5. Алгоритмизация вычислительного процесса

На данном этапе составляется алгоритм решения задачи согласно действиям, задаваемым выбранным методом решения. Процесс обработки данных разбивается на отдельные относительно самостоятельные блоки, и устанавливается последовательность выполнения блоков. Разрабатывается блок-схема алгоритма.

 

6. Составление программы

При составлении программы алгоритм решения задачи переводится на конкретный язык программирования. Для программирования обычно используются языки высокого уровня, поэтому составленная программа требует перевода ее на машинный язык ЭВМ. После такого перевода выполняется уже соответствующая машинная программа.

7. Отладка программы

Отладка заключается в поиске и устранении синтаксических и логических ошибок в программе. В ходе синтаксического контроля программы транслятором выявляются конструкции и сочетания символов, недопустимые с точки зрения правил их построения или написания, принятых в данном языке. Сообщения об ошибках ЭВМ выдает программисту, при этом вид и форма выдачи подобных сообщений зависят от вида языка и версии используемого транслятора. После устранения синтаксических ошибок проверяется логика работы программы в процессе ее выполнения с конкретными исходными данными. Для этого используются специальные методы, например, в программе выбираются контрольные точки, для которых вручную рассчитываются промежуточные результаты. Эти результаты сверяются со значениями, получаемыми ЭВМ в данных точках при выполнении отлаживаемой программы. Кроме того, для поиска ошибок могут быть использованы отладчики, выполняющие специальные действия на этапе отладки, например, удаление, замена или вставка отдельных операторов или целых фрагментов программы, вывод или изменение значений заданных переменных.

8. Решение задачи на эвм и анализ результатов

После отладки программы ее можно использовать для решения прикладной задачи. При этом обычно выполняется многократное решение задачи на ЭВМ для различных наборов исходных данных. Получаемые результаты интерпретируются и анализируются специалистом или пользователем, поставившим задачу.

 

Разработанная программа длительного использования устанавливается на ЭВМ, как правило, в виде готовой к выполнению машинной программы. К программе прилагается документация, включая инструкцию для пользователя. Чаще всего при установке программы на диск для ее последующего использования помимо файлов с исполняемым кодом устанавливаются различные вспомогательные программы (утилиты, справочники, настройщики и т. д.), а также необходимые для работы программ разного рода файлы с текстовой, графической, звуковой и другой информацией.

2. Понятие алгоритма. Виды алгоритмов. Свойства алгоритмов. Способы представления алгоритмов.

Точного определения алгоритма не существует, также, как не существует определения информации, множества и т.д. Однако можно дать достаточно полное представление о таком понятии как алгоритм. Под алгоритмом понимают совокупность точных и однозначных инструкций для некоторого исполнителя данного алгоритма, предназначенных для решения какой-либо задачи (достижения какой-либо цели). При этом предполагается выполнение следующих свойств: 1. Дискретность – команды, инструкции алгоритма представляют собой разделимую по-следовательность действий. 2. Конечность – число шагов алгоритма должно быть конечно. 3. Определенность (однозначность, детерминированность) – каждая команда алгоритма должна быть однозначно воспринята исполнителем. 4. Массовость – алгоритм предназначен для решения множества задач заданного вида. 5. Эффективности – интерес представляют в первую очередь такие алгоритмы, которые решают поставленную задачу в пределах допустимого времени с желательно меньшим расхо-дом ресурсов исполнителя. В учебном варианте эффективность можно понимать как требова-ние "ничего лишнего". То есть не производить повторных вычислений одинаковых выражений и т.д. Существует большое количество известных примеров алгоритмов из математики. Напри-мер, алгоритм Евклида для нахождения наибольшего общего делителя двух целых чисел, алго-ритм решения квадратного уравнения и др. Немало алгоритмов действий используется в быту. Любой алгоритм по существу перерабатывает информацию. Поэтому для каждого алго-ритма предполагается наличие множества входных и выходных данных. Такие множества и их обозначения будем называть параметрами или аргументами алгоритма. Множества входных и выходных данных могут быть либо пустыми, либо пересекаться, либо совпадать, либо не иметь пересечений. Выходные параметры иногда называют также аргументами-результатами. Множества входных и выходных данных могут рассматриваться также как некоторые аб-страктные каналы (линии связи), по которым передается информация.

СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМОВ Отметим, что алгоритм может пониматься как некоторая функция со специальными свой-ствами, которые были описаны ранее. Эта функция существует как абстракция. Мы же всегда воспринимаем алгоритм в его некоторой записи, или, как говорят, в его представлении. Очевидно также, что любой исполнитель может воспринимать алгоритм, исполнять его, только в том случае, когда алгоритм представлен в том виде, в каком он понятен исполнителю. Это означает, что любое представление алгоритма является некоторым информационным бло-ком, то есть представление алгоритма является информацией, и она расположена на некотором носителе информации. Таким образом, сам алгоритм есть некоторая абстракция, но реальная его реализация воз-можна только в виде его представления. Очевидно также, что у любого алгоритма могут быть различные представления. Они могут быть похожими, однако могут и не иметь ничего общего, кроме как реализации одного алгоритма. Представление алгоритма можно понимать как отображение множества алгоритмов для фиксированного исполнителя во множество некоторых данных, например, символов или ри-сунков. Существует три основных способа представления алгоритмов: 1)графический; 2)неформальная языковая (алгоритмическая) нотация (запись); 3)запись на алгоритмическом языке.

Любая форма записи (представления) алгоритма должна обеспечивать свойства алгорит-ма: дискретности, конечности, определенности, массовости.

В графической форме алгоритм представлен в виде геометрических фигур. Обычно они связываются линиями, которые показывают направление передачи информации при исполне-нии алгоритма. Существует несколько вариантов графического представления алгоритмов, но широкую известность получило (и стало фактическим стандартом графического представления) представление в виде блок-схем. Метод блок-схем был предложен самим Фон Нейманом – одним из первых разработчиков вычислительной техники. Алгоритм может быть представлен в виде записей литературного языка, например, рус-ского. В этом случае последовательностью предложений описывается последовательность дей-ствий исполнителя, которым может быть в большинстве случаев только человек. Никаких спе-циальных правил и требований к таким записям алгоритмов не предъявляется. Главное, что бы выполнялись требования, предъявляемые к алгоритмам, о которых указывалось выше. В лите-ратуре, посвященной алгоритмам, иногда используется такой способ записи алгоритмов. В ка-честве примера можно привести трехтомную монографию известного специалиста по информатике Д.Кнута "Искусство программирования для ЭВМ". Такие записи на естественном языке называют иногда неформальной алгоритмической нотацией. В неформальной алгоритмической нотации может использоваться так называемый псев-докод. Псевдокод – это запись алгоритма с использованием языковых конструкций известных алгоритмических языков, либо языков программирования. Например, Паскаль, Алгол, Си, Бей-сик и др. При этом нет никаких специальных требований к оформлению таких записей, за ис-ключением требования однозначности при реализации записанных действий. Третий способ представления алгоритмов – это способ записи алгоритмов с использова-нием алгоритмических языков, либо языков программирования. Алгоритмический язык – это система правил и обозначений для точной и однозначной записи алгоритмов. Такая запись яв-ляется формализованной. Это означает, что запись подчиняется строгим требованиям синтаксиса языка. Язык программирования – это система обозначений и правил для записи алгоритмов, предназначенная для использования на ЭВМ. На практике языки программирования привязаны к конкретным классам ЭВМ, операционным системам и т.д. В языках программирования существенными являются технические и технологические аспекты, что не характерно для алгоритмических языков, которые обычно машинно-независимы. Программой будем называть любую запись серии исполняемых команд на заданном языке программирования. Очевидно, способ представления алгоритмов на алгоритмических языках/языках про-граммирования играет ведущую роль. Существует большое количество языков программирова-ния. Одни из них широко распространены: Basic, Pascal, C/C++, Modula, Fortran. Другие же имеют специальное назначение: Prolog, Forth, Lisp. Некоторые языки сыграли заметную роль в программирования, но сейчас не используются. Примером является язык Algol. Именно этот язык послужил основой для разработки более совершенных языков, таких как Паскаль, Си и других. Алгол использовался также как алгоритмический язык для записи алгоритмов, в том числе в качестве автокода. Можно также отметить такой важный язык программирования для научно-технических расчетов: Фортран. Существуют языки декларативного (логического) программирования, например Пролог. Здесь нет алгоритмических инструкций, а есть описания данных и связей между ними. Испол-няющая система производит поиск наилучшего способа решения поставленной задачи. На дру-гих принципах построены функциональные языки, например, Лисп. Основные управляющие структуры таких языков есть последовательность вызовов так называемых рекурсивных функ-ций. Это означает, что нет необходимости выполнять проверку логических условий, а выпол-нять только вычисления. Чтобы понять суть таких подходов, необходимо получить специаль-ные знания по теории алгоритмов и математической логике. Это касается глубинного понима-ния сути алгоритма, связанного с рекурсивными функциями и различными моделями машины Тьюринга. В 1985 году основатель школьной информатики академик А.П.Ершов предложил для за-писи алгоритмов новый алгоритмический язык, который назвали школьным алгоритмическим языком. Иногда этот язык называют Е-языком, в честь его создателя. Но это называние является неформальным. ПОНЯТИЕ ИСПОЛНИТЕЛЯ АЛГОРИТМА Будем всегда предполагать, что алгоритм предназначен для некоторого исполнителя алго-ритма. Исполнители можно разделить на два класса: неформальные и формальные. Неформаль-ные исполнители алгоритмов – это живые существа, прежде всего человек. Формальные исполнители – это автоматические программные и технические устройства. Например, интерпретатор языка BASIC является исполнителем алгоритмов, записанных на языке BASIC. Исполнитель алгоритмов некоторого класса можно называть также исполняющей системой.

3. Основные понятия объектно-ориентированного программирования.

В основе объектно-ориентированного язык программирования лежат два основных понятия: объект и класс. Основными характеристическими свойствами этих понятий являются:

Инкапсуляция - комбинирование записей с процедурами и функциями, манипулирующими полями этих записей, формирует новый тип данных - объект (под записью понимается переменная типа "запись").

Наследование - определение объекта и его дальнейшее использование для построения иерархии порожденных объектов с возможностью для каждого порожденного объекта, относящегося к иерархии, доступа к коду и данным всех порождающих объектов.

Полиморфизм - присваивание действию одного имени, которое затем совместно используется вниз и вверх по иерархии объектов, причем каждый объект иерархии выполняет это действие способом, именно ему подходящим

4. Общие сведения о VBA. Структура проекта VBA.

Visual Basic для приложений (VBA - Visual Basic for Applications) - это инструмент разработки приложений. VBA является приложением, встраиваемым в другие приложения, причем это не просто стандартный язык приложений Office 97, но средство, позволяющее расширять функциональные возможности этих приложений.

Основные возможности VBA: создание собственных диалоговых окон; создание макросов; изменение меню приложения; управление другим приложением или принадлежащими ему данными; объединение данных из нескольких приложений в одном документе; автоматическое создание или изменение страницы Web - World Wide Web (WWW) распределенная сетевая система, обеспечивающая непосредственный доступ к приложениям Internet; возможность использования VBA IDE в приложениях, которые не входят в Microsoft Office.

Основные инструменты и средства VBA:

отладка приложений без предварительной компиляции;

средства Win32 API - набор функций, позволяющих обращаться ко всем функциям Windows, управлять памятью, внешними устройствами, обрабатывать события, рисовать на экране диалоговые окна, поддерживать связь одного приложения с другим;

SQL и объекты доступа к данным для управления ими и извлечения из внешних источников, таких как Microsoft SQL Server 6.5 - сервер баз данных SQL, обеспечивающий доступ к данным в локальных и глобальных сетях и работающий под управлением операционной системы на базе Windows NT Server;

построение и проверка элементов интерфейса непосредственно в среде VBA IDE (Integradet Development Environment) - это набор инструментов разработки программного обеспечения таких как редактор, средства отладки, средства управления проектом и т.д.

При решении задач с помощью VBA требуется создать проект. Проекты VBA выполняются совместно с другими приложениями. Приложение, в котором разрабатывается сам проект VBA, называется основным, например это может быть Excel.

VBA имеет собственную среду разработки - интегрированную среду IDE. VBA IDE - это окно, содержащее меню, другие окна и элементы. Все приложения, поддерживающие VBA, работают с одним IDE. После разработки проекта VBA в IDE необходимо перейти в нужное приложение.

VBA является производным от Visual Basic (VB). Назначение VBA - совместная работа с прикладными программами, а с помощью VB можно разрабатывать самостоятельные приложения. В то же время синтаксис и среда разработки VBA и VB во многом схожи. Например, коды для перемножения двух произвольных чисел:

1) в VB

Private Sub Command1_Click()

Text3.Text = Val(Text1.text) * Val(Text2.Text)

End Sub

2) в VBA

Private Sub Worksheet_ Activate()

frmDemo.Show

End Sub

Private Sub bthMultiply_Click()

ActiveCell.Value = Val(txtValue1.Text) * Val(txtValue2.Text)

End Sub

Для выполнения приложения VB достаточно только разработать форму и разместить в ней поля для задания значений перемножаемых чисел, а также кнопку, при нажатии который производится умножение и выводится результат.

Проект VBA необходимо связать с основным приложением, в данном случае, с Excel, следует создать форму, которая похожа на форму для приложения VB, и написать требуемые подпрограммы. Первая подпрограмма - это процедура обработки события, запускаемая при активизации текущего рабочего листа; она отображает форму frmDemo. Вторая подпрограмма также является процедурой обработки события и выполняется при нажатии кнопки bthMultiply; она преобразовывает число в текст, отображаемый в в текстовых полях, перемножает числа и выводит результат в активном рабочем листе.

Новая версия Visual Basic - Visual Basic Script (VBScript) позволяет строить небольшие приложения, встроенные непосредственно в Web-страницу.

Программы VBA не компилируются, а интерпретируются, т.е. перевод команд в машинные коды осуществляется в процессе выполнения программы.

Синтаксис VBA похож на синтаксис Visual Basic (VB), однако, в VB больше возможностей по созданию самостоятельных программ. Для выполнения программ VB не требуется загрузки основного приложения. В качестве дополнения к VBA можно также использовать язык С++, оформляя созданные на нем средства в виде библиотек DLL, элементов управления VBX и OCX. Для работы с VBA можно использовать и другие компиляторы, например, Fortran, Cobol и др.

Для создания проекта VBA используется один из следующих методов:

1) автоматическая запись макроса, а затем его редактирование); 2) создание макроса или проекта в редакторе VBA.

В окне проекта выводятся все элементы проекта в виде иерархической структуры, включающей формы, модули кода и объекты основного приложения: рабочие листы, шаблоны, документы, базы данных и т.д. Окно проекта можно открыть (View-Project Exploter), скрыть (Hide), закрепить (Dockable), переместить или изменить его размеры.

Для выбора и редактирования объекта, выведенного в окне проекта надо дважды щелкнуть по имени объекта, или щелкнуть по нему правой кнопкой и выбрать команду ОБЪЕКТ (View Object) или ПРОГРАММА (View Code).

5. Среда программирования VBA. Данные и их описание.

Чтобы ввести любую, даже очень простую программу, нужно познакомиться с редактором программ на Visual Basic for Application. Редактор представляет собой отдельное приложение, которое можно запустить из любого приложения Microsoft Office. Например, чтобы открыть редактор Visual Basic for Application для Word, нужно запустить текстовый процессор, создать в нем новый документ, а затем нажать комбинацию клавиш Alt-F11. После выполнения этих операций на экране появится окно редактора модулей, в котором и происходит вся дальнейшая работа по созданию проекта. С помощью редактора можно решать четыре основные задачи: - Редактировать процедуры; - Создавать диалоговые формы; - Отлаживать модули; - Компилировать и исполнять отдельные процедуры в обычном и пошаговом режимах. Вторая статья цикла начинает знакомить с редактором программ на Visual Basic for Application и посвящена предназначению и особенностям использования служебных окон редактора. Компоненты среды программированияVisual Basic for Application Среда программирования включает в себя такие компоненты, как редактор экранных форм, редактор программ и отладчик. - Окно проекта; - Окно свойств; - Окно для редактирования формы; - Окно с элементами управления; - Окно для редактирования программ на Visual Basic for Application. Окна Проект и Свойства расположены вдоль левой границы окна. Такой метод размещения окна называется закреплением. Вы можете закрепить и другие окна, за исключением диалогов. Выбрать, какие окна являются закрепляемыми, можно в опциях настройки редактора Visual Basic for Application (о том, как настраивать редактор, будет рассказано позднее). Заметим, что общий вид окна редактора модуля на вашем компьютере может отличаться от представленного на рис. 1. Так, любое окно в редакторе модулей Visual Basic for Application можно переместить, расположить позади других окон, свернуть или закрыть. Окно для управления проектом Окно для управления проектом содержит перечень всех созданных компонентов проекта, например документов, форм, модулей и модулей класса. Для удобства они сгруппированы по нескольким категориям. В зависимости от приложения Microsoft Office категории объектов различаются. Например, в Excel представлены такие объекты, как VBAProject, Лист1, Лист2 и др., а в Word - Normal, ThisDocument и др. Окно проекта может быть скрыто, и для его открытия вам нужно нажать клавиши Ctrl-R, выбрать команду меню Вид - Окно проекта или просто щелкнуть по кнопке Окно Проекта в панели инструментов (см. рис. 2.). В верхней части окна для управления проектами находятся три кнопки, позволяющие настраивать параметры просмотра списка и открытия объектов проекта: - перейти к выбранной программе; - перейти к выбранному объекту; - сгруппировать все компоненты проекта по категориям.; Заметим, что группирование объектов проекта по категориям упрощает их поиск. Если вы отключаете режим группирования компонентов, то они сортируются по алфавиту. Помимо чисто информационных функций, то есть вывода списка объектов - форм, модулей, модулей классов, с помощью окна проекта можно создавать и редактировать компоненты приложения. Как известно, в Windows широко используется контекстное меню, поэтому вы можете щелкнуть правой кнопкой мыши на каком-либо элементе списка в окне проекта - и на экране появится меню. Например, если загрузить Word, открыть редактор программ на Visual Basic for Application и щелкнуть в окне проекта правой кнопкой мыши, появится меню, подобное представленному на рисунке. С помощью этого меню можно открывать объекты различных типов, настраивать свойства объекта, добавлять новые объекты, экспортировать и импортировать программы и формы, а также выполнять дополнительные операции над компонентами приложения. Команды Закрепить и Скрыть этого контекстного меню используются для управления окном проектов. Аналогичные команды доступны и в других окнах. Команда Закрепить фиксирует положение окна на экране, а команда Скрыть - убирает его с экрана. Окно для редактирования формы Окно для редактирования формы, показанное ниже, представляет собой серый прямоугольник, являющийся прототипом будущей формы. В ней следует разместить необходимые элементы управления и настроить их свойства. Рамка, в которую заключена экранная форма, позволяет изменять ее размеры. В такие же рамки заключаются и элементы управления, вставленные в форму. Формам, принципам их создания, настройки и запуска будет посвящена отдельная статья и даже несколько статей, ибо редактирование формы - довольно сложная операция. А пока вы можете посмотреть на пример формы, открытой в режиме редактирования (см. рис. 3.). При редактировании формы на экране обычно появляется так называемая панель элементов, в которой содержатся элементы управления - объекты, которые допускается вставлять в форму. Эти объекты определяют внешний вид формы и ее функциональность. Окно свойств элементов управления Каждый элемент управления, вставленный в форму, имеет набор свойств, с помощью которых можно определить его внешний вид. Все эти свойства собраны в отдельном окне, представленном на рисунке. Это окно состоит из двух столбцов (см. рис. 4.). В первом столбце выводятся названия свойств, во втором - их значения. При редактировании формы, модулей и модулей классов вы очень часто будете прибегать к этому окну, меняя свойства элементов управления, такие, как надпись, цвет, размеры и некоторые другие. Открытие окна свойств, если оно не доступно на экране, производится с помощью клавиш F4, команды Вид - Окно свойств и кнопки Окно свойств в панели инструментов. Для того чтобы изменить значение свойства, следует установить курсор в соответствующую строку и набрать новое значение. Впрочем, значения некоторых свойств можно выбирать из списка или настраивать с помощью диалогового окна. Примерами таких свойств являются свойства для настройки формата, шрифта, цвета и др. Но если в свойствах ScrollBars, BackStyle и др. надо только выбрать из списка нужную константу, то настройка свойств Font, ForeColor и др. производится сложнее. Поэтому рассмотрим их немного подробнее. Для настройки цвета (свойства имеют в своем названии термин Color, например, BorderColor, BackColor и др.) используется список с двумя вкладками: Палитра и Система. Этот список представлен на рисунке 5. На вкладке Система расположены стандартные цвета, определенные в Windows, а на вкладке Палитра - полный набор возможных цветов. С помощью нескольких полей этого окна можно выбрать шрифт, размер и начертание текста в элементе управления: Параметр - описание Font - список, содержащий перечень шрифтов, установленных в Windows; Font Style - стиль шрифта: обычный, полужирный и курсивный. Этот параметр зависит от выбранного шрифта; Size - размер шрифта; Effects - эффекты начертания шрифта - флажки Strikeout и Underline; Script - набор символов шрифта. При использовании в элементе управления кириллических шрифтов следует убедиться, что в раскрывающемся списке выбрано значение Cyrillic.; Sample - образец шрифта текста. Иногда бывает необходимо использовать и другие служебные окна, в частности, окно отладки, окно контрольных выражений, окно для настройки последовательности перехода по клавише Tab и т.д. В скором времени вы познакомитесь с этими окнами. В заключение небольшой анонс. В следующей статье описывается меню и панели инструментов редактора программ на Visual Basic for Application, а затем следует практикум по созданию программы на Visual Basic for Application и ее вводу в редакторе.

6. Понятие объекта, класса в среде объектно-ориентированного программирования.