КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
Тематика лекций
№
Наименование темы
Количество
часов
Очная 5 лет
Заочная
5 лет, 10 мес.
3г.,6м. СПО
Понятие информации, общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
Технические средства реализации информационных процессов
Программные средства реализации информационных процессов
Основы защиты информации и сведений, методы защиты информации
Базы данных
Алгоритмизация и программирование
Программное обеспечение и технологии программирования
Языки программирования высокого уровня
Модели решения функциональных и вычислительных задач
Локальные и глобальные сети ЭВМ
Всего часов
Тема 1. Понятие информации, общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
Лекция 1. Понятие данные и информация
Информатика и информация. Общее представление об информации. Свойства информации. Качество информации. Схема информационных процессов. Источники и… Краткий конспект лекции
Дисциплина «Информатика» - наука о методах, средствах обработки, хранения и передачи информации с использованием…
Свойства информации
· синтаксис — свойство, определяющее способ представления информации на носителе (в сигнале). Так, данная информация представлена на электронном… · семантика— свойство, определяющее смысл информации как соответствие сигнала… · прагматика - свойство, определяющее влияние информации на поведение потребителя. Так прагматика информации,…
Качества информации
• актуальность — способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени
• достоверность — свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная… • доступность — свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем
Лекция 2. Представление информации в компьютере.
Кодирование информации. Единицы измерения информации. Количественная мера: биты, байты, Килобайты и т.д., машинное слово. Статистический и… Системы счисления. Двоичные, десятичные и шестнадцатеричные числа. Переход от… Краткий конспект лекции
Кодирование графических данных
На практике считается, что любой цвет можно получить путем смешения трех основных цветов: красного (Red R), зеленого (Green G) и синего (Blue B).… Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный цвет,…
Кодирование звуковых данных
Метод FM (Frequency Modulation). Звуковой сигнал - это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он… Метод таблично-волнового синтеза (Wave-Table) - в заранее подготовленных…
Формула Шеннона
где Ii – количество информации, содержащееся в сообщении об i-ом исходе события,
Если количество информации I для N количества исходов некоторого события, то…
Лекция 3. Информационно-логические основы построения ПК
Компьютерная логика. Логические переменные. Основные операции и законы логической (булевой) алгебры, таблицы истинности. Вычисления в ЭВМ.… Арифметика двоичных чисел. Представление чисел в ЭВМ, прямой и дополнительный… Краткий конспект лекции
Законы логических операций
Законы Де Моргана:
¬ (А^В)=( ¬Аv¬В)
¬ (АvВ)=( ¬А^¬В)
Приведение операций A→B = ¬АvВ
Логические элементы ЭВМ
S1=¬А·В+ A·¬B
P1= А·В
Cумматор (P0 – перенос разряда из предыдущей операции суммирования)
…
Триггер - класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух…
Лекция 4. Классификация ЭВМ. Тенденции развития вычислительной техники. Архитектура ЭВМ.
План лекции:
ЭВМ, как машина для обработки данных. Аналоговые и цифровые ЭВМ. Принципиальная схема фон Неймана. Поколения электронных вычислительных машин. Базовый физический элемент.
Компьютерные системы. Классификация компьютерных систем. Майнфреймы и суперкомпьютеры, миникомпьютеры, персональные компьютеры и рабочие станции, портативные компьютеры, встроенные компьютеры и компьютеры специального назначения. Серверы, виды и назначение серверов. Производительность, быстродействие, размеры памяти, габариты, энергопотребление, интеграция и сферы использования. Архитектура компьютера.
Краткий конспект лекции
Компьютер- любая машина для обработки данных, которая принимает структурированный ввод, обрабатывает его согласно предписанным правилам и представляет результаты как вывод.
В 1946 году трое учёных — Артур Бёркс (Arthur Burks), Герман Голдстайн (Herman Goldstine) и Джон фон Нейман — опубликовали статью «Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного вычислительного устройства».
1. Принцип двоичного кодирования.
2. Принцип однородности памяти.
3. Принцип адресуемости памяти.
4. Принцип последовательного программного управления.
5. Принцип жесткости архитектуры.
Подход, описанный в этом документе, стал известен как архитектура фон Неймана - компьютер включает
· Устройство управления
· Арифметико-логическое устройство
· Устройство хранения данных (Память)
В ЭВМ схемы фон Неймана происходит последовательное считывание команд из памяти и их выполнение. Номер (адрес) очередной ячейки памяти, из которой будет извлечена следующая команда программы, указывается специальным устройством - счетчиком команд в УУ.
Типы компьютеров:
· Цифровые компьютеры - сохраняют данные в дискретных единицах и выполняют арифметические и логические операции с очень высокой скоростью
· Аналоговые компьютеры - не имеют памяти и медленнее; имеют непрерывный ввод; широко используются в лабораторном оборудовании, чтобы контролировать текущие, непрерывные изменения и записывать/чертить их.
Типы компьютерных систем
Сервер- компьютер, работающий под управлением серверной программы и предоставляющий свои ресурсы для совместное использования в сети.
Файл сервер обеспечивает доступ к файлам для всех рабочих станций в локальной… Сервер вычислений - компьютер, специально выделенный для выполнения сложных вычислений.
Многопроцессорные системы
Массивно-параллельная архитектура (Massive Parallel Processing) MPP — класс архитектур параллельных вычислительных систем. Особенность архитектуры… Распределенные вычислительные системы - использованием нескольких компьютеров,…
Архитектура ПК
Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой "вверенного ему" внешнего устройства по специальным… Вопросы по данной лекции:
Что такое вычислительная система?
Лекция 5. Состав и назначение основных узлов персонального компьютера. Их характеристики
Аппаратные основы персонального компьютера. Элементы компьютера: системный блок, монитор, клавиатура, периферия. Системный блок: блок питания,… Краткий конспект лекции
Для функционирования компьютера необходима аппаратная часть (hardware) и программное обеспечение (software).…
Микропроцессор
Тактовая частота - скорость внутреннего таймера микропроцессора, задающая шаг, с которым проходят операции в процессоре; измеряется в мегагерцах… Удвоение частоты - функционирование с частотой, в N раз превосходящей… Генератор выдает частоту на которой работает микропроцессор.
Лекция 6. Устройства передачи данных в ПК. Виды памяти ПК. Устройства ввода/вывода информации в ПК
Шины. Оперативная память - RAM. Принцип работы. Производительность и объем памяти. Базовая система ввода-вывода – BIOS. Адаптер. Слоты расширения.… Устройства ввода данных: клавиатуры, мышь, сканеры. Типы, принципы работы.… Устройства вывода: монитор, принтеры, плоттеры, звук и т.д. Видео адаптер. Аудио-адаптер. Внешняя память. Магнитные…
Модемы
Модем. Сокращение от МОДулятор-ДЕМодулятор. Устройство, преобразующее цифровые сигналы, генерируемые последовательным портом, в модулированные аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонным линиям и, соответственно, образующее входной аналоговый сигнал в его цифровой эквивалент.
Виды памяти ПК. Назначение и основные характеристики
По расположению устройства памяти ПК разделяются на внутреннюю и внешнюю память.
Внутренняя память ПК конструктивно расположена на устройствах, впаянных, либо вставленных в слоты на материнской плате. Внешняя память ПК конструктивно расположена на некоторых устройствах, подключаемых к материнской плате через контроллеры и шлейфы, например, на дисках в дисководах.
Внутренняя память ПК
Статическая память с произвольным доступом— микросхема памяти типа триггер, содержимое которой сохраняется без выполнения периодической регенерации… Динамическая память с произвольным доступом - микросхема памяти, использующая… Постоянное запоминающее устройство ( ПЗУ) - первичная память компьютера, содержимое которой не теряется при выключении…
Внешняя память ПК
Информация, хранимая на магнитном диске, может многократно стираться и записываться. Современный жесткий диск имеет объем от 120 Гбайт до 1000… Запись информации на оптический диск (оригинал) производится выжиганием ямок… Диск CD-RW (CD-ReWritable) - это носитель, допускающий многократную перезапись информации.
Устройства ввода информации в компьютер
· Клавиатура для набора символьной информации и ввода команд.
· Сканер для считывания данных с бумаги.
· Устройство управления позицией указателя. Например, мышь для указания на объект, выделения объекта, нажатия графических кнопок и т.п.
· системы распознавания символов и речевого ввода для записи речи и преобразования в текст и другие.
· цифровые фотоаппараты и видеокамеры.
Устройства вывода информации из компьютера
Монитор (дисплей) представляет устройство типа ЭЛТ или ЖК. В графическом режиме изображение формируется из точек или пикселов (pixel).
Видеоадаптер (видеоконтроллер)- устройство управления монитором.
Объем памяти=разряд цвета*точек по горизонтали* точек по вертикали, О=24*640*480 (бит) для отображения 224 = 16 800…
Лекция 7. Виды программного обеспечения: системное, прикладное, системы программирования. Операционная система Windows. Сервисное программное обеспечение. Утилиты для проведения диагностики компьютера.
План лекции:
Операционная система, функции, интерфейс. Первичные функции операционной системы. Эффективное управление аппаратными средствами, поддержка приложений, создание интерфейса пользователя. Виды операционных систем: однопользовательские, многопользовательские. Примеры ОС.
Операционная система Windows. Общая характеристика семейства ОС Windows. Многозадачность, многопоточность. Графический, оконный интерфейс пользователя. Авто конфигурирование Plug and Play.
Файловые системы Fat32, NTFS. Файлы и каталоги на дисках. Имя файла, расширение, путь. Работа с файлами, папками. Drag and drop. Работа с дисками и архивами. Панель управления. Сетевые возможности Windows ХР. Стандартные прикладные аксессуары ОС. WordPad, Paint, Калькулятор.
Сервисное программное обеспечение. Утилиты для проведения диагностики компьютера. Выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ).
Краткий конспект лекции
СИСТЕМНЫЕ
ПРИКЛАДНЫЕ
СИСТЕМЫ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Операционные системы,BIOS
Текстовые редакторы
Паскаль (Delphi)
Утилиты
Графические редакторы
Бейсик (Visual Basic) .net
Сервисные оболочки
Электронные таблицы
Си (Си ++) Visual С++
Драйверы
СУБД
Ява (Java)
Архиваторы
Бухгалтерские программы
Фортран (Visual Fortran)
Антивирусы
Программы управления предприятием
Ассемблер (Assembler)
Операционные системы (ОС) обеспечивают работу ПК, выполнение прикладных программ.
Утилиты - программы (имеющие меню), обслуживающие диски и файлы, проверяющие, тестирующие и настраивающие файловую структуру. Например Norton Utilities.
Сервисные оболочки - программы, обеспечивающие интерфейс пользователя при работе с ОС.
Драйверы - программы, управляющие периферийными устройствами.
Архиваторы - программы сжатия/восстановления (упаковки/распаковки) файлов.
Антивирусы - программы поиска и удаления программ вирусов.
Прикладные программы (приложения) служат для выполнения конкретных задач пользователя.
Системы программирования служат для разработки новых системных и прикладных программ.
Назначение операционной системы
ОС - программа, загружающаяся при включении ПК и выполняющая функции управления элементами ПК, ресурсами ПК, запуском других программ.
MS-DOS - MicroSoft Disk Operation System -однозадачная ОС.
Windows'хх - многозадачная, многооконная ОС с графическим интерфейсом.
OS/2 - многозадачная, многооконная ОС. (не нашла широкого применения).
Unix, Linux - многопользовательские ОС.
Windows NT -server, Windows 2003 –server (Microsoft), NetWare (Novell) - сетевые ОС.
Определение файла и каталога. Правила записи имени файла в MS-DOS.
Файл - совокупность данных на диске или в ОЗУ ПК, имеющая имя. Таким образом вся информация и программы хранятся в виде файлов. Для удобства работы с большим количеством файлов их располагают в каталогах. Каталог имеет имя и содержит информацию об именах содержащихся в нем файлах и подкаталогах, расположение файлов на диске, дате их создания и размерах. Каталоги имеют иерархическую (древовидную) структуру. Самый верхний каталог называется корневым. Каталоги более низкого уровня называются подкаталогами.
Для указания расположения файла (пути к файлу) используется следующая система обозначений:
Имя дискаИмя подкаталогаИмя подкаталога.....имя файла
Имя диска обозначается буквой латинского алфавита и оканчивается двоеточием.
Корневой каталог обозначается символом .
Имена подкаталогов оканчиваются символом .
Правила записи имени файла и каталога одинаковы.
В MS-DOS имя файла состоит из собственного имени и расширения и пишется по формату 8.3, т.е до восьми символов в собственном имени и до трех в расширении.
В MS-DOS в имени файла допускается использовать буквы латинского алфавита (A-Z) независимо от регистра (строчные или прписные), арабские цифры (0-9) и 15 символов:
~
!
@
#
$
%
^
&
(
)
_
`
{
}
-
Нельзя использовать зарезервированные для ПУ имена:
AUX- асинхронный интерфейс,CON-консоль(клавиатура, дисплей), CLOCKS-драйвер часов, NUL-вывод в никуда.COM1, COM2, COM3, COM4-последовательный выход,LPT1, LPT2, LPT3, LPT4 - параллельный вход
В Windows`хх используются длинные имена файлов (до 255 символов), включая буквы русского алфавита (для русифицированной версии), пробел, точка, запятая, символы: = + ; [ ].
В Windows`хх каталоги называются папками.
Расширение файла характеризует тип файла и пишется после собственного имени через точку.
Общепринятые расширения имен файлов:
com, exe - программные, исполняемые файлы,
bat - командные (пакетные) файлы,
bak - резервные копии файлов,
txt, doc, docx, docm, dot, htm - текстовые файлы,
bmp, gif, jpg, png, pcx, pic, ico - графические файлы,
arj, rar, zip, - архивные (сжатые) файлы
c, bas, pas, for, asm - текстовые файлы программ на алгоритмических языках.
Для создания группы файлов используются следующие символы:
* (звездочка) - обозначает любое количество любых символов (в допустимых пределах),
? (вопрос) - обозначает один любой символ (в допустимых пределах).
В Windows`хх файлы в папке выделяются при щелчке левой кнопки мыши при нажатой клавише CTRL, для выделения подряд всех файлов первый и последний отмечаются щелчком мыши при нажатой клавише SHIFT. Выделение файлов производится также при захвате их в рамку, образованную при протаскивании указателя мыши.
В Windows`хх при написании маски используется правило вхождения символов в имя файла, например маске N соответствуют все файлы, которые в любой позиции имени содержат букву N. При этом расширение можно не указывать.
Файловые системы
Каждый диск или раздел жесткого диска разбивается на 4 области:
1. Резервируемая область.
2. Область FAT.
Лекция 8. Текстовые редакторы и процессоры, интерфейс, типовые операции. Графические редакторы и демонстрационные программы
План лекции:
Подготовка текстов. Форматы текстовых документов. Текстовые редакторы, интерфейс, типовые операции. Набор текста, редактирование, режимы "вставки" и "замены", форматирование. Стили. Печать документа. Проверка правописания слов и синтаксиса. Рисунки, импорт графических изображений. Работа с таблицами. Диаграммы. Формулы. Оглавление, указатели, закладки, сноски, примечания. Использование шаблонов.
Издательские системы. Сканирование текстов. Программы распознавания текста: Fine Reader, Cunie Form. Программы - переводчики. Стандартный набор функций. Краткий обзор Stylus Lingvo, Сократ, PROMT.
Создание изображений. Графические форматы. Разрешение и цветность. Графические редакторы (Adobe Photoshop, Corel Draw), интерфейс, типовые операции. Программы демонстрационной графики (Power Point).
Краткий конспект лекции
Назначение и классификация текстовых редакторов
Обработка текстов, подготовка различного вида документов составляют значительную часть работ, выполняемых в настоящее время на ПК.
В состав подготавливаемых на ПК документов могут входить текстовые данные, таблицы, математические формулы, графические объекты и т.д. Главная задача любого текстового редактора заключается в обеспечении оптимальных для пользователя условий по созданию и обработке документов.
Современный текстовый редактор представляет собой программный продукт, обеспечивающий пользователя ПК средствами создания, обработки и хранения документов различной степени сложности. В последнее время текстовые редакторы вытесняются текстовыми процессорами, которые позволяют не только набирать «чистый», неформатированный текст, но и оформлять его: произвольно размещать на странице, выделять шрифтами, цветом и т.д. Совершенствуются способы обработки текстовых документов, позволяющие: вставку повторяющихся фрагментов, изменение длины строк, автоматический перенос слов, выделение нужных частей текста нестандартным шрифтом при печати и др. Ошибка при подготовке документа на ПК не влечет за собой больших переделок, так как автоматическое выполнение рутинных работ облегчает изменение и перемещение фрагментов текста. Возможность предварительного просмотра полученного документа на экране монитора помогает избежать непроизводительных затрат труда и бумаги при печати.
Обилие различных типов документов привело к многообразию существующих текстовых редакторов. В качестве классифицирующего признака, с помощью которого можно разделить все множество текстовых редакторов на группы, будем использовать тип обрабатываемого документа.
1. Редакторы текстов – предназначены для создания и редактирования несложных текстов и текстов программ (типа Norton Editor).
2. Редакторы документов – предназначены для работы с документами, структурно состоящими из вложенных разделов, страниц, абзацев и т.д. В структуру документа могут входить таблицы, графические образы, которые могут создаваться в других приложениях. Среди редакторов, предназначенных для работы с текстовыми документами, можно выделить MS Word.
3. Редакторы научных текстов. Особенность данного класса редакторов в том, что они обеспечивают подготовку и редактирование научных текстов, содержащих большое количество математических формул, графиков, специальных символов и т.д. Среди наиболее известных редакторов научных текстов можно назвать системы ТЕХ и МаthOr. Необходимо отметить, что современные текстовые редакторы включают в себя средства подготовки документов с формулами. Вопрос только в том, как соотносятся обычный текст и формулы. Использование редакторов научных текстов оправдано тогда, когда подготавливаемый текст содержит много формул.
4. Издательские системы – используются для подготовки больших сложных документов (книги, альбомы, журналы, газеты, буклеты). В качестве примеров издательских систем можно назвать Соrеl Ventura Publisher, Adobe PageMaker, QuarkXPress. Необходимо отметить, что работа с издательскими системами предполагает использование редакторов документов на этапе предварительной подготовки материалов.
Издательские системы предназначены для создания буклетов, брошур, книг. Издательские системы имеют дополнительные средства: масштабирование и верстка документа. Масштабирование позволяет изменить размер страницы как цельного объекта. Верстка документа заключается в размещении текста (с графикой) в порядке, необходимом для подшивки страниц в буклете, книге и т.п.
Форматы файлов документа MS Word
.docx (.docm)
Документ MS Word 2007 (с поддержкой макросов)
.dotх (.dotm)
Шаблон документа MS Word 2007 (с поддержкой макросов)
.doc, (.dot)
Документы MS Word 2003 и ранее, (Шаблоны документа)
.htm
Web-страница HTML
.rtf
Расширенный текстовый документ
.txt
Текстовый документ
Форматирование документа MS Word
В MS Word различают форматирование символов и форматирование абзацев. При форматировании символов, как правило, задаются параметры шрифта: гарнитура и размер, начертание и тип подчеркивания, межбуквенное расстояние, скрытый текст и др. При форматировании абзацев задаются параметры расположения абзаца: выравнивание и отступы относительно полей страницы, интервалы между абзацами и между строками внутри абзаца, а также положение самого абзаца на странице.
Параметры форматирования сохраняются в символе конца абзаца. Если удалить символ конца текущего абзаца, то абзац принимает параметры форматирования следующего за ним абзаца. Новый абзац, образующийся при нажатии клавиши Enter, принимает параметры форматирования предыдущего абзаца.
В MS Word реализованы два принципиально отличающихся способа форматирования текста — прямое форматирование и форматирование с использованием стилей. При прямом форматировании выделенному фрагменту поочередно назначаются требуемые параметры оформления. При подготовке документов целесообразно использовать стилевое форматирование, которое заключается в том, что выбранному фрагменту назначается целый набор параметров форматирования (стиль форматирования), который имеет уникальное имя. Использование стилей Заголовок позволяет упорядочить структуру документа и создавать оглавление.
MS Word имеет словари, средства проверки орфографии, переноса текста, подбора синонимов и антонимов. В документах MS Word можно создавать и вставлять объекты: рисунки, изображения, диаграммы, таблицы, формулы, специальные символы и т.д. Использование полей слияния позволяет создавать документы, включающие данные из других файлов.
Компьютерная графика
В компьютерной графике рассматриваются следующие задачи
1. Представление изображения в компьютерной графике.
2. Подготовка изображения к визуализации.
Лекция 9. Электронные таблицы. Специализированные программные средства и системы программирования.
Электронные таблицы. Вид электронной таблицы. Представление данных в электронной таблице. Типы данных. Ввод и редактирование данных. Расчеты по… Системы управления базами данных (СУБД): MS Access, FoxPro, Paradox, MS SQL… Органайзеры для управления проектами. Планирование проектов. Распределение ресурсов, Составление графика работ и…
Лекция 10. Защита информации. Компьютерные вирусы. Антивирусные программы. Архивация, методы сжатия. Методы шифрования.
Информационная безопасность и ее составляющие. Угрозы безопасности информации и их классификация. Законодательные и правовые акты РФ, регулирующие… Защита информации и вирусы. Компьютерные вирусы. Объекты заражения. Признаки… Хранение информации. Резервное копирование. Архивация файлов и каталогов. Методы сжатия. Обратимое и необратимое…
Антивирусные программы
Различают типы антивирусных программ:
1)программы-детекторы (полифаги): предназначены для нахождения и лечения… 2) программы-ревизоры: запоминают данные о состоянии программы и системных областей дисков до заражения и сравнивают…
Лекция 11. Методы шифрования базы данных и СУБД. Реляционные базы данных.
Базы данных и СУБД. Определение базы данных и СУБД. Концепция баз данных. Основные задачи СУБД. Этапы проектирования БД, инфологическая модель,… Реляционные базы данных. Структура таблиц и базы данных. Отношения, атрибуты,… Краткий конспект лекций
Лекция 12. Алгоритмы. Свойства алгоритмов. Языки программирования.
Алгоритм, численные и логические алгоритмы. Свойства алгоритмов, дискретность, определенность, понятность, результативность. Формы записи алгоритма,… Краткий конспект лекции
Программированию предшествует важнейший этап… Программист должен четко представлять явление или формулы, которые он алгоритмизирует. Составление алгоритма…
Лекция 13. Объектно-ориентированный подход к программированию.
Объектно-ориентированный подход к программированию. Массовое промышленное программирование и методы построения программ. Структурное… Краткий конспект лекции
С появлением объектно-ориентированного программирования изменились и подходы к алгоритмизации, наряду с разработкой…
Характеристики ООП
- Вычисления осуществляются путем взаимодействия (обмена данными) между объектами, при котором один объект требует, чтобы другой объект выполнил… - Каждый объект имеет независимую память, которая состоит из других… - Каждый объект является представителем класса, который выражает общие свойства объектов.
Принципы ООП
Объекты представляют собою не полную информацию о реальных сущностях предметной области. Их модели, адекватны решаемой задаче, работать с ними… Инкапсуляция является важнейшим свойством объекта, на котором строится ООП.… Инкапсуляция — это принцип, согласно которому любой класс должен рассматриваться как чёрный ящик — пользователь класса…
Лекция 14. Технологии программирования и принципы разработки программного приложения
План лекции:
Технологии программирования. Общие принципы разработки программного обеспечения, частотный принцип, принцип модульности, принцип функциональной избирательности, принцип генерируемости, принцип функциональной избыточности, принцип "по умолчанию". Общесистемные принципы, принцип включения, принцип системного единства, принцип развития, принцип комплексности, принцип информационного единства, принцип совместимости, принцип инвариантности. Жизненный цикл программного обеспечения, стадии определения требований, проектирования, программирования, отладки и сопровождения. Стандарты программирования. Классификация методов проектирования, традиционные и CASE-технологии. Структура программного продукта.
Краткий конспект лекции
Технологии программирования — это апробированные стратегии (процессы) создания программ, которые излагаются в виде методик с описаниями проектных процедур и проектных операций.
В реальных проектных ситуациях необходима разработка рациональной стратегии каждого конкретного проекта, которая осуществляется на основе одной, двух и даже трех технологий.
Разработаны следующие технологии:
- структурного программирования,
- проектирования программ с рациональной структурой данных,
- объектно-ориентированного программирования,
- визуального программирования.
В каждой из этих технологий используется одна или несколько парадигм (методологий) программирования (концепций, систем взглядов). Последние представляют собой разные подходы к написанию программ.
Существуют четыре основные парадигмы, которые описывают большинство сегодняшних методов программирования: императивная, аппликативная, основанная на системе правил и объектно-ориентированная.
- Императивная парадигма – последовательное выполнение процедур и операторов программы. Эта модель вытекает из особенностей аппаратной части стандартного компьютера, выполняющей инструкции (команды) последовательно. На основе ее разработано множество операторно-ориентированных (структурных) языков программирования (FORTRAN, ALGOL, PL, Basic, С, Pascal, Ada, Smalltalk, COBOL).
- Аппликативная парадигма - рассмотрение функции, которую выполняет программа, и какую функцию необходимо применить к начальному состоянию машины
- Парадигма, основанная на системе правил. Языки, основанные на этой парадигме, осуществляют проверку наличия необходимого разрешающего условия и в случае его обнаружения выполняют соответствующее действие.
- Объектно-ориентированная парадигма. В этой модели строятся сложные объекты данных. Для операций над ними определяется некоторый ограниченный набор методов. Создаваемые объекты могут наследовать свойства более простых объектов.
Существуют и другие парадигмы (визуальное программирование, параллельное программирование), что объясняется необходимостью решать разные задачи.
Общие принципы разработки программного обеспечения
Программы различаются по назначению, выполняемым функциям, формам реализации. Однако существуют некоторые общие принципы, которые следует использовать при разработке программ.
1. Частотный принцип основан на выделении в алгоритмах и данных особых групп по частоте использования. Для действий, наиболее часто встречающихся при работе программ, создаются условия их быстрого выполнения.
2. Принцип модульности. Под модулем в данном контексте понимают функциональный элемент рассматриваемой системы, имеющий законченное оформление, и выполненное в пределах требований системы, и имеющий средства сопряжения с подобными элементами или элементами более высокого уровня данной или другой системы.
3. Принцип функциональной избирательности. Этот принцип является логическим продолжением частотного и модульного принципов и используется при проектировании программ. В программах выделяется некоторая часть важных модулей, которые постоянно должны быть в состоянии готовности для эффективной организации вычислительного процесса.
4. Принцип генерируемости - определяет такой способ исходного представления программы, который бы позволял осуществлять настройку на конкретную конфигурацию технических средств, круг решаемых проблем, условия работы пользователя.
5. Принцип функциональной избыточности - учитывает возможность проведения одной и той же работы различными средствами.
6. Принцип «по умолчанию» применяется для облегчения организации связей с системой как на стадии генерации, так и при работе с уже готовыми программами. Принцип основан на хранении в системе некоторых базовых описаний структур, модулей, конфигураций оборудования и данных, определяющих условия работы с программой.
Общесистемные принципы программирования
1. принцип включения, предусматривающий, что требования к созданию, функционированию и развитию ПО определяются со стороны более сложной, включающей его в себя системы;
2. принцип системного единства, состоящий в том, что на всех стадиях создания, функционирования и развития ПО его целостность будет обеспечиваться связями между подсистемами, а также функционированием подсистемы управления;
3. принцип развития, предусматривающий в ПО возможность его наращивания и совершенствования компонентов и связей между ними;
4. принцип комплексности, заключающийся в том, что ПО обеспечивает связанность обработки информации как отдельных элементов, так и всего объема данных в целом на всех стадиях обработки;
5. принцип информационного единства, т. е. во всех подсистемах, средствах обеспечения и компонентах ПО используются единые термины, символы, условные обозначения и способы представления;
6. принцип совместимости, состоящий в том, что язык, символы, коды и средства программного обеспечения согласованы, обеспечивают совместное функционирование всех подсистем и сохраняют открытой структуру системы в целом;
7. принцип инвариантности, предопределяющий, что подсистемы и компоненты ПО инвариантны к обрабатываемой информации, т. е. являются универсальными или типовыми.
Жизненный цикл программного обеспечения
Жизненный цикл — совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния ПО от формирования к ней исходных требований до окончательной ее эксплуатации или потребления.
Каждая программа начинается с какой-либо неудовлетворенной потребности и, осознав ее, необходимо провести системный анализ для выявления целей будущего программного изделия и требований к нему. Следующим этапом будет внешнее специфицирование, предназначенное для создания «идеологии» программы — общей направленности в последующем проектировании, вплоть до внешнего вида программы и инструкции пользования программой.
На этапе проектирования программное изделие специфицируется в полном объеме от постановки задачи до рабочего проекта с описанием внутренней структуры программы и плана разработки частей программы. Затем происходит кодировка и тестирование, в результате чего выходит (изготавливается) готовая версия программы. Программа выпускается в тираж и сопровождается производителем. Сопровождение заключается как в устранении обнаруживаемых в процессе эксплуатации ошибок и выпуске исправленных версий, так и в усовершенствовании базовой версии программы, что зачастую приводит к перепроектированию программы и выпуску радикально обновленных версий.
Окончание жизненного цикла обусловливается прекращением эксплуатации разработки. Однако идеи, выдвинутые в процессе эксплуатации программы, обычно используются при разработке последующего, более совершенного и современного изделия.
Стандарты и программирование
Стандарты давно используются в технике и программировании. Создание сложной системы немыслимо без стандартов. Они нужны для борьбы с хаосом и неразберихой, но вместе с этим стандарт не должен быть слишком «узким» и мешать техническому прогрессу.
Государственные стандарты отслеживают тенденции развития программирования и дают обязательные рекомендации по их соблюдению. Помимо государственных стандартов (ГОСТ) действуют отраслевые стандарты (ОСТ), стандарты предприятий (СТП).
Группа стандартов ГОСТ «Единая система программной документации» (ЕСПД) претерпела мало изменений с момента ее создания, пережила несколько поколений ЭВМ и революционных изменений технологий разработки программ. При этом она до настоящего времени никогда не затрудняла новаций.
В области программирования общепризнанной ведущей организацией по разработке стандартов является институт ANSI (Американский национальный институт стандартов). Данный институт является лидером по установке стандартов языков программирования, кодовых таблиц клавиш и символов, выводимых на экран, и еще многих других. Необходимо также отметить стандарты ISO.
CASE-технология создания программного обеспечения.
Инструментарий технологии разработки представляет собой программные продукты поддержки(обеспечения)технологии разработки ПО.
1. Средства для создания приложений:
1.1. локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ: языки и системы программирования (компилятор, отладчик, документатор исходного кода, система поддержки и управления проектом, т.д.); инструментальная среда пользователя (предоставляет библиотеки функций, процедур, макрокоманды, конструкторы экранных форм и отчетов, конструкторы меню, генераторы приложений и др.);
1.2. интегрированные среды разработчиковпрограмм, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ (являются дальнейшим развитием локальных средств разработки).
2. Средства CASE-технологии, автоматизирующие весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных/информационных систем (сформировались в конце 80-х гг.)
ТехнологииCASE (Computer Aided Software/System Engineering) -разработка программного обеспечения/систем с использованием компьютера.
CASE-технология представляет собой совокупность методов разработки ПО и набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех стадиях разработки и сопровождения ПО и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. CASE-технология позволяет не только создавать "правильные" продукты, но и обеспечить "правильный" процесс их создания.
Вопросы по данной теме:
1. Перечислите технологии программирования.
2. Перечислите Общесистемные принципы программирования.
3. Перечислите Общие принципы разработки программного обеспечения.
4. Опишите этапы жизненного цикла программного обеспечения.
5. Что представляют CASE-технологии создания программного обеспечения?
Литература по теме:
1. Информатика. Общий курс / Под ред. В.И. Колесникова. - 2-е изд. - М.: Дашков и К; Наука-Пресс, 2008. - 400 с.
2. Игошин В.И. Математическая логика и теория алгоритмов: Уч. пос. - М.: Академия, 2004. - 448с.
3. Микрюков В.Ю. Алгоритмизация и программирование: Учебн. пос.- Ростов н/Д: Феникс, 2007.
Тема 8. Языки программирования высокого уровня
Лекция 15. Эволюция и классификация языков программирования
План лекции:
Эволюция и классификация языков программирования. Языки программирования высокого и низкого уровня. Компилируемые языки. Интерпретируемые языки. Объектно-ориентированные языки.
Краткий конспект лекции
Языки программирования по стилю написания исходного кода классифицируются на процедурные (составляются процедуры, содержащие набор команд) и декларативные (определяется совокупность фактов и взаимосвязей, позволяющих запрашивать результаты).
Языки программирования по уровню исходного кода классифицируются на языки высокого и языки низкого уровня.
Языки программирования низкого уровня
Машинный язык
ASSEMBLER (Ассемблер)
Язык ассемблера оперирует инструкциями и командами, которые может выполнить… 1) MOV AX,X 2) ADD AX,Y 3) MOV Z,AX
Языки программирования высокого уровня
BASIC (Бейсик)
Разработан сотрудниками Дартмутского колледжа (США) в 1964 году. Первый… BASIC (Beginner's All-Purpose Symbolic Instruction Code) - универсальный код символьных команд для начинающих,…
Объектно-ориентированное и визуальное программирование
Класс представляет собой тип данных, содержащий набор свойств, методов и событий, в отличие от обычного типа данных, определяющего только внутреннее… Способность класса содержать в себе свойства, методы и события называется… Доступ к свойствам и методам класса реализуется через объекты данного класса по схеме: ИмяОбъекта.Свойство и…
Лекция 16. Программирование на языке VISUAL BASIC
Программирование на языке VISUAL BASIC. Алфавит языка. Переменные и типы данных. Операции. Стандартные функции. Инструкции VISUAL BASIC. Операторы… Краткий конспект лекции
Алфавит языка
Математические операции
"+" - Сложение
"-" - Вычитание
"*" – Умножение
"/" - Деление
"-" - Унарный минус
"" - Целочисленное деление
"Mod" - Остаток от деления
"^" - Возведение в степень
Для отрицательных чисел возможно возведение только в целую степень.
При целочисленном делении и нахождении остатка от деления вещественные данные сначала округляются до целых значений, примеры.
Операции отношения
"<" - Меньше
"<=" - Меньше или равно
"=" - Равно
"Is" - Сравнениеобъектов
">" -Больше
">=" - Больше или равно
"<>" - Не равно
"Like" - Сравнение строк
Логические операции
"And" - Логическое умножение
"Хоr" - Исключающее или
"Or" - Логическое сложение
"Not" - Логическое отрицание
Соединение строк
Используется знак конкатенации &, либо + (для переменных, кроме числового типа Variant). Например, Строка1 & Строка2 или Строка1 + Строка2.
Приоритеты операций
Встроенные (стандартные) функции Visual Basic
В Visual Basic имеется большой набор встроенных функций и процедур, следующих… Синтаксис: Функция(Аргумент или Выражение)
Инструкции Visual Basic
Инструкция Visual Basic представляет собой полную команду языка Visual Basic. Она может содержать ключевые слова, операторы, переменные, константы и выражения.
Оператор присвоения
Оператор присвоения присваивает значение выражения переменной, константе или свойству объекта. Оператор присвоения всегда включает знак равенства (=).
Синтаксис: Переменная = Выражение
Для присвоения переменной типа ссылки на объект применяется инструкция Set. Синтаксис:
Set Объект = {[New] ИмяОбъекта | Nothing}
где ключевое слово New используется при создании нового объекта, а ключевое слово Nothing – при удалении объекта, чтобы освободить память, выделенную для объекта.
Операторы управления
Операторы управления ходом выполнения программы функционально делятся на две группы:
· перехода и выбора: GоTо, If - Then – Else, Select Case;
· повтора For - Next, For Each - Next, Do – Loop, While - Wend.
Оператор условного перехода
Оператор условного перехода задает выполнение определенных групп инструкций в зависимости от значения выражения. Синтаксис:
If Условие Then Инструкция1 [Else Инструкция2] [End If]
Для проверки нескольких условий используется оператор в виде if - Then -Eiseif.
Оператор выбора
Оператор выбора выполняет одну из нескольких групп инструкций в зависимости от значения выражения. Синтаксис:
Select Case Выражение
Case СписокВыражений1
Инструкции1
Case СписокВыражений2
Инструкции2
и т.п.
[Case Else
Инструкции3]
End Select
Оператор цикла с параметром: For - Next
Оператор цикла For - Next повторяет выполнение инструкций при изменении параметра цикла от значения параметр1 до значения параметр2 с заданным шагом параметра. По умолчанию шаг параметра равен 1. Синтаксис:
For параметр = параметр1 То параметр2 [ШагПараметра]
Инструкции
Next [параметр]
Прервать цикл можно оператором Exit For. Допустимы вложенные циклы.
Оператор цикла для элементов группы: For Each - Next
Оператор цикла For Each - Next повторяет выполнение инструкций для каждого элемента массива или семейства. Синтаксис:
For Each Элемент In Группа
Инструкции
Next [Элемент]
Оператор цикла с предусловием: While - Wend
Оператор цикла while - wend повторяет выполнение инструкций, пока заданное условие имеет значение True. Синтаксис:
While Условие
Инструкции
Wend
Оператор цикла с комбинацией условий Dо - Loop
Оператор DO - Loop повторяет выполнение инструкций, при while условии равном True или Until условии равном False. Синтаксис:
Do [While | Until Условие]
Инструкции
Loop
Do
Инструкции
Loop [While | Until Условие]
Прервать цикл можно оператором Exit Dо.
Оператор безусловного перехода GoTo
Оператор безусловного перехода задает переход на указанную Метку внутри процедуры. Имя Метки должно начинаться с буквы. Синтаксис: GoTo Метка
Метка с двоеточием пишется перед началом инструкции на которую будет передано управление оператором GoTo. Синтаксис: Метка: Инструкция
Оператор With
Оператор with позволяет не указывать имени объекта в области оператора при работе с его свойствами и методами. Синтаксис:
With ИмяОбъекта
инструкции (используют .СвойствоОбъекта, .МетодОбъекта)
End With
Описание функций и процедур
[Private | Public]
Sub ИмяПроцедуры[(СписокФормальныхПараметров)]
Инструкции
Вызов функций и процедур
1. ИмяПроцедуры СписокФактическихПараметров
2. Call ИмяПроцедуры (СписокФактическихПараметров)
Инструкцию Call можно также использовать для вызова функции.
Область видимости переменной
1. Локальные переменные описываются внутри процедуры при помощи инструкций Dim или Static и распознаются только в процедуре, в которой они… 2. Личные переменные описываются внутри модуля при помощи инструкций Dim или… 3. Открытые переменные описываются внутри модуля при помощи инструкции Public и доступны для всех процедур проекта.
…
Время жизни переменной
Вопросы по данной теме:
1. Перечислите правила написания имен в Visual Basic.
2. Перечислите типы данных в Visual Basic.
Лекция 17. Среда разработки приложений VISUAL BASIC.
Среда разработки приложений Visual Basic и ее возможности, создание, компиляция, тестирование и редактирование программ (приложений, проектов).… Краткий конспект лекции
Интегрированная среда разработки приложений Visual Basic
Компоненты рабочей среды
После выбора типа проекта открывается среда проектирования Visual Basic
Компоненты среды:
главное меню;
стандартная панель инструментов;
панель элементов управления General;
конструктор форм Form1;
редактор исходного кода Code;
окно просмотра объектов Object Browser;
окно свойств Properties;
окно проводника проекта Project;
Стандартная панель инструментов
Наиболее часто используемые команды меню отображены в виде кнопок со значками на стандартной панели инструментов, размещенной ниже меню.
Главное меню
Главное меню среды Visual Basic 6.0 содержит команды: File (Файл), Edit (Правка), View (Вид), Project (Проект), Format (Формат), Debug (Отладка), Run (Запуск), Query (Запрос), Diagram (Диаграмма), Tools (Сервис), Add-Ins (Надстройки), Window (Окно), Help (Справка).
Окно конструктора форм
Окно конструктора форм является основным рабочим окном, в котором выполняется визуальное проектирование приложения.
В окне конструктора форм визуально конструируются все объекты приложения с использованием инструментария среды разработки.
Для точного позиционирования объектов в форме в окне имеется сетка. Размер ячеек сетки можно менять командой меню Tools, Options, на вкладке General.
Окно редактора исходного кода
Редактор кода Code (Код) - встроенный редактор исходного кода программы),
Окно редактора кода вызывается командой меню View, Code (Вид, Код).
Окно свойств
Окно Properties (Свойства) предназначено для отображения и настройки свойств активного объекта (формы, элементов управления).
В окне Properties можно изменять установленные по умолчанию свойства объектов.
Геометрические свойства объекта можно задать перемещением объекта и изменением его размеров с помощью мыши в конструкторе форм.
Окно просмотра объектов
Окно просмотра объектов Object Browser предназначено для просмотра всех элементов, входящих в состав проекта.
В этом окне можно получить доступ не только ко всем элементам, которые входят в проект, но и их свойствам, методам, событиям.
Окно проводника проекта
Окно проводника проекта Project позволяет просматривать состав и свойства выбранного проекта, перемещаться между проектами.
Настройка среды разработки
Для настройки среды разработки выполните команду меню Tools, Options (Сервис, Параметры). При этом открывается диалоговое окно Options (Параметры, содержащее вкладки с параметрами настроек.
Настройки редактора кода
Панель элементов управления
Указатель - Pointer -
- Графическое окно -… Чтобы поместить на панель элементов управления новые компоненты нужно… Вопросы по данной теме:
Лекция 18. Разработка программного приложения.
План лекции:
Разработка программного приложения. Этап создания функционального интерфейса, визуальные компоненты, обеспечение взаимодействия пользователей и вычислительной системы. Свойства компонентов, свойства времени проектирования, динамические свойства, свойства "только для чтения". Этап программирования процедур обработки событий, возникающих при работе пользователя с приложением.
Краткий конспект лекции
После размещения на форме необходимых элементов управления задаются значения их свойств.
Основные свойства элементов управления
Свойство
Возвращает или устанавливает
Name
имя объекта
Caption,
либо Text
надпись, отображаемую в элементе управления, либо
текст, содержащийся в поле элемента управления
Font
шрифт текста (наименование, начертание, размер, цвет.)
Appearance
вид формы – плоский (Flat), либо объемный (3D)
Visible
режим визуализации объекта при выполнении программы
Enabled
режим доступа к объекту при выполнении программы.
Height,Width
геометрические размеры объекта (высота, ширина).
Left и Тор
координаты левого верхнего угла объекта, в области формы.
ToolTipText
текст в окне всплывающей подсказки
MousePointer
вид указателя мыши, когда он находится над объектом: (VbDefault, VbCross, VbHourglass, VbArrowQuestion и др.)
Picture
растровое изображение, отображаемое в объекте
При создании графического интерфейса приложения возможно использование следующих компонентов: StatusBar, Toolbar и ImageList.
Основное меню
Меню создается и редактируется при помощи Menu Editor (Редактор меню). Для создания меню надо сделать форму активной и выбрать команду меню Tools, Menu Editor или нажать кнопку Menu Editor на панели инструментов. В результате на экране отобразится диалоговое окно Menu Editor
По своей структуре меню состоит из заголовков меню верхнего и нижних уровней (до пяти уровней) и команд меню.
Элементы меню имеют набор свойств, например:
- Caption - название пункта меню;
- Name - имя пункта меню;
- Index – номер элемента массива команд меню.
Контекстное меню
Контекстное меню содержит команды, доступные для объекта в момент нажатия правой кнопки мыши. Создается контекстное меню в редакторе меню, в виде заголовка верхнего уровня, например mnuСontext и команд меню. Чтобы команды контекстного меню не появлялись - в основном меню установите его свойство Visible=False. Для отображения контекстного меню в событии object_MouseUp используется метод popupMenu. Синтаксис:
object.PopupMenu mnuСontext, flags, x, у, boldcommand
Список изображений
Для размещения изображений на кнопках панели инструментов предназначен компонент ImageList (Список изображений). Чтобы добавить компонент на панель инструментов General выполните команду меню Project, Components, вкладка Controls и выберите Microsoft Windows Common Controls 6.0.
Компонент ImageList может хранить как растровые изображения, так и значки. Ссылка на конкретное хранящееся изображение осуществляется либо при помощи индекса, либо при помощи свойства Key.
Наполнение объекта ImageList рисунками можно делать на этапе конструирования, выбрав его свойство Custom. В появившемся диалоговом окне Property Pages на вкладке Images нажимайте InsertPicture и выбирайте файлы рисунков.
Панель инструментов
Панели инструментов содержат кнопки для выполнения команд, и как правило, дублируют наиболее часто используемые команды меню. Панель инструментов создается при помощи двух элементов управления: Toolbar и ImageList.
Объект Toolbar (Панель инструментов) обычно размещается в верхней части формы – свойство Align =VbAlignTop и наполняется кнопками (коллекция Buttons), свойство Style, которых может иметь значение:
- tbrDefauit - обычная кнопка, используется по умолчанию;
- tbrСheck– кнопка-флажок;
- tbrButtonGroup - кнопка принадлежит к группе;
- tbrSeparator - кнопка-разделитель, шириной 8 пикселей;
Кроме того кнопки имеют свойства:
- Key – имя кнопки,
- Value – состояние кнопки,
- Index – номер кнопки на панели Toolbar,
- Image - номер рисунка из списка изображений ImageList.
Наполнение объекта Toolbar кнопками можно делать на этапе конструирования, выбрав его свойство Custom. В появившемся диалоговом окне Property Pages на вкладке General, выберите имя объекта-источника ImageList. На вкладке Buttons нажмите InsertButton для добавления новой кнопки и введите значение в поле Image в соответствие с номером изображения в объекте ImageList
Программирование на Visual Basic является Событийно-Управяемым.
Обработка событий панели инструментов
Чтобы получить заготовку для набора кода выполните двойной щелчок на панели инструментов. Если кнопки панели инструментов дублируют команды меню, то необходимо связать соответствующие события, например:
Private Sub ToolBar1_ButtonClick(ByVal Button As MSComctlLib.Button)
On Error Resume Next
Select Case Button.Key
Case "New": mnuFNew_Click
Case "Open": mnuFOpen_Click
Case "Save": mnuFSave_Click
End Select
Err.Clear
End Sub
Обработка событий меню
Все пункты и команды меню имеют одно событие - Click. Чтобы получить заготовку для набора кода – щелкните по команде меню. Некоторые пункты меню могут иметь свойство Checked, в этом случае, в событии Click необходимо программно изменять значение свойства на противоположное, например:
Private Sub mnuVTbar_Click()
mnuVTbar.Checked = Not mnuVTbar.Checked
End Sub
Вопросы по данной теме:
1. Перечислите основные свойства элементов управления.
2. Какие компоненты используются для создания панели инструментов, меню?
3. Как связать идентичные команды меню и панели инструментов..
Литература по теме:
1. Информатика. Общий курс / Под ред. В.И. Колесникова. - 2-е изд. - М.: Дашков и К; Наука-Пресс, 2008. - 400 с.
2. Микрюков В.Ю. Алгоритмизация и программирование: Учебн. пос.- Ростов н/Д: Феникс, 2007.
Лекция 19. Компиляция и выполнение проекта План лекции:
Проект и его составные элементы, формы, модули, классы, ресурсы. Объявление их в едином файле проекта. Компиляция и выполнение проекта. Понятие точки останова, пошаговое выполнение программы. Редактирование контрольного значения. Режим отладки.
Библиотеки подпрограмм. Тестирование и исправление программы.
Краткий конспект лекции
Компоненты проекта
- Файлы формы (*.FRM).
- Файлы формы, содержащий бинарную информацию (*.FRX).
- Файлы модуля (*.BAS).
- Файлы модуля классов (*.CLS).
- Файлы дополнительных элементов управления (*.ОСХ).
- Файл ресурсов (*.RES).
- Файл проекта, содержащий ссылки на свои компоненты (*.VBP).
Отладка проекта с ошибками времени выполнения
Запустите программу. Если при выполнении кода Visual Basic появится окно с сообщением: "Type mismatch", то Нажмите Debug. Visual Basic покажет причину возникновения ошибки:
Жёлтым цветом выделена строка с ошибкой. Если навести курсор мыши на имя переменной, то всплывёт подсказка, в которой Visual Basic сообщит нам её значение. Такая возможность доступна только в режиме Debug.
Использование пошаговой трассировки:
Пошаговая трассировка - это метод отладки приложения при котором можно выполнять код по одной команде и следить за ходом её выполнения. В нужном месте программы необходимо поставить точку останова (Breakpoint).
Дойдя до такого места, Visual Basic приостановит выполнение программы и перейдет в режим Debug, в котором можно выполнять код покомандно. Чтобы поставить точку останова нужно кликнуть на вертикали слева от кода:
Можно просматривать значения переменных, наводя на них курсор мыши и выполнять программу по шагам. Чтобы выполнить одну команду, нужно нажать F8 или Shift+F8. При нажатии F8 на строчке с вызовом процедуры Visual Basic войдёт в эту процедуру и можно продолжить пошаговое выполнение до конца процедуры. Если же нажать Shift+F8, то Visual Basic выполнит процедуру, но не будет заходить в неё для пошаговой трассировки.
Если открыть окно Locals Window, то видны значения всех локальных переменных.
Объект Debug. Окно отладки Immediate можно открыть во время выполнения программы используя объект Debug и его метод Print, например: Debug.Print " Х="; X . Значения, отображаемые в окне отладки, можно просмотреть даже после остановки программы.
В Visual Basic можно контролировать ход программы при возникновении ошибок, используя оператор On Error:
On Error GoTo МЕТКА, On Error Resume Next, On Error GoTo 0
Правила тестированиия
• Правило № 1. Код всегда содержит ошибки.
• Правило № 2. Помещайте в код утверждения.
Утверждение - это программная проверка, предназначенная для определения того, выполняется ли некоторое условие или нет. Если условие не выполняется, возникает исключение и на экране появляется диалоговое окно, в котором объясняется, в чем состоит проблема.
Проверка утверждений может применяться тремя способами: предусловие, постусловие и инвариант.
Предусловие (pre-condition) - это утверждение, находящееся в начале функции. Оно однозначно указывает, какое условие, касающееся окружения и значений входных параметров, должно соблюдаться перед выполнением функции.
Постусловие (post-condition) по назначению обратно предусловию - это утверждение, находящееся в конце функции и предназначенное для проверки того, что функция была выполнена правильно.
Инвариант (invariant) представляет собой нечто среднее между предусловием и постусловием. Это утверждение, которое находится в середине кода и гарантирует, что определенная часть функции выполняется корректно.
Единственной проблемой, связанной с утверждениями, является выбор случая, когда они более предпочтительны, чем "нормальные" исключения. В общем случае, ошибки, обнаруживаемые при тестировании, можно разбить на два типа: ошибки программиста и ошибки входных данных.
Классическим примером может служить исключение "List index is out of bounds" (Индекс в списке вышел за допустимые пределы), особенно тот случай, когда используется индекс -1. Ошибка подобного типа вызвана тем, что программист не проверяет индекс элемента перед тем, как записать или считать его из TList. Код объекта TList проверяет все передаваемые ему индексы элементов. Если индекс находится вне допустимого диапазона, возникает исключение. Пользователь приложения не может вызвать такую ошибку. Ошибка возникает исключительно из-за недостаточного объема проведенного тестирования. Это исключение должно быть утверждением.
рассмотрим другой случай. Предположим, что мы разрабатываем функцию, которая должна разворачивать данные из файла, например, из архива. Формат сжатого файла достаточно сложен, по крайней море, он считается простой последовательностью битов, и ошибка (например, последовательность исчерпана, но логически она не закончилась), будет исключением. Вполне вероятно, что функции в качестве входных данных будут переданы поврежденные файлы или файлы, которые не являются архивами в требуемом формате. Очевидно, что это ошибка не программиста. Она полностью вызвана внешними условиями.
Таким образом, утверждения служат для проверки качества работы программ и предупреждают о наличии ошибок программиста в коде, а исключения возникают в ситуациях, когда программа используется в условиях, для которых она не предназначена.
• Правило № 3. Помещайте в код комментарии.
Объясняйте ваши допущения. Описывайте сложные блоки кода. При изменении кода изменяйте и соответствующие комментарии. Не допускайте, чтобы комментарии устаревали.
• Правило № 4. Пишите код протоколирования и защищайте его директивами компилятора.
Под протоколированием (logging) понимается вставка дополнительного кода, закрытого директивами компилятора, который записывает в файл состояние или значения основных переменных.
К прошлом трассировка была тесно связана с протоколированием. Трассировка (tracing) представляла собой метод вставки оператором writeln в начале и конце функции простых сообщений: "Вход в функцию X" или "Выход из функции X". Запись сообщений в файл помогала восстановить ход выполнения приложения и порядок вызова функций. В настоящее время существуют специальные программы, которые делают все это сами, без участия программиста. Приложение запускается внутри такой программы, а она автоматически идентифицирует все функции и подпрограммы, их начало и завершение, и формирует журнал трассировки приложения.
В последнее время большинство программистов не пользуются трассировкой. Намного проще запустить отладчик и при возникновении ошибки просмотреть стек вызовов.
• Правило № 5. При тестировании пользуйтесь анализатором покрытия. Убедитесь, что во время тестирования выполняются все строки кода.
Анализ покрытия (coverage analysis) представляет собой запись в журнал того, какие операторы приложения были "покрыты", т.е. выполнены. Если при тестировании отдельная строка или блок кода не выполняются, в этой строке или в блоке может содержаться ошибка. Такую ошибку можно будет выявить только с помощью теста, при выполнении которого выполняется данный код.
• Правило № 6. Для организации набора тестов для проверки модулей воспользуйтесь тестовым каркасом. При изменении кода выполните тесты повторно.
Тестирование модулей (unit testing) представляет собой процесс тестирования отдельных частей независимо от самой программы.
Тестирование модулей требует наличия специального средства, которое помогало бы собирать тесты, поддерживать их актуальность и периодически, в автоматическом режиме, запускать их с целью проверки правильности кода. Существует библиотека DUnit с открытым исходным кодом, которую можно использовать свободно. DUnit представляет собой средство тестирования, или тестовый каркас. Используя его, программист пишет отдельные тесты, предназначенные для проверки своего кода. Сам тестовый каркас предоставляет пользовательский интерфейс, который позволяет программисту выбрать один или несколько тестов и запустить их.
Тестовый каркас DUnit можно найти в Internet по адресу http://dunit.sourceforge.net.
Правила отладки
При разработке приложений всегда наступает момент, когда приходится переходить к поиску и устранению ошибок.
Правило № 1. Выбирайте воспроизводимый случай тестирования.
По нечеткому описанию проблемы можно обнаружить только самые простые ошибки. Возможность воспроизведения ошибки позволяет с помощью отладчика определить место, где она возникает.
Правило № 2. Исходите из того, что ошибка внесена вами.
Может быть, вы неправильно используете API-интерфейс операционной системы или библиотека компонентов требует определенной последовательности операций, в конце концов, может быть, вызываемая вами функция не может принимать nil в каком-либо входном параметре. Маловероятно, чтобы ошибка была вызвана неправильной работой API-интерфейса, компилятора или присутствует в библиотеке компонентов.
Правило № 3. Для проверки того, что код работает, как того ожидалось, используйте утверждения.
Кроме того, можно применять и протоколирование, которое позволит отслеживание состояние различных объектов.
Правило № 4. Используйте автоматизированные инструментальные средства отладки.
Возможно, ваша ошибка вызвана перезаписью какой-то области памяти и или получением доступа к памяти после того, как она была освобождена, либо, скажем при вызове API-функции не проверяется код возвращаемой ошибки. Все описанные типы проблем можно обнаружить в таком автоматизированном средстве отладки, как TurboPower Sleuth QA Suite. Приобретите средство отладки и используйте его не только в процессе тестирования, но и в процессе обнаружения ошибок.
Вопросы по данной лекции:
1. Перечислите файлы проекта
2. Перечислите методы отладки в Visual Basic
3. Перечислите правила тестирования.
4. Перечислите правила отладки.
Литература по теме:
1. Информатика. Общий курс / Под ред. В.И. Колесникова. - 2-е изд. - М.: Дашков и К; Наука-Пресс, 2008. - 400 с.
2. Литвиненко Т.В. Visual Basic 6.0: Уч. пособие. - М.: Горячая линия -Телеком, 2001. - 140 с.
3. Якушева Н.М. Visual Basic для студентов. - М.: Радио и связь, 2001. - 232с.
Тема 9. Модели решения функциональных и вычислительных задач
Лекция 20. Моделирование объектов и систем
Моделирование как метод познания. Значение моделирования при решении задач в профессиональной области. Модели данных в профессиональной области и… Цели моделирования, свойства модели. Этапы создания модели, параметры модели,… Классификация и формы представления моделей. Виды абстрактных моделей. Математическое моделирование. Этапы…
Лекция 21. Локальные сети ЭВМ
Компьютерные сети. Телекоммуникационные сети. Локальная, корпоративная и глобальная сети. Элементы компьютерной сети: узлы (компьютеры), каналы… Локальные вычислительные сети (ЛВС). Сетевая интерфейсная карта (сетевой… Краткий конспект лекции
Типы локальных сетей
Локальная (ЛВС) - это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т.п.),… Каждый компьютер в сети оснащается сетевым адаптером, адаптеры соединяются с… Различают сети с одним или несколькими выделенными серверами и сети без выделенных серверов, называемые одноранговыми…
Архитектура (Топология) ЛВС
В случае реализации шинной структуры все компьютеры связываются в цепочку. Причем на ее концах надо разместить так называемые терминаторы, служащие…
шинная
… Кольцевая структура используется в основном в сетях Token Ring и мало чем отличается от шинной.
Сетевой кабель
· коаксиальный кабель
· витая пара (неэкранированная, экранированная)
· оптоволоконный кабель
Коаксиальный кабель состоит из медной жилы, изоляции, ее окружающей, экрана в виде…
Сравнение кабелей
Характеристики
Коаксиальный
кабель
Витая пара
Оптоволоконный кабель
Эффективная длина кабеля
185 м-тонкий 500 м - толстый
100 м - не экраниров
2 км
Скорость передачи
10 Мбит/с
4-100 Мбит/с
100-1000Мбит/с
Назначение платы сетевого адаптера
Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса, или соединения, между компьютером и сетевым кабелем. Платы вставляются в слоты расширения всех сетевых компьютеров и серверов. Чтобы обеспечить физическое соединение между компьютером и сетью, к соответствующему разъему, или порту, платы (после ее установки) подключается сетевой кабель.
Администрирование сети
1. управление пользователями — создание и поддержка учетных записей пользователей,
2. управление доступом пользователей к ресурсам;
3. управление ресурсами — установка и поддержка сетевых ресурсов;
Лекция 22. Глобальные сети ЭВМ
Глобальные сети ЭВМ. Виды подключения к сети: коммутируемый канал, выделенный канал. Модем. Маршрутизаторы, мосты, концентраторы. Передача данных по… Основные сервисы в сети Internet. Электронная почта. Телеконференции.… Краткий конспект лекции
Расширение локальных сетей
Мост (bridge) может соединять сегменты или локальные сети рабочих групп. Мост также служит для разбиения сети, что помогает изолировать трафик или… - Увеличивают размер сети.
- Увеличивают максимальное количество компьютеров в сети.
Передача данных по сети
Пакет — основная единица информации в компьютерных сетях. При разбиении данных на пакеты скорость их передачи возрастает настолько, что каждый…
Беспроводные сети
Для сетей WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) стандарта 802.16 используют название WiMAX. Соединение между базовой станцией…
Семейство протоколов TCP/IP
Работа в сети Интернет ( а также и в локальных сетях) основана на использовании семейства коммуникационных протоколов (или протоколов связи) TCP/IP.… § Транспортные протоколы: TCP (Transmission Control Protocol - Протокол… § Протоколы маршрутизации: IP (Internet Protocol - Протокол Интернета) и другие - обеспечивают фактическую передачу…