Основы программирования Павловская Татьяна Александровна профессор кафедры информатики и прикладной математики (ауд. 378, тел.: (812)233-4690) e-mail: - презентация

1 Основы программирования Павловская Татьяна Александровна профессор кафедры информатики и прикладной математики (ауд. 378, тел.: (812) ) Материалы на сайте:

2 Т.А. Павловская (СПбГУ ИТМО) 2 Задача курса - обучение основам создания коммерческих программных продуктов: разработка эффективных алгоритмов выбор наиболее подходящих языковых средств выбор оптимальных или близких к ним структур данных профессиональное кодирование и тестирование введение в технологии разработки ПО

3 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 3 Содержание курса Парадигмы программирования Типы данных и управляющие конструкции языка высокого уровня Структуры данных массивы, стеки, очереди, списки, деревья Объектно-ориентированное программирование теория ООП основы программирования под Windows библиотеки классов

4 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 4 Программист должен обладать способностью первоклассного математика к абстракции и логическому мышлению в сочетании с эдисоновским талантом сооружать всё, что угодно, из нуля и единиц. Он должен сочетать аккуратность бухгалтера с проницательностью разведчика, фантазию автора детективных романов с трезвой практичностью экономиста, сочетать в себе лёгкость и полет таланта Моцарта с усидчивостью и скрупулёзностью Сальери. Академик Андрей Петрович Ершов

5 5 TIOBE Programming Community Index for August 2012 Indicator of the popularity of programming languages. The ratings are based on the number of skilled engineers world-wide, courses and third party vendors. The popular search engines Google, Bing, Yahoo!, Wikipedia, YouTube and Baidu are used to calculate the ratings. Position Aug 2012 Position Aug 2011 Programming Language Ratings Aug 2012 Delta Aug C18.937% % 21 Java % % 36Objective-C9.540% % 43 C %+0.90% 55C#6.590%+0.55% 64PHP5.524%-0.61% 77(Visual) Basic5.334%+0.32% 88Python3.876%+0.46% 99Perl2.273%-0.04% 1012Ruby1.691%+0.36% 1110JavaScript1.365%-0.19% 1213Delphi/Object Pascal1.012%-0.06% Lisp0.975%+0.07% 1426Visual Basic.NET0.877%+0.41%

6 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 6

7 7 Category Ratings August 2012 Delta August 2011 Object-Oriented Languages57.1%+1.8% Procedural Languages37.8%-0.4% Functional Languages3.4%-1.5% Logical Languages1.7%+0.1% Парадигмы (категории языков)

8 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 8 Виды учебной нагрузки 1. Лекции Модули I-II (осень) - 1 пара по нечет, 2 пары по чет. Модули III-IV (весна) - 1 пара 1 раз в 2 недели 2. Лаб. работы - 1 пара 1 раз в неделю 3. Самостоятельная работа - круглосуточно 4. Тестирование в ЦДО – 1 в каждом модуле (ауд. 101) 5. Рубежный контроль – 1 в каждом модуле, состоит из теор. и практич. части 6. Экзамены (1 осень, 1 весна = тестирование + решение задачи, письменно, ручкой на бумаге)

9 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 9 БАРС: расчет рейтинга для модуля I (9 недель) Вид учебной нагрузки баллы minmax Вып. лаб. работ (3 штуки) 9 (3 * 3 шт) 15 (5 * 3 шт) Рубежный контроль (тесты + защита лаб. работ) 610 Тестирование в ЦДО 712 Личностные качества 35 Итог 2542

10 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 10 МОДУЛЬ 1МОДУЛЬ 2 Проме жуточ ная аттестация Текущий контроль по точкам Рубеж ный контр оль Текущий контроль по точкам Рубеж ный контр оль [min] max [min] max [min] max [min] max [min] max [min] max [min] max [min] max [min] max [min] max [min] max Лаборатор ные работы Аттестую щий тест Рубежное тестирование Экзамен 1220 Личностн ые качества Итого:

11 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 11 Темы лабораторных работ 1. Линейные программы (вычисление по двум формулам) Константы Типы данных Переменные Операции Выражения Исключительные ситуации Простейший ввод-вывод 2. Разветвляющиеся программы (2 задания) 3. Циклические программы (3 задания)

12 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 12 Художественная литература по программированию (must read) Брукс Ф. Мифический человеко-месяц, или как создаются программные комплексы. Макконнелл С. Совершенный код ( есть на моем сайте в разделе «Технологии программирования» ). Спольски Дж. Джоэл о программировании (www. joelonsoftware.com).

13 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 13 «Программист, подобно поэту, работает почти непосредственно с чистой мыслью. Он строит свои замки в воздухе и из воздуха, творя силой воображения. Однако программная конструкция, в отличие от поэтических творений, реальна, в том смысле, что она движется и работает, производя видимые результаты, которые отделимы от самой конструкции. Она печатает результаты, рисует картинки, производит звуки, приводит в движение рычаги. В наше время осуществилось волшебство мифа и легенды. С клавиатуры вводится верное заклинание, и экран монитора оживает, показывая то, чего никогда не было и не могло быть». Ф. Брукс

14 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 14 «Чтобы стать специалистом, настоящим экспертом лишь в одной области программирования, нужны годы. Конечно, есть масса толковых подростков, которые за неделю осваивают Delphi, еще за неделю Python, еще за неделю Perl, после чего они считают себя знатоками. При этом у них нет даже самого отдаленного представления о том, сколь многого они не знают.» "… изучить 90% необходимого в работе материала можно за неделю. Но на освоение оставшихся 10% может уйти пара лет. Вот тут-то и проявляется во всем блеске превосходство действительно опытных программистов над теми, кто говорит, что если он чего-то не знает, то возьмет книжку и прочтет". Дж. Спольски

15 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 15 Общеобразовательная литература Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы Кнут Д. Искусство программирования, том 1. Основные алгоритмы, 3-е изд. – М.: Издательский дом "Вильямс", Кнут Д. Искусство программирования, том 3. Сортировка и поиск, 2-е изд. – М.: Издательский дом "Вильямс", 2000 ( есть на моем сайте в разделе «Комбинаторные алгоритмы» ). Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ. – М.: МЦНМО, 1999 ( есть на моем сайте в разделе «Комбинаторные алгоритмы» ). Фаулер М. Рефакторинг: улучшение существующего кода. СПб: Символ-Плюс, с.

16 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 16 Литература - моя 1. Павловская Т.А. C#. Программирование на языке высокого уровня. Учебник СПб.: ПИТЕР, с. 2. Павловская Т.А. «Основы языка С#. Учебно- методическое пособие» РИО СПбГУИТМО, Павловская Т.А. «Программирование на языке С#. Методические рекомендации по лабораторному практикуму» РИО СПбГУИТМО, Павловская Т.А. «Программирование на языке С#. Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы студентов» РИО СПбГУИТМО, 2008.

17 17 Литература 1. Стандарт языка: international.org/publications/standards/Ecma-334. htm (версия 1.0 в удобном формате есть на моем сайте) international.org/publications/standards/Ecma-334. htm 2. Хейлсберг А. и др. Язык программирования C#. СПб.: Питер, с. 3. Троелсен Э. C# и платформа.NET. Библиотека программиста. СПб.: Питер, с. 4. Мартин Р., Мартин М. Принципы, паттерны и методики гибкой разработки на языке C#. М.: «Символ+», с. 5. Нэш Т. C# 2008: ускоренный курс для профессионалов. М.: «Вильямс», с. 6. Нейгел К., Ивьен Б., Глинн Д., Уотсон К., Скиннер М. C# 2008 и платформа.NET 3.5 для профессионалов М.: «Вильямс», (на CD) с. 7. Любые другие книги с символами "С#" на обложке! Скачать Microsoft Visual С# Express 2010:

18 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 18 Электронные источники презентации лекций, текущие объявления электронные тесты, программа курса учебный курс (по моему учебнику) конспекты лекций, автоматическая проверка программ библиотека MSDN

19 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 19 И еще литература Эдвард де Боно. Почему мы такие тупые?. СПб: ПИТЕР, с.

20 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 20 Анкета 1. Фамилия, имя, номер группы 2. Опыт программирования (языки, уровень, стаж, достижения) 3. Есть ли у Вас возможность работать на компьютере вне вуза? 4. Есть ли у Вас возможность приносить на занятия ноутбук? 5. Напишите программу, соответствующую приведенной схеме алгоритма, на любом языке программирования. Все переменные – вещественные, блоки в программе не дублировать. 6. Если у Вас есть ко мне вопросы, можно их задать, отвечу на следующей лекции. нет 0,11x=0,099 или y<5 Вывод z Ввод x,y z=0

21 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 21

22 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 22 Решение нет 0,11x=0,099 или y<5 Вывод z Ввод x,y z=0 Напишите программу, соответствующую приведенной схеме алгоритма, на любом известном Вам языке программирования. Все переменные – вещественные, блоки в программе не дублировать. var x, y, z : real; {не работает} {1} begin readln(x, y); z := 0; if not ( (0.11*x = 0.099) or (y<5) ) then z := x / (2 * y); writeln(z); end. var x, y, z : real; {тоже не работает} {2} begin readln(x, y); z := 0; if (0.11*x = 0.099) or (y<5) then else z := x / (2 * y); writeln(z); end. var x, y, z : real; {3} begin readln(x, y); z := 0; if not ( abs (0.11*x ) < 1e-6 ) or (y<5) ) then z := x / (2 * y); writeln(z); end. var x, y, z : real; {4} begin readln(x, y); z := 0; if ( (0.11*x <> 0.099) and (y>=5) ) then z := x / ( 2 * y); writeln(z); end.

23 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 23 Программу должно быть легко читать и легко изменять. Для этого она должна иметь простую структуру (состоять из максимально независимых частей, связанных между собой логично и просто). Основные критерии качества программного продукта надежность возможность точно планировать производство и сопровождение Качество – степень соответствия требованиям (потребностям и ожиданиям заинтересованных лиц)

24 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 24 Характеристики качества ПО Внешние корректность практичность эффективность надежность целостность адаптируемость правильность живучесть Внутренние удобство сопровождения тестируемость удобочитаемость гибкость портируемость возможность повторного использования понятность Внешние характеристики корректность наличие/отсутствие дефектов в спецификации, проекте и реализации практичность легкость изучения и использования эффективность степень использования системных ресурсов надежность способность системы выполнять необходимые функции; интервал между отказами целостность способность предотвращать неавторизованный или некорректный доступ адаптируемость возможность использования в других областях и средах правильность степень безошибочности данных, выдаваемых системой живучесть способность продолжать работу при недопустимых данных или в напряженных условиях

25 Павловская Т.А. (СПбГУИТМО) 25 Стоимость ошибки

26 Контроль качества ПО Контроль качества ПО – планомерная систематичная программа действий, призванная гарантировать, что система обладает желательными характеристиками. Главный закон контроля качества ПО: повышение качества системы снижает расходы на ее разработку. Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 26

27 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 27 Взаимосвязь наиболее признанных и применяемых в мире стандартов в области разработки программного обеспечения

28 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 28 Парадигмы программирования Парадигма способ организации программы, то есть принцип ее построения. Наиболее распространенными являются процедурная и объектно-ориентированная парадигмы. Они различаются способом декомпозиции, положенным в основу при создании программы. Процедурная декомпозиция состоит в том, что задача, реализуемая программой, делится на подзадачи, а они, в свою очередь на более мелкие этапы, то есть выполняется пошаговая детализация алгоритма решения задачи. Объектно-ориентированная декомпозиция предполагает разбиение предметной области на объекты и реализацию этих объектов и их взаимосвязей в виде программы. Кроме того, существуют функциональная и логическая парадигмы.

29 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 29 Первый взгляд на классы Понятие класс аналогично обыденному смыслу этого слова в контексте «класс членистоногих», «класс задач». Класс является обобщенным понятием, определяющим характеристики и поведение некоторого множества конкретных объектов этого класса (экземпляров класса). Класс содержит данные, задающие свойства объектов класса, и методы (функции), определяющие их поведение.

30 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 30 Платформа.NET Средства разработки: набор языков программирования среда разработки VisualStudio.NET КАРКАС.NET FRAMEWORK: библиотека классов исполняющая система (виртуальная машина) СLR другие средства (дизассемблер и пр.) Cпециализированные серверы: механизмы поддержки баз данных, электронной почты и коммерции Веб-сервисы Устройства ( поддерживающие.NET: игровые приставки и пр.)

31 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 31 Среда разработки Visual Studio.NET текстовый редактор с IntelliSense; компиляторы; средства отладки и запуска программ; справочная система; редактор форм, веб-редактор, дизайнер классов, дизайнер схемы базы данных… Visual Studio Express – «облегченная версия» для студентов и любителей

32 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 32 Структура.NET Платформа.NET Каркас.NET Framework Операционная система Общеязыковая среда выполнения (CLR) Классы для работы с данными и XML Web-сервисы Интерфейс пользователя Среда разработки приложений Visual Studio.NET.NET Enterprise Servers.NET Building Block Services Аппаратные средства компьютера Библиотека классов

33 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 33 Трансляция Компиляция Интерпретация Исходный текст программы Компилятор, компоновщик Программа на машинном языке Выполнение программы Оператор на исходном языке Интерпре- татор Команды на машинном языке Выполнение команд

34 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 34 Гибридная схема трансляции Исходный текст программы Компилятор Программа на промежуточном языке Исполняющая система

35 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 35 Схема выполнения программы в.NET CLR Компилятор Исходный текст программы Исполняемый файл (IL и метаданные) Базовые классы среды (IL и метаданные) Загрузчик классов JIT-компилятор Исполняемый код (маш. команды) Выполнение программы Вызовы нескомпили- рованных методов Сборка (.exe или.DLL)

36 Т.А. Павловская (НИУ ИТМО) 36 Классы.NET Все классы.NET организованы в единую иерархическую структуру и имеют одного общего предка класс object. Классы логически сгруппированы в так называемые пространства имен, которые служат для упорядочивания имен классов и предотвращения их конфликтов: в разных пространствах имена могут совпадать. Пространства имен могут быть вложенными.