1.Основные этапы решения задач на эвм

Решение любой задачи начинается с анализа и постановки условий. Определение исходных данных, способов и методов решения задачи формулировка результатов решений (форматы, внешний вид, интерфейс), а также требования к аппаратному обеспечению.

Основная задача, которая стоит перед исследователем сводится к следующему: формулировка целей, задач, функциональных возможностей задачи.

Следующий этап это разработка алгоритма решения. На этом этапе выбирается тип записи алгоритма.

Дальше следует непосредственное программирование задачи на компьютере. Выбирается язык программирования и способ организации данных. После того как программу проверили и отладили на компьютере ее дорабатывают под определенную задачу.

2. Алгоритмы обработки данных. Основные алгоритмические конструкции.

Алгоритм – это последовательность операций (действий), строгое выполнение которой приводит к однозначному решению задач. Записывается в виде пунктов (описывающих действие) либо блок-схем.

Простейшими алгоритмическими конструкциями являются:

1.)Последовательное выполнение(следование).Как показано на рисунке операции А,В,С выполняются друг за другом. Повторение операций называется итерацией. В любом алгоритме возможно посчитать количество итераций. Для данного цикла они будут высчитываться по формуле:N=I(кон) – I(нач)+1.

2.) Условный переход. Алгоритм называется разветвляющимся, если он состоит из нескольких блоков, ветвей или частей, каждая из которых выполняется в зависимости от выполнения некоторых условий. Условие - это логическое выражение. Оно принимает значение либо "истинно", либо "ложно". В языке С принято, что значение "истинно" - это ненулевое значение величины, которая записана и проверяется в условии. Значение "ложно" - это ноль.

3.)Цикл. В большинстве задач, встречающихся на практике, необходимо производить многократное выполнение некоторого действия. Такой многократно повторяющийся участок вычислительного процесса называется циклом. Если заранее известно количество необходимых повторений, то цикл называется арифметическим. Если же количество повторений заранее неизвестно, то говорят об итерационном цикле.В итерационных циклах производится проверка некоторого условия, и в зависимости от результата этой проверки происходит либо выход из цикла, либо повторение выполнения тела цикла. Если проверка условия производится перед выполнением блока операторов, то такой итерационный цикл называется циклом с предусловием (цикл "пока"), а если проверка производится после выполнения тела цикла, то это цикл с постусловием (цикл "до"). Особенность этих циклов заключается в том, что тело цикла с постусловием всегда выполняется хотя бы один раз, а тело цикла с предусловием может ни разу не выполниться. В зависимости от решаемой задачи необходимо использовать тот или иной вид итерационных циклов.

3. Разработка, отладка и тестирование программного обеспечения. Трансляция программы: интерпретаторы и компиляторы.

С помощью языка программирования создаётся не готовая программа, а только её текст, описывающий ранее разработанный алгоритм. Чтобы получить работающую программу, надо этот текст либо автоматически перевести в машинный код (для этого служат программы компиляторы) и затем использовать отдельно от исходного текста, либо сразу выполнять команды языка, указанные в тексте программы (этим занимаются программы-интерпретаторы).

Интерпретатор берёт очередной оператор языка из текста программы, анализирует его структуру и затем сразу исполняет (обычно после анализа оператор транслируется в некоторое промежуточное представление или даже машинный код для более эффективного дальнейшего исполнения). Только после того как текущий оператор успешно выполнен, интерпретатор перейдёт к следующему. При этом если один и тот же оператор будет выполняться в программе многократно, интерпретатор будет выполнять его так как, как будто встретил впервые. Вследствие этого программы,в которых требуется осуществить большой объём вычислений, будут выполняться медленно. Кроме того, для выполнения программы на другом компьютере там тоже должен стоять интерпретатор – ведь без него текст является просто набором символов.

По-другому можно сказать, что интерпретатор моделирует некоторую вычислительную виртуальную машину, для которой базовыми инструкциями служат не элементарные команды процессора, а операторы языка программирования.

Компиляторы полностью обрабатывают весь текст программы (он иногда называется исходный код) Они просматривают его в поиске синтаксических ошибок (иногда несколько раз), производят определенный смысловой анализ, а затем автоматически переводят (транслируют) на машинный язык - генерируют машинный код. Нередко при этом выполняется оптимизация с помощью набора методов позволяющих повысить быстродействие программы (например, с помощью инструкций, ориентированных на конкретный процессор, путём исключения ненужных команд, промежуточных вычислений и т.д.). В результате законченная программа получается законченной и эффективной, работает.