Программа. 6 Основные языки программирования 7 Вычислительные машины. 7 Хронология Вычислительных Машин 7 Список использованной литературы. 9 Алгоритмы icon

Программа. 6 Основные языки программирования 7 Вычислительные машины. 7 Хронология Вычислительных Машин 7 Список использованной литературы. 9 Алгоритмы


Смотрите также:
Введение Предмет "Программирование"...
3. Языки и системы программирования. Технологий разработки программного обеспечения...
Программа дисциплины Вычислительные системы и телекоммуникации для направления 080700...
Модели и алгоритмы функционирования вычислительных систем регистрации радиолокационной...
Программа дисциплины Вычислительные системы и телекоммуникации для направления 080700...
Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 13...
Учебно-методический комплекс дисциплины вычислительные системы...
Учебно-методический комплекс по дисциплине вычислительные системы...
1. Раскрыть сущность понятия «вычислительные приемы»...
Учебно-методический комплекс по дисциплине вычислительные системы...
Учебная программа по дисциплине языки программирования низкого уровня л. В. Шарапова...
А э – 1



Загрузка...
скачать

Московский Авиационный Институт (Технический Университет)



Реферат

Введение в специальность

Тема: Алгоритм и программа для вычислительной машины.

Выполнила студентка группы 04-115

Малкова Екатерина Сергеевна


Москва

-2007-

Содержание.


Содержание. 2

Алгоритмы. 3

Понятие и свойства алгоритма. 3

Примеры простой и непростых программ: 5

5

Основные (базовые) структуры алгоритмов и их производные: 6

Стадии создания алгоритма: 6

Программа. 6

Основные языки программирования 7

Вычислительные машины. 7

Хронология Вычислительных Машин 7

Список использованной литературы. 9
^

Алгоритмы.

Понятие и свойства алгоритма.


Алгоритм - формальное описание последовательности действий, которое необходимо выполнить для решения задачи;

- предписание, определяющее ход вычислительного процесса, связанного с преобразованием данных от некоторого их исходного состояния к требуемому результату. Формальные описания алгоритмов аналогичны представлениям основных частей программ, которые их реализуют, поэтому многое, что относят к описанию конкретных программ, применимо к алгоритму и наоборот.


Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) ученый из города Хорезма Абдулла (или Абу Джафар) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми создал книгу по математике, в которой описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Само слово алгоритм возникло в Европе после перевода на латынь книги этого математика.


Теория алгоритмов имеет большое практическое значение. Алгоритмический тип деятельности важен не только как мощный тип деятельности человека, но и как одна из эффективных форм его труда. Через алгоритмизацию, через расчленение сложных действий на все более простые действия, выполнение которых доступно машинам, пролегает путь к автоматизации. Создание алгоритма для решения задач какого-либо типа, его представление исполнителю в удобной для него форме – это творческий акт. Образно говоря, историю математики можно было бы назвать историей открытия алгоритмов и их внедрения в человеческую практику.


Если внимательно оглядеться вокруг, то можно обнаружить множество постоянно выполняемых алгоритмов. Мир алгоритмов очень разнообразен. Несмотря на это, удается выделить общие свойства, которыми обладает любой алгоритм (Рис. 1).



^ Рис. 1 Свойства алгоритмов

1. Дискретность. Алгоритм представляет процесс решения задачи как последовательность выполнения шагов-этапов. Для выполнения каждого этапа требуется определенное время, т.е. преобразование исходных данных в результат происходит дискретно во времени.

2. Определенность (детерминированность). Каждое правило алгоритма должно быть четким и однозначным. Отсюда выполнение алгоритма носит механический характер.


3. Результативность (финитность, конечность). Алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.


4. Массовость. Алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, т.е. он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся исходными данными (область применимости алгоритма).


В

^ Вид стандартного графического объекта

Назначение



Начало, завершение программы или подпрограммы



Ввод-вывод данных




Обработка данных

(вычисление, пересылка и т.п.)



Проверка условия





Вызов процедуры




Соединительные линии и их объединение.



Точки связи или соединители




Комментарий



^ Рис. 2 Вид и назначение графического объекта
иды алгоритмов
:



  1. Линейный алгоритм (описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке).

  2. Циклический алгоритм (описание действий, которые должны повторятся указанное число раз или пока не выполнено задание).

  3. Разветвляющий алгоритм (алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий).

  4. Вспомогательный алгоритм (алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя).


^ Язык блок-схем - способ формального описания алгоритмов.

Схема наглядно демонстрирует все связи между элементами. Хорошо различаются элементы, в которых записаны условия ветвления (ромбы), элементы, в которых записаны указания о работе над числами (прямоугольники), а также элементы ввода и вывода информации (параллелограммы).


Язык схем настолько четок, что исполнитель, получивший схему алгоритма, ни в каких дополнительных разъяснениях не нуждается.

Язык схем алгоритмов – важный тип языка для представления алгоритмов; схема может быть важным дополнением к алгоритму, записанному в какой – либо форме.


^ Основные (базовые) структуры алгоритмов – это ограниченный набор стандартных способов соединения отдельных блоков или структур блоков для выполнения типичных последовательностей действий. Доказано, что программу для любой простой логической задачи можно составить из структур следование, разветвление и повторение (цикл).

Эти базовые структуры были положены в основу технологии структурного программирования. Эта технология для разработки сложных программ рекомендует разбивать (декомпозировать) программу на подпрограммы (процедуры), решающие отдельные подзадачи, т.е. базируется на процедурной декомпозиции.


Простая программа - алгоритм, для которого:

  • Существует единственный вход и единственный выход.

  • Для каждого элемента алгоритма существует путь от входа к выходу через этот элемент (т.е. алгоритм не содержит бесконечных циклов и не содержит бесполезных (недостижимых) фрагментов).
^

Примеры простой и непростых программ:


Простая программа

Бесконечный цикл





Недостижимый фрагмент









Рис. 3 Примеры программ
^

Основные (базовые) структуры алгоритмов и их производные:



Следование -последовательное выполнение действий (блоков).




^ Цикл с постусловием - тело цикла (блок 2) выполняется до тех пор, пока условие (блок 3) не станет истинным.



^ Цикл с предусловием - пока не будет нарушено условие (блок 3), осуществляется повторение тела цикла (блок 2).



Разветвление - применяется, когда в зависимости от условия требуется выполнить либо одно действие, либо другое.




Обход - частный случай разветвления, когда одна ветвь не содержит ни каких действий.




^ Множественный выбор - в зависимости от значения переменной I выполняется одно из нескольких действий.



Рис. 4 Структуры алгоритмов
^

Стадии создания алгоритма:





  1. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной человеку, который его разрабатывает.

  2. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной тому объекту (в том числе и человеку), который будет выполнять описанные в алгоритме действия.


Идеальными исполнителями являются машины, роботы, компьютеры...

Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой.

Программа.


Программа вычислительной машины - описание алгоритма решения задачи, заданное на языке программирования (на машинный язык конкретной ЭВМ переводится автоматически при помощи транслятора). Процесс составления программ называют программированием.


Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для описания алгоритмов в форме, которая удобна для исполнителя (например, компьютера). Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы. Он позволяет программисту точно определить то, на какие события будет реагировать компьютер, как будут храниться и передаваться данные, а также какие именно действия следует выполнять над этими данными при различных обстоятельствах.


Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало уже более двух с половиной тысяч языков программирования. Каждый год их число пополняется новыми. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирования.

^

Основные языки программирования


Используемые в разработке

ABAP/4 | Ада | ActionScript | Ассемблеры | Awk | BASIC | C | COBOL | C++ | C# | ColdFusion | D | Delphi | Forth | FoxPro | DataFlex | Фортран | Groovy | Haskell | Java | JavaScript | J++ | J# | Icon | Limbo | Лисп | Lua | Objective-C | Оберон | Oz | Паскаль | Perl | PHP | PL/I | Пролог | Руби | Python | Tcl | Scheme | Smalltalk | SQL | Visual DataFlex | Visual Basic | VB.NET | Visual FoxPro

Академические

АПЛ | Clean | Curry | Лого | MATLAB | ML

IEC61131-3

Instruction List | FBD | Ladder Diagram | SFC

Прочие

Алгол | Алгол 68 | Модула-2 | Miranda

Эзотерические

INTERCAL | Brainfuck



^

Вычислительные машины.


Вычислительная машина, счётная машина — механизм, электромеханическое или электронное устройство, предназначенное для автоматического выполнения математических операций.


В последнее время, это понятие чаще всего ассоциируется с различными видами компьютерных систем. Тем не менее, вычислительные механизмы появились задолго до того, как заработал первый компьютер.
^

Хронология Вычислительных Машин


В 1623 году немец Вильгельм Шикард создал так называемые «Считающие часы», которые сегодня принято считать первым автоматическим калькулятором. В письмах к Иоганну Кеплеру Шикард объяснял, как можно использовать его машину для расчёта астрономических таблиц. Машина Шикарда умела складывать и вычитать шестизначные числа, оповещая звонком о переполнении. Более сложные вычисления выполнялись с помощью набора костяшек Непера, установленного на корпусе механизма. К сожалению, оригинал машины был потерян при пожаре ещё до начала двадцатого столетия. В 1960 году на основе сохранившихся чертежей была построена копия этого вычислителя, подтвердившая его существование и работоспособность.


В 1642 году машину, помогающую в сложении чисел, изобрёл французский учёный Блез Паскаль. «Паскалина», как назвал свою конструкцию изобретатель, представляла собой механическое устройство в виде ящичка, наполненного многочисленными шестерёнками. Складываемые числа вводились в машину за счёт соответствующего поворота наборных колёсиков. На каждом из этих колёсиков, соответствовавших одному десятичному разряду, были нанесены деления с цифрами от 0 до 9. При вводе числа колёсики прокручивались до соответствующей цифры. При завершении полного оборота избыток над цифрой 9 переносился на соседний разряд (на 1 позицию сдвигалось соседнее колесо) и так далее. «Машина Паскаля» позволяла выполнять не только сложение, но и другие операции, однако при этом требовала применения довольно неудобной процедуры повторных сложений.


В 1673 году другой известный учёный — Готфрид Вильгельм Лейбниц изготовил механический калькулятор, позволявший легко выполнять вычитание, умножение и деление.


1723 год — немецкий математик и астроном Христиан Людвиг Герстен на основе работ Лейбница создал арифметическую машину. Машина высчитывала частное и произведение (за счёт последовательно выполняемых операций сложения). Кроме того, в ней была предусмотрена возможность контроля за правильностью ввода данных.

В 1820 году француз Тома де Кальмар наладил промышленный выпуск арифмометров.

Разработанная в 1823 году разностная машина англичанина Чарльза Бэббиджа предназначалась для расчётов математических таблиц.

Изучение работ Бэббиджа и его советы помогли шведскому изобретателю Перу Георгу Шойцу, начиная с 1854 года, построить несколько разностных машин, а в 1859 даже продать одну из них канцелярии английского правительства.

Ещё одна «Разностная машина», построенная вскоре Мартином Вибергом, также была в своей основе улучшенной версией машины Чарльза Бэббиджа и использовалась для расчёта и публикации печатных логарифмических таблиц.

К 1890 году американцем Германом Холлеритом была разработана электрическая табулирующая система, которая использовалась в переписях населения США в 1890-м и 1900-м годах.


В 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе на квартире родителей построил свою первую машину, названную «Z1». Это была пробная модель полностью механической программируемой цифровой вычислительной машины. В том же году Цузе приступил к созданию машины «Z2». А в 1941 году Цузе создаёт первую вычислительную машину, обладающую всеми свойствами современного компьютера «Z3».


Таким образом, вычислительная машина - это интегрированный набор алгоритмов и структур данных, способный хранить и выполнять программы. Вычислительная машина может быть построена как реальное физическое устройство, состоящее из проводов, транзисторов, магнитных сердечников и тому подобных деталей; в этом случае она называется реальной вычислительной машиной, или аппаратной вычислительной машиной. Но она может быть построена и с помощью программ, выполняемых на некоторой другой вычислительной машине; в этом случае она называется программно-моделируемой вычислительной машиной Машина, выполняющая оттранслированные программы, может оказаться иногда аппаратной машиной, но обычно это виртуальная вычислительная машина, состоящая частично из аппаратуры, а частично из программного обеспечения

^

Список использованной литературы.





  1. Себеста Р.У. Основные концепции языков программирования, Изд. Дом «Вильямс», 2001.

  2. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных, Мир, 1989.

  3. Н.А. Криницкий. Алгоритмы вокруг нас.- М.: Наука,1977.

  4. В.А. Успенский. Машина Поста - М.: Наука,1979.

  5. Румянцев Д.Г., Монастырский Л.Ф. Путь программиста, Изд. дом «ИнфраМ», 2000.

  6. Касаткин В. Н. Информация, Алгоритмы ЭВМ, - М.: Просвещение, 1991.- 192 с.

  7. В. Ф. Шолохович. – 4-е изд. – М.: Просвещение, 1997. – 256 с.

  8. Т. Пратт Языки программирования. Разработка и реализация. -
    М.: Мир, 1979. с.


Использованные сайты: http://wikipedia.org/

http://www.finam.ru

http://www.klyaksa.net/








Скачать 110.44 Kb.
оставить комментарий
Малкова Екатерина Сергеевна
Дата04.04.2012
Размер110.44 Kb.
ТипПрограмма, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх