Алгоритмизация и программирование. Лекция 1

Август 21, 2022

Главная
Информатика
Алгоритмизация и программирование. Лекция 1

Содержание

2. Лекция №1 Введение в программирование на языке Python. Понятия «алгоритм» и «программа». План лекции: 1. Понятия
3. Основные понятия и определения (глоссарий) Алгоритм — точное предписание исполнителю совершить определённую последовательность действий для достижения
4. Программа — согласно ГОСТ 19781-90 — данные, предназначенные для управления конкретными компонентами системы обработки информации в
5. Транслятор Транслятор — в широком смысле — программа, преобразующая текст, написанный на одном языке, в текст
6. Понятия «алгоритм» и «программа». Алгоритм решения задачи – точное описание порядка действий, которые надо выполнить для
7. Этапы решения задачи на компьютере 1. Постановка задачи. 2.Формализация задачи. 3.Построение алгоритма. 4.Составление программы на языке
8. Данные Совокупность величин, с которыми работает компьютер, принято называть данными. По отношению к программе данные делятся
9. Величины Всякая величина занимает свое определенное место в памяти компьютера, а значение этой величины определяется двоичным
10. Способы записи алгоритмов Для записи алгоритмов используют самые разнообразные средства. Выбор средства определяется типом исполняемого алгоритма.
11. Структура алгоритмов В 1969 году известным голландским ученым- программистом Э. В. Дейкстрой было доказано, что алгоритм
12. Линейный алгоритм Следование - алгоритмическая конструкция, отображающая последовательный порядок действий. Алгоритмы, в которых используется только структура
13. Пример линейной задачи Задача №1. Найдите площадь треугольника с основанием A, высотой Н. алг нач S:=(A*H
14. Ветвление Ветвление — алгоритмическая альтернатива. Управление передаётся одному из двух блоков в зависимости от истинности или
15. Ветвление если то если то все иначе если то иначе все все
16. Цикл Цикл — повторение некоторой группы действий по условию. Различают два типа цикла. Первый — цикл
17. Цикл Второй тип циклической структуры — цикл с постусловием: цикл-до. Здесь тело цикла предшествует условию цикла.
18. Цикл Если блок, составляющий тело цикла, сам является циклической структурой, то имеют место вложенные циклы. Вложенная
19. Python - интерпретируемый, объектно-ориентированный, высокоуровневый язык программирования общего назначения. Синтаксис Python прост в изучении, в нем
20. Особенности языка Минималистичность синтаксиса Простота изучения Широкие возможности Поддержка разных парадигм программирования Интерпретируемый Динамическая типизация Открытость
21. - разрабатывался с конца 80-х, выпущен в феврале 1991 г. - создание Python было начато Гвидо
22. Высокоуровневый язык программирования — язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом. Основная черта высокоуровневых
23. Области применения Скрипты, утилиты Научная сфера Исследование данных Веб-приложения Сервисы Разработка игр
24. Сферы, в которых применить Python нельзя Создание драйверов устройств Низкоуровневое программирование
25. Преимущества языка Простота Читабельность Мощная стандартная библиотека и огромный выбор сторонних библиотек и модулей Краткость кода
26. недостатки Низкая по сравнению с компилируемыми языками скорость работы GIL (Global Interpreter Lock)
27. Интерпретатор и интегрированная среда разработки Интерпретатор – программа (разновидность транслятора), выполняющая интерпретацию. Официальный сайт Python: https://python.org/
28. Интегрированная среда разработки (IDE) http://www.jetbrains.com/pycharm/ Интегрированная среда разработки, IDE (Integrated development environment) – система программных средств,
29. Контрольные вопросы 1. Что такое «алгоритм решения задачи»? 2. Какие вы знаете способы записи алгоритма? 3.
30. Линейный алгоритм. Задача 3. Построение алгоритма Используя данные таблицы определить общую стоимость обеда в столовой. Определить,
31. Ветвление. Задача 2. Составить алгоритм решения задачи в виде Блок-схемы Построить алгоритм решения ввода значения температуры
33. Скачать презентацию

Слайд 2

Лекция №1 Введение в программирование на языке Python.
Понятия «алгоритм» и

«программа».

План лекции: 1. Понятия «алгоритм» и «программа» 2. Знакомство с языком программирования Python 3. История языка Python

Слайд 3

Основные понятия и определения (глоссарий)
Алгоритм — точное предписание исполнителю совершить определённую

последовательность действий для достижения поставленной цели за конечное число шагов.
Данные — сведения:
полученные путём измерения, наблюдения, логических или арифметических операций; и представленные в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и (автоматизированной) обработки.
Тип данных — характеристика набора данных, которая определяет:
диапазон возможных значений данных из набора;
допустимые операции, которые можно выполнять над этими значениями;
способ хранения этих значений в памяти.
Различают:
простые типы данных: целые, действительные числа, символы, строки, логические величины;
составные типы данных: массивы, файлы и др.

Слайд 4

Программа — согласно ГОСТ 19781-90 — данные, предназначенные для управления конкретными

компонентами системы обработки информации в целях реализации определённого алгоритма.
Язык программирования — искусственный (формальный) язык, предназначенный для записи алгоритмов. Язык программирования задаётся своим описанием и реализуется в виде специальной программы: компилятора или интерпретатора.

Основные понятия и определения (глоссарий)

Слайд 5

Транслятор
Транслятор — в широком смысле — программа, преобразующая текст, написанный на

одном языке, в текст на другом языке.
Транслятор — в узком смысле — программа, преобразующая: программу, написанную на одном (входном) языке в программу, представленную на другом(выходном) языке.
Транслятор языка программирования — программа, преобразующая исходный текст программы на языке программирования в машинный язык вычислительной системы, на которой эта программ должна выполняться.
Интерпретатор
Интерпретатор — транслятор, способный параллельно переводить и выполнять программу, написанную на алгоритмическом языке высокого уровня.
Компилятор
Компилятор — программа, преобразующая текст, написанный на алгоритмическом языке, в программу, состоящую из машинных команд. Компилятор создаёт законченный вариант программы на машинном языке.

Основные понятия и определения (глоссарий)

Слайд 6

Понятия «алгоритм» и «программа».
Алгоритм решения задачи – точное описание порядка действий,

которые надо выполнить для решения задачи.
«Алгоритмы + структуры данных = программы»

Слайд 7

Этапы решения задачи на компьютере
1. Постановка задачи.
2.Формализация задачи.
3.Построение алгоритма.
4.Составление программы
на

языке программирования.
5.Отладка и тестирование программы.
6.Проведение расчетов и анализ полученных результатов.

Слайд 8

Данные
Совокупность величин, с которыми работает компьютер, принято называть данными.
По отношению к

программе данные делятся на исходные, результаты (окончательные данные) и промежуточные данные, которые получаются в процессе вычислений.
Данные - это множество величин.

Слайд 9

Величины
Всякая величина занимает свое определенное место в памяти компьютера, а значение

этой величины определяется двоичным кодом в этой ячейке.
У всякой величины имеются три основных свойства: имя, значение и тип.
Величины делятся на константы и переменные.

Слайд 10

Способы записи алгоритмов
Для записи алгоритмов используют самые разнообразные средства. Выбор средства

определяется типом исполняемого алгоритма. Выделяют следующие основные способы записи алгоритмов:
- вербальный, когда алгоритм описывается на человеческом языке;
- символьный, когда алгоритм описывается с помощью набора символов;
- графический, когда алгоритм описывается с помощью набора графических изображений.
Общепринятыми способами записи являются графическая запись с помощью блок-схем и символьная запись с помощью какого-либо алгоритмического языка.
Описание алгоритма с помощью блок схем осуществляется рисованием последовательности геометрических фигур, каждая из которых подразумевает выполнение определенного действия алгоритма. Порядок выполнения действий указывается стрелками. Написание алгоритмов с помощью блок-схем регламентируется ГОСТом. Внешний вид основных блоков, применяемых при написании блок схем, приведен на рисунке:

Слайд 11

Структура алгоритмов
В 1969 году известным голландским ученым- программистом Э. В. Дейкстрой

было доказано, что алгоритм для решения любой логической задачи можно составить только из структур следование, ветвление, цикл.
Их называют базовыми алгоритмическими структурами.
Методика программирования, основанная на этой теореме, называется структурным программированием.

Слайд 12

Линейный алгоритм
Следование - алгоритмическая конструкция, отображающая последовательный порядок действий.
Алгоритмы, в

которых используется только структура «следование», называются линейными алгоритмами.

Слайд 13

Пример линейной задачи
Задача №1. Найдите площадь треугольника с основанием A, высотой

Н.
алг
нач
S:=(A*H )/2
кон

Слайд 14

Ветвление
Ветвление — алгоритмическая альтернатива.
Управление передаётся одному из двух блоков в

зависимости от истинности или ложности условия.
Затем происходит выход на общее продолжение.

Слайд 15

Ветвление
если <У1>
то если <У2>
то <С1>
все
иначе если <У3>
то <С2>

иначе <СЗ>
все
все

Слайд 16

Цикл
Цикл — повторение некоторой группы действий по условию.
Различают два типа

цикла.
Первый — цикл с предусловием: цикл-пока.
Пока условие истинно, выполняется серия, образующая тело цикла.

Слайд 17

Цикл
Второй тип циклической структуры — цикл с постусловием: цикл-до.
Здесь тело цикла

предшествует условию цикла. Тело цикла повторяет свое выполнение, если условие ложно.
Повторение прекращается, когда условие становится истинным.

Слайд 18

Цикл
Если блок, составляющий тело цикла, сам является циклической структурой, то имеют

место вложенные циклы.
Вложенная конструкция записывается смещенной по строке на несколько позиций вправо относительно внешней для нее конструкции
пока <У1>
нц
пока <У2>
нц
<С1>
кц
кц

Слайд 19

Python - интерпретируемый, объектно-ориентированный, высокоуровневый язык программирования общего назначения. Синтаксис Python

прост в изучении, в нем придается особое значение читаемости кода, а это сокращает затраты на сопровождение программных продуктов. Python поддерживает модули и пакеты, поощряя модульность повторное использование кода. Интерпретатор Python и большая стандартная библиотека доступны бесплатно в виде исходных и исполняемых кодов для всех основных платформ и могут свободно распространяться.

Язык программирования - Python

Слайд 20

Особенности языка
Минималистичность синтаксиса
Простота изучения
Широкие возможности
Поддержка разных парадигм программирования
Интерпретируемый
Динамическая типизация
Открытость
Кроссплатформенность
Существование альтернативных реализаций,

которые решают определенные проблемы (StacklessPython, PyPy) или интегрируются его в определенную платформу (IronPython для .Net, Jython для Java )
Активно развивается

Слайд 21

- разрабатывался с конца 80-х, выпущен в феврале 1991 г. - создание

Python было начато Гвидо ван Россумом (тогда сотрудник голландского института CWI, сейчас – разработчик в Dropbox). - назван в честь британского телешой «Летающий цирк Монти Пайтона». - создавался под влиянием других языков, вобрал в себя множество их возможностей. - на данный момент существуют две активные ветки языка - Python 2 и Python 3.

История языка Python

Слайд 22

Высокоуровневый язык программирования — язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом. Основная

черта высокоуровневых языков — это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих такие структуры данных и операции над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания.
Высокоуровневые языки программирования были разработаны для платформенной независимости сути алгоритмов. Зависимость от платформы перекладывается на инструментальные программы — трансляторы, компилирующие текст, написанный на языке высокого уровня, в элементарные машинные команды (инструкции). Поэтому, для каждой платформы разрабатывается платформенно-уникальный транслятор для каждого высокоуровневого языка, например, переводящий текст, написанный на Delphi в элементарные команды микропроцессоров семейства x86.
Так, высокоуровневые языки стремятся не только облегчить решение сложных программных задач, но и упростить портирование программного обеспечения. Использование разнообразных трансляторов и интерпретаторов обеспечивает связь программ, написанных при помощи языков высокого уровня, с различными операционными системами программируемыми устройствами и оборудованием, и, в идеале, не требует модификации исходного кода (текста, написанного на высокоуровневом языке) для любой платформы.

Слайд 23

Области применения
Скрипты, утилиты
Научная сфера
Исследование данных
Веб-приложения
Сервисы
Разработка игр

Слайд 24

Сферы, в которых применить Python нельзя
Создание драйверов устройств
Низкоуровневое программирование

Слайд 25

Преимущества языка
Простота
Читабельность
Мощная стандартная библиотека и огромный выбор сторонних библиотек и модулей
Краткость

кода и экономия времени разработчика
Возможность связывания с кодом на других языках

Слайд 26

недостатки
Низкая по сравнению с компилируемыми языками скорость работы
GIL (Global Interpreter Lock)

Слайд 27

Интерпретатор и интегрированная среда разработки
Интерпретатор – программа (разновидность транслятора), выполняющая интерпретацию.
Официальный

сайт Python: https://python.org/
Загрузить интерпретатор: https://www.python.org/downloads
Два режима работы:
Выполнение программ;
Интерактивный режим.

Слайд 28

Интегрированная среда разработки (IDE) http://www.jetbrains.com/pycharm/
Интегрированная среда разработки, IDE (Integrated development environment)

– система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения (ПО).
Среда разработки обязательно включает в себя:
Текстовый редактор,
Компилятор и/или интерпретатор или средства интеграции с ним,
Средства автоматизации сборки, отладчик.
Также IDE может включать:
Средства интеграции с системами контроля версий,
Инструменты конструирования графического интерфейса пользователя.

Слайд 29

Контрольные вопросы
1. Что такое «алгоритм решения задачи»?
2. Какие вы знаете способы

записи алгоритма?
3. В чем особенности алгоритма, который называют «программой»?
4. Почему языки программирования высокого уровня так называются?
5. Что такое «транслятор»? Какие функции он выполняет?
6. Какие виды трансляторов вы знаете? В чем особенность каждого вида?
7. Что включает в себя система программирования?

Слайд 30

Линейный алгоритм. Задача 3. Построение алгоритма
Используя данные таблицы определить общую стоимость

обеда в столовой. Определить, во сколько раз возрастёт стоимость обеда, если цена котлеты увеличится вдвое
Постановка задачи (формализованная): Имеется четыре числа, которые требуется просуммировать (обозначим их переменными a, b, c и d соответственно).
Сумму их значений обозначим S1. Требуется найти также величину S2=S1+b
и определить отношение S2/S1 (обозначим это отношение переменной res ).
В результате нужно вывести значения переменных S1 и res .

Слайд 31

Ветвление. Задача 2. Составить алгоритм решения задачи в виде Блок-схемы
Построить алгоритм

решения ввода значения температуры воздуха t и выдачи текста «Хорошая погода!», если t > 10 градусов и текста «Плохая погода!», если t <= 10 градусов.
Постановка задачи: Исходными данными является значение t, необходимо сформировать строку s.
При t < 10 s=’Плохая␣погода!’ , иначе s=’Хорошая␣погода!’.

Алгоритмизация и программирование. Лекция 1

Содержание

Лекция №1 Введение в программирование на языке Python. Понятия «алгоритм» и

Основные понятия и определения (глоссарий) Алгоритм — точное предписание исполнителю совершить определённую

Программа — согласно ГОСТ 19781-90 — данные, предназначенные для управления конкретными

ТрансляторТранслятор — в широком смысле — программа, преобразующая текст, написанный на

Понятия «алгоритм» и «программа».Алгоритм решения задачи – точное описание порядка действий,

Этапы решения задачи на компьютере1. Постановка задачи.2.Формализация задачи.3.Построение алгоритма.4.Составление программы на

Данные Совокупность величин, с которыми работает компьютер, принято называть данными.По отношению к

ВеличиныВсякая величина занимает свое определенное место в памяти компьютера, а значение

Способы записи алгоритмов Для записи алгоритмов используют самые разнообразные средства. Выбор средства

Структура алгоритмовВ 1969 году известным голландским ученым- программистом Э. В. Дейкстрой

Линейный алгоритмСледование - алгоритмическая конструкция, отображающая последовательный порядок действий. Алгоритмы, в

Пример линейной задачиЗадача №1. Найдите площадь треугольника с основанием A, высотой

ВетвлениеВетвление — алгоритмическая альтернатива. Управление передаётся одному из двух блоков в

Ветвлениеесли <У1> то если <У2> то <С1> всеиначе если <У3>то <С2>

ЦиклЦикл — повторение некоторой группы действий по условию. Различают два типа

ЦиклВторой тип циклической структуры — цикл с постусловием: цикл-до.Здесь тело цикла

ЦиклЕсли блок, составляющий тело цикла, сам является циклической структурой, то имеют