Прикладная информатика

Имена переменных должны быть описательными (мнемоничными) — для простоты чтения кода — и максимально короткими  — для ускорения при вводе  программы.

Переменная  может принимать любое значение из определенной области допустимых значений, определяемой типом переменной. Значение переменной к моменту использования ее в выражении должно быть известно, т.е. определено.

8

7

     Понятие алгоритма

     Это основное понятие при решении  задачи на ВМ. Его неформальное определение  было дано выше.

     Современное значение слова «алгоритм» сравнимо по смыслу со значением слов: рецепт, процесс, метод, способ, процедура.

     Понятие алгоритма в программировании характеризуется  следующими свойствами:

1. дискретность, т.е. процесс решения протекает в виде последовательности отдельных действий, следующих друг за другом;
2. элементарность действий, т.е. каждое действие является настолько простым, что не вызывает сомнения и возможности неоднозначного толкования;
3. детерминированность (определенность), т.е. каждое действие однозначно определено и после выполнения каждого действия однозначно определяется, какое действие нужно выполнить следующим;
4. конечность, т.е. алгоритм заканчивается  после конечного числа действий (шагов);
5. результативность, т.е. в момент прекращения работы алгоритма известно. Что считать его результатом;
6. массовость, т.е. алгоритм описывает некоторое множество процессов, применимых для различных входных данных.

     Элементарность  действий является относительным свойством.

     Один  и тот же метод может допускать различные алгоритмы.

     Способы записи алгоритмов

     Алгоритм  должен быть формализован по некоторым  правилам посредством конкретных изобразительных  средств. К ним относятся следующие  способы записи алгоритмов:

     – словесный,

     – формульно-словесный (псевдокод),

     – графический (язык блок-схем),

     – алгоритмический язык.

     При всем многообразии алгоритмов решения  задач в них можно выделить три основных вида вычислительных процессов: 

     линейный;

     разветвляющийся;

     циклический. 

6

     тестирование  и отладка. Тестирование – это выполнение программы с целью обнаружения ошибок. Для тестирования готовятся тестовые примеры. Тестовый пример – это совокупность входных данных и соответствующих этим данным результатов, посчитанных вручную. Тесты бывают правильные и неправильные. Программа должна адекватно реагировать на те и другие. Т.е. для неправильных (недопустимых) входных данных должна выдавать соответствующее сообщение.

     Отладка – это локализация ошибок и их исправление. Ошибки бывают синтаксические и логические. Синтаксические исправляются легче, логические – труднее. Логические ошибки – следствие неправильно понятого или неправильно записанного алгоритма. 

5

         Этапы решения задачи на ВМ

     Процесс решения задачи  на ВМ можно условно  разбить на следующие этапы.

1. Математическая формулировка задачи.
2. Выбор метода решения задачи.
3. Разработка алгоритма.
4. Описание алгоритма на алгоритмическом языке (получение программы).
5. Отладка и тестирование программы.
6. Проведение расчетов, анализ результатов.

     Некоторые из этапов могут быть исключены самой  постановкой задачи. 

     Первый  этап состоит в анализе проблемы и построении математической модели. На основе выделенных закономерностей, характеризующих моделируемое явление, уточняются входные и выходные данные и связи между ними. На этом этапе задача описывается в виде некоторой математической конструкции.

     Второй  этап состоит в решении математической задачи. Т.е. математическая модель изучается математическими методами, не вдаваясь в физическую сущность объектов. Выбирается метод решения, на основе которого строится алгоритм (третий этап).

     Далее необходимо разбить алгоритм на элементарные операции, которые можно представить  в виде инструкций, понятных ВМ (четвертый этап), т.е. представить алгоритм в виде программы.

     Перечисленные этапы выполняются без упоминания и использования вычислительной машины.

     Пятый этап – тестирование и отладка. Тестирование – это выполнение программы с целью обнаружения ошибок. Для тестирования готовятся тестовые примеры. Тестовый пример – это совокупность входных данных и соответствующих этим данным результатов, посчитанных вручную. Тесты бывают правильные и неправильные. Программа должна адекватно реагировать на те и другие. Т.е. для неправильных (недопустимых) входных данных должна выдавать соответствующее сообщение.

     Отладка – это локализация ошибок и их исправление. Ошибки бывают синтаксические и логические. Синтаксические исправляются легче, логические – труднее. Логические ошибки – следствие неправильно понятого или неправильно записанного алгоритма.

4

3

Перевод из десятичной системы счисления в двоичную и шестнадцатеричную:

а) исходное целое число делится на основание системы счисления, в которую переводится (на 2 - при переводе в двоичную систему счисления или на 16 - при переводе в шестнадцатеричную); получается частное и остаток;

б) если полученное частное меньше основания системы счисления, в которую выполняется перевод, процесс деления прекращается, переходят к шагу в). Иначе над частным выполняют действия, описанные в шаге а);

в)  все полученные остатки и последнее частное преобразуются в соответствии с таблицей перевода в цифры той системы счисления, в которую выполняется перевод;

г) формируется результирующее число: его старший разряд – полученное последнее частное, каждый последующий младший разряд образуется из полученных остатков от деления, начиная с последнего и кончая первым. Таким образом, младший разряд полученного числа – первый остаток от деления, а старший – последнее частное.

2

Системой  счисления называется способ изображения чисел с помощью ограниченного набора символов, имеющих определенные количественные значения. Систему счисления образует совокупность правил и приемов представления чисел с помощью набора знаков(цифр).

Перевод из двоичной системы счисления в  шестнадцатеричную:

а) исходное число разбивается на тетрады (т.е. 4 цифры), начиная с младших разрядов. Если количество цифр исходного двоичного числа не кратно 4, оно дополняется слева незначащими нулями до достижения кратности 4;

б) каждая тетрада заменятся соответствующей шестнадцатеричной цифрой в соответствии с таблицей.

Перевод из шестнадцатеричной системы счисления  в двоичную:

а) каждая цифра исходного числа заменяется тетрадой двоичных цифр в соответствии с таблицей. Если в таблице двоичное число имеет менее 4 цифр, оно дополняется слева незначащими нулями до тетрады;

б) незначащие нули в результирующем числе отбрасываются. 

1 

     Информация  — это сведения об объектах и  явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях. Иначе  говоря, сведения об окружающем мире и  протекающих в нем процессах.

     процессе  обработки информация может менять структуру и форму. Определяя структуру информации, задаются элементы информации и их взаимосвязь. Основными формами представления информации являются: символьная (основана на использовании различных символов, в том числе цифр), текстовая, графическая (различные виды изображений), звуковая.

     В повседневной практике такие понятия, как информация и данные, часто  рассматриваются как синонимы. На самом деле между ними имеются  различия.

     Информация — это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах.

     Данные – информация, представленная в определенной форме, пригодной для последующего хранения и обработки.

     Можно выделить следующие свойства информации:

     – достоверность,

     – полнота,

     – точность,

     – ценность,

     – своевременность,

     – понятность,

     – доступность. 

     Данные  могут быть представлены в виде текста, графики, аудио-визуального ряда. Представление  данных называется языком информатики, представляющим собой совокупность символов, соглашений и правил, используемых для общения, отображения, передачи информации в электронном виде.

     Информация  передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику  посредством канала связи. Источник посылает передаваемое сообщение, которое  кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приемнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением.

     Бит в теории информации – количество информации, необходимое для различения двух равновероятностных сообщений.

     В вычислительной технике бит –  наименьшая порция памяти, необходимая  для хранения одного из двух знаков 0 и 1, используемых для внутримашинного  представления данных и команд.

     На  практике применяется более крупная  единица – байт, равная 8 битам. С помощью 8 битов можно закодировать 256 символов клавиатуры компьютера (256 = 2⁸).

     Для измерения информации используются следующие производные единицы  измерения информации:

     1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2¹⁰ байт,

     1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2²⁰ байт,

     1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт =2³⁰ байт.

     Одной из важнейших характеристик информации является ее адекватность. Адекватность информации — это уровень соответствия образа, создаваемого с помощью информации, реальному объекту, процессу, явлению. От степени адекватности информации зависит правильность принятия решения.