языка программирования высокого уровня. Описание используемых библиотек, модулей, меток, констант, типов, переменных. Области действия описаний. Исполнительные предложения языка высокого уровня. Представление основных управляющих структур программирования. Средства реализации линейных алгоритмов: операторы присваивания, обращения к процедуре, составной, пустой. Средства реализации разветвляющихся алгоритмов: условный оператор, операторы выбора, перехода. Средства реализации циклических алгоритмов: операторы цикла с предусловием, с постусловием, с параметром. Реализация арифметических, итерационных и вложенных циклов. Реализация рекуррентных вычислений. Реализация алгоритмов сортировки структур данных и поиска в этих структурах.

Тема 4. Концепция данных

Данное как совокупность значения и типа. Характеристики, определяемые типом данного: множество значений, множество операций, структурная организация и внутреннее представление. Три классификации типов данных. Стандартные типы данных и нестандартные типы данных. Простые и структурированные типы данных. Порядковые и непорядковые типы данных. Дерево типов. Простые типы данных: целые, вещественные, символьный, логический, перечисляемые и ограниченные типы. Встроенные языковые средства для работы с данными простых и порядковых типов. Преобразование типов данных. Структурированные типы данных: одномерные и многомерные массивы, строки постоянной и переменной длины, множества, записи с постоянной и вариантной частью. Встроенные языковые средства для работы со строками и множествами. Статическое распределение памяти.

Файлы. Структурная организация. Виды файлов. Файлы прямого и последовательного доступа к элементам. Файл как основное понятие баз данных и знаний. Файлы типизированные, не типизированные, текстовые. Стандартные файлы ввода и вывода. Встроенные языковые средства для работы с файлами разных видов.

Динамические структуры данных. Указатели и ссылки. Встроенные языковые средства для работы с динамической памятью. Динамические массивы. Списки. Виды списков: односвязные и двусвязные списки, линейные и циклические списки. Линейные списки: основные виды и способы реализации. Линейный список как абстрактный тип данных. Деревья. Виды деревьев и способы их реализации. Другие виды динамических структур: cтек, очередь, дек. Правила использования памяти при работе с динамическими структурами данных.