Б С Бусигін - Прикладна інформатика - страница 3

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83 

Друга      тема, котра примусить   Вас   по новому поглянути на вивчення Турбо Паскаля, це розвиток мов програмування: які з них і де застосовуються і в чому їх принципова відміна, скільки їх треба знати і

Рис. 9. Діаграма, що описує розвиток мови иМЬ с 1997 г. по 2002 г., яка виконана за допомогою самої мови иМЬт.д. Розробляючи свої перші програми на ТП, Ви повинні вміти побачити перспективи розвитку своїх зусиль в галузі розробки програмних систем. Іншою, на наш погляд, темою, що рідко висвітлюється, є проблема різноманіття типів додатків і комп'ютерних архітектур, в рамках яких вони будуть функціонувати після створення. А розділ про мову UML націлить Вас на освоєння уявлень цього важливого засобу моделювання процесу розробки програмних систем, що спираються на об'єктно-орієнтовані уявлення реального миру для організації свого мислення і діяльності в галузі проектування і розробки програмного забезпечення.

У розділах, які присвячені особливостям мови Турбо Паскаль і програмуванні на неї, головну увагу було зосереджено:

О на розумінні абстракцій, що містяться в уявленнях різних типів чисел, які не мають аналогів в інших сферах діяльності людини (наприклад, таке число: -2.34е-12);

© на взаємодію рівнів абстракцій при використанні логічних: значень, змінних, операцій, виразів и т.д.

© на алгоритмічних особливостях конструювання програм обчислення нескінченних (рос.-бесконечных) рядів и добутків (рос.-произведений);

О на унікальних можливостях дослідження функціонування програм і їх фрагментів засобами дебаггера середовища Турбо Паскаль;

© на особливостях практичного застосування в програмах складних типів даних: масивів, записів, файлів, множин (рос.-множеств), черг (рос.-очередей) і ряду інших.

У конці кожного розділу для закріплення знань по головним пунктам обговорення і самоконтролю наводяться питання і завдання. На наш погляд, корисно виконання не тільки завдань, але й прикладів з розділів, які присвячені мові Турбо Паскаль, оскільки в програмуванні важливо не тільки споглядати (рос.-созерцать) фрагменти коду, а проробляти все «своїми руками». Звичайно, на перших порах, не все у Вас буде виходити, але програміст мужніє саме у боротьбі з компілятором.

Декілька слів про Додатки. Сюди винесені питання перетворення чисел з десятинної системи у двоїчну, восьмеричну, шістнадцятирічну і назад (рос.-обратно). Тут також розміщена таблиця характеристик усіх найбільш відомих мов програмування. Окремо наведені визначення (рос.-определения) назв мереж різних рівнів, котрі повсюдно (рос.-повсеместно) застосовуються, але у такому поєднанні у відомих авторам джерелах не об'єднувалися. Декілька частин додатків відведені для довідкових відомостей про характеристики системи Турбо Паскаль (поєднаннях клавіш і типах даних, що застосовуються), а також таблиця кодів ASCII.

Особливо треба виділити глосарій, що є одним з головних компонентів підручника. Зібраний по крупицям з матеріалів різних і багаточисельних вітчизняних і закордонних джерел, він може також служити самостійним інструментом для подавання допомоги початківцям з ціллю проникнення у світ інформаційних технологій, що так стрімко розвиваються. Крім того, у ньому зібрано ряд рідких і/або багатозначних термінів, що углибляє уявлення прокомп'ютерний світ. Більш глибоке знайомство з глосарієм крім всього іншого, дозволить зайвий раз переконатися в глибокому проникненні англомовних фундаментальних інформаційних термінів не тільки в нашу мову, але й в наші абстрактні уявлення про світ, що нас оточує, а також про його прояви (про що заявляють навіть продвинуті світові спеціалісти)5.

Завершуючи вступ, хочеться згадати слова архітектора і керівника розробки однієї з значних (рос.-крупнейших) програмних систем - операційної системи ОБ/ЗбО для комп'ютерів фірми ІВМ - професора університету Северної Кароліни (США) Фредерика П. Брукса (рис. 9), автора твору, що став класикою, під назвою «Мифический человеко-месяц или как создаются программные комплексы6»: «Чому програмування доставляє задоволення (рос.-удовольствие)? Як винагороджуються всі зусилля професіонала?».

Тому, пише Ф.П. Брукс, що це задоволення працювати з дуже гнучким матеріалом. Програміст, як і поет, працює майже виключно головою. Він будує свої замки в повітрі і з повітря тільки силою своєї уяви (рос.-воображения). Дуже рідко матеріал для творчості допускає таку гнучкість, таку можливість таких частих покращень (рос.-улучшений) і переробок і такими простими засобами дозволяє здійснювати величезні задуми.

Матеріал поета - слова, і результат - ті ж слова; але на відміну від віршотворця (рос.-стихотворца), програміст створює програмний продукт, реальний у тому сенсі, що сам програміст двигається і працює, виробляючи Рис 9. видимий     результат,     відмінний (рос.-

Фредерик П. Брукс отличный) від нього  самого.  Він друкує

результати, креслить рисунки, викликає звуки, управляє рухом руки. Чарівництво (рос. -волшебство) міфів і легенд стало явою (рос. -явью) у наші дні. Ви друкуєте на клавіатурі заклинання, і ось екран дисплея оживає, показуючи об'єкти, котрих не було і могло не бути ніколи!

Програмування завдає нам радість, тому що дозволяє задовольняти прагнення до творчості, яка глибоко закладена в кожному з нас, і розділити ці почуття радості з іншими».

Оскільки цей підручник є практичним керівництвом, у ньому міститься множина прикладів з покроковими інструкціями і докладними (рос.-подробными) вказівками. При цьому використовуються наступні погодження (рос.-соглашения).

5 Terminology, and naming things in general, is always difficult. Web Services Architecture Working Group (http://www.w3.org/2002/ws/arch/). Дослівно: «Створення термінології і йменування сутностей взагалі і завжди протікають надзвичайно важко», Документ Робочої групи Архітектури Web-сервисів організації W3C, 2002 г.

6 Тільки в Росії ця книга витримала дев'ять (!) видань з 1979 р. по 1999 р.

Слова, на яких ми хочемо акцентувати Вашу увагу, будуть виділятися жирним курсивом.

Якщо необхідно натиснути клавішу Ctrl или Alt одночасно з якоюсь ще клавишей, назви цих клавиш в тексті об'єднуються знаком «плюс». Наприклад, «Компілюйте і запускайте свою програму, використовуючи Ctrl+F9». Такий же шрифт використовується для виділення елементів інтерфейсу інтегрованого середовища розробки Турбо Паскаль, наприклад, «Save file as».

Фрагменти коду програм і ідентифікатори у підручнику надруковані моноширінним шрифтом, наприклад «Program MyFirst; ».

Список літератури до підручника розподілений по главам й розміщений наприкінці.

Література до Вступу

1. Рекомендации по преподаванию информатики в университетах: Пер. с англ. -СПб.: 2002. -372с. (Русский перевод образовательного стандарта «IEEE/ACM Computing Curricula 2001: Computer Science»: WEB-сайт (Электронн. ресурс) / Способ доступа: URL: http://se.math.spbu.ru/cc2001/)

2. Преподавание информатики: потерянная дорога. Ніклаус Вірт. Приветствие на открытии Международной конференции по преподаванию информатики ITiCSE. г. Аархус (Дания), 24 июня 2002 г. WEB-сайт (Электронн. Ресурс) / Способ доступа: URL:

http: //www. inr. ac. ru/~info21 /greetings/wirthdokladrus. htm

3. О человеческом и эстетическом факторах в программировании. Академик А.П. Ершов. Статья написана на основе речи автора, произнесенной на Объединенной вычислительной конференции Американской федерации обществ по обработке информации (Атлантик-Сити, США, 16-18 мая 1972 г.). WEB-сайт (Электронн. Ресурс) / Способ доступа: URL:

http://www.uriit.ru/portal/jsp/Pages/RUSSIAN/Structure/centr/cpress/pages/inform/5. htm

4. А.П.Ершов «Программирование - вторая грамотность». Брошюра (Препринт № 293). Дата: 01.04.81. Ротапринт ВЦ СО АН СССР, Новосибирск 90. -19с.

5. Bohm C., Jacoipini G. Flow Diagrams, Turing Machines, and Languages with Only Two Formulation Rules. Communications of the ACM, May 1966.

6. Йенсен К., Вирт Н. Паскаль. Руководство для пользователя и описание языка: Пер. с англ.. - М.: Финансы и статистика, 1982. - 151 с.

7. Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы: Пер. с англ.. -М.: Мир, 1985. - 406 с.

S. Программирование в среде Turbo Pascal 7.0. / Марченко А.И., Марченко Л.А. / Под ред. В.П. Тарасенко: - 5-е изд. перераб. и доп. - К.: ВЕК+,

1999. -464 с.

9. Фокс Дж. Программное обеспечение и его разработка: Пер. с англ.. - М.: Мир, 1985. - 36S с.

10. Страуструп Б. Язык программирования С++, спец. изд.: Пер. с англ.. -М.; СПб.: «Издательство БИНОМ» - «Невский Диалект», 2002. - 1099 с.

11. Фредерик Брукс. Мифический человеко-месяц или как создаются программные комплексы.: Пер. с англ. — СПб.: Символ-Плюс, 1999, - 304 с.

12. Йодан Э. Структурное проектирование и конструирование программ: Пер. с англ. - М.: Мир, 1979. - 415 с.

13. Громов Г.Р. Национальные информационные ресурсы: проблемы промышленной эксплуатации. - М.: Наука, 1984. - 240 с.

14. Виноградова Н.В. Русский компьютерный сленг. // Энергия, 2003, №9. -С.65-68.

15. Дал О., Дэйкстра Э., Хоор К. Структурное программирование: Пер. с англ. -М.: Мир, 1975. -256 с.

16. Дейкстра Э. Дисциплина программирования: Пер. с англ. / Под ред. Э.З. Любимского. -М.: Мир, 1978. -278 с.

17. Лингер Р., Миллс Х., Уитт Б. Теория и практика структурного программирования: Пер. с англ.. -М.: Мир, 1982. -406 с.

18. Джонс Ж, Харроу К. Решение задач в системе Турбо Паскаль/Пер. с англ. Предисл. Ю.П. Широкого. - М.: Финансы и статистика,1991. - 720 с.

Марні такі наміри, що не збуджують прагнення до наслідування: доблесними справами люди не тільки захоплюються, але й бажають наслідувати тим, хто їх робить.

Плутарх (46 - 120 р.н.е.)

1. ТРИВАЛИЙ ШЛЯХ ДО ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМП'ЮТЕРА 1.1 Джерела "інформаційного вибуху"

За початок відліку розвитку людської цивілізації як правило приймають час, коли люди почали створювати предмети праці і полювання. Таємниця "викрадення вогню" губиться у століттях, але вся наступна історія технічного прогресу від оволодіння вогнем до відкриття ядерної енергії - це історія послідовного підпорядкування людині все більш могутніх сил природи: тяглові тварини, вітряні і водяні двигуни, теплові двигуни, атомна енергетика. Задача, що стояла перед людиною, була гранично проста: множити різними інструментами і машинами свою мускульну силу. У той же час спроби створення інструментів, що посилюють природні можливості людини по обробці інформації, починаючи з камінчиків абака і до механічної машини Беббіджа вимірялися окремими сплесками людських доль, фактів, музейних

механізмів і пристроїв, що наполегливо передвіщали небачений розвиток цієї галузі піднесення людини на нові вершини знань.

На самих ранніх етапах формування трудових колективів для синхронізації виконуваних дій людині потрібні були кодовані сигнали спілкування, складність яких швидко зростала з підвищенням складності трудового процесу. Цю задачу людський мозок вирішував еволюційно, без будь-яких штучно створених інструментів: просто розвивалася і постійно удосконалювалася людська мова.

Мова і виявилася першим носієм людських знань, що накопичуються в усних розповідях і переказах, що передавалися з покоління в покоління. Першою технологічною підтримкою цього важливого процесу з'явилося створення писемності. Розпочатий тоді процес пошуку й удосконалювання носіїв інформації (а також інструментів для її реєстрації) продовжується і дотепер: камінь, кістка, дерево, глина (рис.1.1), папірус, шовк, папір, люмінофор, магнітні й оптичні носії інформації і

т.д.

Одночасно з розвитком процесу накопичення знань 23

Я?

Й г-

Рис. 1.1. Клінопис на глиняній табличціу людському суспільстві йшов процес формування відособленої професійної групи, для якої спочатку основним, а потім і єдиним "службовим заняттям" стає робота з інформацією. Цей живий бар'єр почав руйнуватися тільки після

винаходу друкарства й оволодіння суспільством новою технологією - грамотністю. У середині XV в. майже одночасно І. Гутенберг (рис.1.2) у Німеччині і І. Федоров у Росії винайшли друкувальний верстат, що прискорив темпи накопичування професійних знань.

По підрахунках наукознавців, загальна сума людських знань за останні 200 років змінювалася дуже повільно: до 1800 р. вона подвоювалася кожні 50 років, до 1950 р. подвоювалася кожні 10 років, а до 1970 р. -кожні 5 років. Явище різкого збільшення знань у 80-х-90-х роках, що одержав назву "інформаційний вибух", указується серед симптомів, що свідчать про початок століття інформатизації і що включають:

0 швидке скорочення часу подвоєння обсягу накопичених наукових знань;

© перевищення рівня матеріальних витрат на збереження, передачу і переробку інформації над рівнем аналогічних витрат на енергетику;

1 якщо на початку XX століття економічна міць держав вимірялася матеріальними ресурсами то в його

кінці вперше в історії людства основним предметом праці в промислово розвитих країнах стає ІНФОРМАЦІЯ. Інструментом для роботи з новим предметом праці і став персональний комп'ютер, що поклав початок освоєння суспільством нової технології - комп'ютерної грамотності.

Рис. 1.2. Винахідник першого друкувального станка І. Гутенберг (1397-1468)

1.2. Комп'ютер: від ідеї - до реалізації

Існує безліч версій історії появи персонального комп'ютера. Інакше і бути не могло. Адже шлях до нього вмістив у себе масу пошуків і відкриттів протягом багатьох століть. І все ж таки, спробуємо коротко зупинитися на деяких віхах зародження комп'ютера.

З усіх винахідників рахункових машин минулого, напевно, ближче усього до формулювання основних принципів побудови й організації обчислювального процесу в комп'ютері, в сучасному його розумінні, підійшов англієць Чарльз Беббідж (рис. 1.3). У свій час він прославився не тільки гостротою розуму, але і своїми дивацтвами. Беббідж був одним із засновників Королівського астрономічного товариства, автором усіляких творів на всілякі теми - від політики і математики до технології виробництва.  У впродовж  13  років цей ексцентричний геній завідував

Рис. 1.3. Чарльз Беббідж (1791-1871 р.)кафедрою математики у Кембріджському університеті, хоча жодного разу не з'явився в ньому і не прочитав там жодної лекції.

Найвищим досягненням Чарльза Беббіджа була розробка принципів дії і складу комп'ютера, за ціле сторіччя до того, як з'явилася технічна можливість його реалізації. Один з творців першого американського комп'ютера "Марк-1" молодий гарвардський математик Говард Ейкен, говорив у 1943 році, що для нього ознайомлення з описом Аналітичної машини, залишеного самим Беббиджем, виявилося більш ніж досить. "Якби Беббідж жив на 75 років пізніше періоду своєї діяльності, - заявив він, - я б залишився без роботи".

Енергія, авторитет і уміння переконувати дозволили Чарльзу Беббіджу домогтися в 1822 році державного фінансування розробки і створення «Різницевої (рос.-разностной) машини», призначеної для розрахунків і друку великих математичних таблиць. Здійсненню цього проекту усі свої неабиякі математичні і літературні здібності присвячувала уроджена Огаста Ада Байрон графиня Лавлейс (рис. 1.4). Говорячи про «Аналітичну машину», Беббідж відзначав: "...графиня Лавлейс, очевидно, розуміє її краще за мене, а пояснює її пристрій у багато раз краще". Графиня Лавлейс допомагала Беббіджу проясняти його власні ідеї, надихала його, глибоко цікавлячи його роботою і заражаючи своїм ентузіазмом. Вона прекрасно зрозуміла революційну сутність розроблювальної машини і те, що це дійсно був «математичний верстат», споконвічно мов би бездумний, але здатний виконати будь-як програму, переведену на мову перфокарт. Саме тому, на її честь, була названа одна з найвідоміших і понині мов програмування реального часу - ADA.

Незважаючи на те, що результат не був досягнутий, у процесі роботи Ч. Беббідж прийшов до ідеї створення ще більш могутньої машини. Його нове творіння - «Аналітична машина», на відміну від своєї попередниці, повинна була не просто вирішувати математичні задачі вказаного типу, але й виконувати різноманітні обчислювальні операції відповідно до інструкцій, що задаються оператором. За задумом це була "машина самого універсального характеру" - в дійсності не що інше, як перший універсальний програмований комп'ютер. На той час, коли в 1833 році витрати на створення «Різницевої машини» досягли 17 000 фунтів стерлінгів, терпіння британських чиновників лопнуло і державне фінансування було припинено. Адже якщо «Різницева машина» мала сумнівні шанси на успіх, то «Аналітична» - й зовсім виглядала фантастикою. Розміром з залізничний локомотив, конструкція в проекті являла собою   значне   накопичення   сталевих,   мідних   і   дерев'яних деталей,

Рис. 1.4. Перша жінка-програміст, тргфіня Ада Лавлейсгодинникових механізмів, що приводяться в дію паровим двигуном. Найменша нестабільність якої-небудь малюсінької деталі приводила до сторазово посилених порушень в інших частинах механізму, що по суті робило нереальним реалізацію цього проекту. Адже, як відомо, для реалізації науково-технічної ідеї потрібно виконання принаймні трьох основних умов:

1. Ідея не повинна суперечити відомим законам науки.

2. У її реалізації повинна бути гостро зацікавлена значна частина суспільства (іншими словами, потрібно "дозріти" соціальному замовлення).

3. Повинний бути досягнуть такий рівень технології і суспільного виробництва, що забезпечує ефективну реалізацію не тільки конкретних елементів, але й інших закладених в ідею технічних принципів.

Лише в середині XIX в. з'являються відкриття й винаходи, що наближають народження комп'ютера. Вільям Остін Барт першим в Америці (1829 р.) одержує патент на незграбну, але працездатну друкарську машинку, що не викликала тоді інтересу в промисловців. А знайома зараз будь-якому користувачу комп'ютерна клавіатура з розкладкою QWERTY (так на ній розташовані перші шість латинських літер), з'явилася лише в 1874 році. Але саме з неї почався переможний хід цього гучного знаряддя праці по столах секретарок малих і великих організацій. До речі, клавішу Shift, для переключення верхнього і нижнього регістрів, додали до друкарських машинок тільки в 1878 році, а до того часу заголовні літери розташовувалися на клавіатурі окремо.

Експериментуючи з електричною лампою в 1883 р., Едісон вводить у вакуумний балон додатковий платиновий електрод, подає напругу і, до свого подиву, виявляє, що між електродом і вугільною ниткою протікає струм. Оскільки в той момент головною метою Едісона було продовження терміну служби лампи накалювання, цей результат його зацікавив мало, але патент заповзятливий американець все ж-таки одержав. Явище, відоме нам як термоелектронна емісія, тоді одержало назву "ефект Едісона" і на якийсь час забулося. В електронну лампу його ідея матеріалізувалася пізніше (рис. 1.5).

Соціальне замовлення на комп'ютери дозріло у розпал ЕлЄкт с^іга    другої світової війни - були потрібні складні артилерійські лампа        балістичні розрахунки. І от, із благословення командування військово-морського флоту США, при фінансовій і технічній підтримці фірми IBM, почалася розробка обчислювальної машини, в основу якої лягли неперевірені ідеї XIX в. і надійні технології XX в.

На початку 1943 року розпочало свою роботу творіння Говарда Ейкена -обчислювальна машина "Марк-1" (рис. 1.6), що досягало у довжину майже 17 м и в висоту більш 2,5 м. та містило 750 000 деталей, з'єднаних проводами загальною довжиною близько 800 км. "Марк-1" міг "перемелювати" числа довжиною до 23 розрядів (рис. 1.7). На операції складання й віднімання витрачалося 0,3 з, а на множення 3 с. За день машина виконувала обчислення,

Рис. 1.6. Машина "Марк-1"

на   котрі раніш йшло півроку (!). У ній, як і в її попередницях, використовував-лися прості електромеханічні перемикачі (реле), які широко застосовувались в той       час у у виді програм набивалися на

24.712946369421639419437

Рис. 1.7. Двадцятитрьохрозрядне дрібне (рос.-дробное) десятичне число (тобто число, що містить у собі двадцать три десятичні цифри)

телефонному зв'язку, а команди машині перфострічці (рос.-перфоленте) (рис. 1.8).

Війна продовжувалася, військові розробки вимагали прискорення і за справу взялися співробітники обчислювального центру Пенсільванського універ­ситету Джон У. Мочлі і Джон Преспер Eкерт. Їхні зусилля не залишилися непоміченими і 9 квітня 1943 року армія США уклала з університетом, де вони працювали, контракт на суму в 400 000 дол., який перевищив вартість створення лампового комп'ютера "Eніак" (рис. 1.9).

Наприкінці 1945 року 30-тонний гігант був зібраний і продемонстрований представникам преси. По своїх розмірах (близько б м у висоту і 2б м у довжину) цей комп'ютер більш ніж удвічі перевершував по швидкодії "Марко-1" Говарда Eйкена і коштував 500 000 дол. Одночасно працювали 17 ООО електронних ламп збільшили його швидкість в 1 ООО разів! Це був прорив.

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83 


Похожие статьи

Б С Бусигін - Прикладна інформатика