Прикладные программы

Прикладные программы представляют собой наиболее распространенный класс программных продуктов. Они составляют категорию программных средств, обращенных к пользователям персональных компьютеров - людям, которые не обязаны уметь программировать или даже знать устройство ЭВМ. Их цель заключается либо в том, чтобы с помощью машины решать повседневные задачи, либо учиться определенным навыкам (с помощью демонстрационных и обучающих программ), либо проводить свой досуг, играя в компьютерные игры и т.д. Пишутся прикладные программы по принципу максимального удобства для пользователя и призваны решать всевозможнейшие задачи:

· подготовка текстов (документов) на компьютере - редакторы текстов [текстовые процессоры] (наиболее распространены: Lexicon, Microsoft Word);

· обработка табличных данных - табличные процессоры [электронные таблицы] (часто употребляемые: Lotus1-2-3, SuperCalc, Microsoft Excel, Quatto Pro);

· обработка массивов информации - системы управления базами данных (широко используются: Access, FoxPro, Clipper, Paradox);

· обработка графических данных - графические редакторы (на сегодня популярны: Paintbrush, Corel Draw).

Также применяются программы для обработки звуковой информации - музыкальные редакторы, для обработки видеоинформации, системы деловой и научной графики, системы автоматизированного проектирования, интегрированные системы, бухгалтерские программы, компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники и т.д.

Системы программирования

Даже при наличии десятков тысяч программ для IBM PC пользователям может потребоваться что-то такое, что не делают (или делают, но не так) имеющиеся программы. Вместе с тем, осваивая шаг за шагом прикладные программы, узнавая все более новые из них, пользователь неизменно подходит к той черте, за которой ему хочется не только работать с готовым программным обеспечением, но и пробовать свои силы в создании новой, пусть даже очень простой программы. Разработка системного и прикладного программного обеспечения на персональных компьютерах осуществляется с помощью систем программирования.

Современные системы программирования для персональных компьютеров представляют пользователю мощные и удобные инструментальные средства для разработки программ, к которым в первую очередь относятся:

· макроассемблеры (машинно-ориентированные языки);

· трансляторы (компилятор и(или) интерпретатор) с языка высокого уровня;

· средства редактирования, компоновки и загрузки программ;

· библиотеки подпрограмм, содержащие заранее подготовленные подпрограммы, которыми могут пользоваться программисты;

· различные вспомогательные программы: отладчики машинных программ, программы для получения перекрестных ссылок и т.д.

Для популярных языков программирования на IBM PC существует множество систем программирования. Естественно, что программисты предпочитают те системы, которые легки в использовании, позволяют получить эффективные программы, имеют богатые библиотеки функций (подпрограмм) и мощные возможности отладки разрабатываемых программ. В качестве примеров таких систем программирования можно назвать Turbo C (фирма Borland), Turbo C++ (фирма Borland), Zortech C (фирма Symantec), Turbo Pascal (фирма Borland), Microsoft C (фирма Microsoft), Microsoft Basic (фирма Microsoft), Turbo Basic (фирма Borland). Системы программирования прежде всего различаются по тому, какой инструментальный язык высокого уровня они реализуют. Среди программистов, пишущих программы для персональных компьютеров, наибольшей популярностью пользуются языки Си, Си++, Паскаль, Бейсик, Дельф. Также используются и много других языков программирования: Лисп и Пролог (для построения экспертных систем), Clipper и FoxPro (для создания информационных систем) и т.д.

§8 Алгоритм и его свойства. Методика составления алгоритмов.

п.1. Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов.
Способы задания алгоритмов.

Понятие алгоритма возникло и используется давно. В зависимости от характера занятий людям в своей повседневной жизни встречаются различные практические задачи: пеленание ребенка, проезд в общественном транспорте, решение квадратного уравнения, поиск слова в словаре и т.д. Важно, что при решении любой подобной задачи человек обращается к продуманным заранее со всеми возможными вариантами предписаниям (инструкциям) о том, какие действия и в какой последовательности должны быть выполнены для решения задачи. В подавляющем большинстве случаев успех любой деятельности зависит от степени продуманности действий, их последовательности и возможных вариантов. Именно с целью успешного решения какого-то определенного класса задач вырабатываются системы таких предписа­ний для использования разными людьми.

Опр 11.1.1 Алгоритм - это система точных и понятных предписаний о содержании и последовательности выполнения конечного числа действий для решения задачи.

Согласно этому определению, рецепты изготовления какого-либо лекарства или печенья являются алгоритмами. И правило безопасного перехода пешеходом проезжей части улицы, содержащее указание человеку о его действиях, - тоже алгоритм.

Сам термин «алгоритм» ведет начато от перевода на европейские языки имени арабского математика IX в. аль-Хорезми, которым были описаны правила (в нашем понимании - алгоритмы) выполнения основных арифметических действий в десятичной системе счисления.

Задача составления алгоритма не имеет смысла, если неизвестны или не учитываются возможности его исполнителя, ведь выполнимость алгоритма зависит от того,какие действия может совершить исполнитель. Например, прочесть алгоритм решения системы линейных уравнений графическим методом сможет и первоклассник, а выполнить его, конечно же нет. С другой стороны, малыш четырех- пяти лет не сможет прочесть правила (алгоритм) поведенияза столом во время еды, но выполнить их сможет, если ему о них рассказать и показать, что они означают.

Важно также, что исполнителем алгоритмов может быть не человек, а автомат. Например, автомат по продаже газированной воды работает согласно разработанному специально для него алгоритму. Алгоритмом описывается работа любого механического устройства.

В ряду всевозможных автоматов компьютер является лишь частным (хотя и наиболее впечатляющим) примером исполнителя, чье поведение реализуется на основе алгоритма. Более того, создание компьютеров оказало воздействие на развитие теории алгоритмов, одной из областей математики.

От компьютера, как и от любого другого исполнителя, требуется четкое выполнение команд алгоритма. А от нас, как от разработчиков алгоритмов, требуется знание и соблюдение правил их составления. Эти правила заключаются в том, что алгоритм, предназначенный для исполнения автоматом, должен обладать пятью свойствами (удовлетворять пяти требованиям). Эти требования к алгоритму объясняются тем, что исполнитель-автомат не имеет своего интеллекта, его возможности всегда ограничены. Вот эти требования.

Свойства алгоритмов:

1. Дискретность - описываемый процесс должен быть разбит на последовательность отдельных шагов

2. Понятность - алгоритм ориентируется на определенного исполнителя и должен быть ему понятен

3. Определенность - алгоритм не должен оставлять места для произвола исполнителя

4. Массовость - применимость данного алгоритма к широкому классу задач данного типа

5. Результативность - обязательное получение результата за конечное число шагов.

Способы задания алгоритмов.

Алгоритмы могут быть представлены в виде формулы, таблицы, графического или словесного описания, а также описания на логарифмических языках. Рассмотрим некоторые из них.

1. Формулы. Математические формулы вместе с правилами их написания представляют собой своеобразный алгоритмический язык с успехом используемый для описания вычислительных алгоритмов некоторого специального вида. Например, задает алгоритм вычисления площади поверхности цилиндрического тела с диаметром d и высотой H.

2. Словесное описание. Такую форму имеют многие бытовые алгоритмы, часто используемые в повседневной жизни. Шаги алгоритма пронумерованы и содержат конкретные действия, формулируемые в виде предложений разговорного языка и математики и выполняемые последовательно в порядке увеличения номера. Однако словесное описание алгоритма на любом естественном языке обладает обычно такими недостатками как возможность неоднозначного понимания предписаний и утверждений; громоздкость, обусловленная избыточностью разговорных языков; отсутствие наглядности логических связей между частями алгоритма.

3. Алгоритмический язык. При таком описании используются определенные структуры алгоритмов и жесткие конструкции их написания.

4. Графическое описание. Это представление алгоритма в виде блок-схемы.

Схема алгоритма - это наглядный графический способ его представления. При этом отдельные предписания изображаются в виде плоских геометрических фигур, называемых блоками (Рис. 54). Внутри каждой фигуры дается описание предписываемых действий. При этом используются символы математических операций и операций отношения.

	Условное обозначение	Содержание действия
1		Начало алгоритма
		Конец алгоритма
		Ввод данных в ЭВМ
		Вывод данных из ЭВМ
		Арифметический блок
		Логический блок
		Объединяющий блок
Рис. 54 8		Шестиугольный блок цикла с параметром

Переход от одного предписания к другому изображается в виде линии связи, а направление переходов - стрелкой. Блок-схему рисуют сверху-вниз блок за блоком. Линиями соединения отдельных блоков показывают направление процесса обработки в схеме. Каждое направление называется ветвью.