„Język programowania”

„Język

programowania”

Rozwijanie zdolności

logicznego

i precyzyjnego inżynierskiego

myślenia

poprzez naukę

programowania.

Zakładane wyniki

nauki:

umiejętność budowania

algorytmów dla rozwiązywania
podstawowych problemów
inżynierskich,

opanowanie podstaw

języka programowania C++,

umiejętność myślenia

programistycznego.

Główny prowadzący przedmiot:

dr inż. Andrzej

Studnicki

Osoby prowadzące laboratorium:

- dr inż. Krzysztof Janerka,
- dr inż. Jacek Suchoń
- dr inż. Andrzej Studnicki,
- dr inż. Dariusz Bartocha,
- mgr inż. Maria Dziuba,
- mgr inż. Marcin Kondracki

Instytut Materiałów

Inżynierskich

i Biomedycznych

Zakład Odlewnictwa

Wydział Mechaniczny

Technologiczny

Politechniki Śląskiej

Gliwice ul. Towarowa 7

tel.231-60-31

Andrzej.Studnicki@polsl.pl

Zakres tematyczny wykładu obejmuje:

1.analizę problemu na przykładach

ściśle związanych z kierunkiem
studiowania i poszukiwanie metody
(metod) jego rozwiązywania,

2. projektowanie algorytmów według

wybranej

metody

rozwiązywania

problemu – budowanie schematów
blokowych

Cd Zakres tematyczny wykładu

obejmuje:

3. podstawy programowania w języku
C++

(struktura

programu,

typy

danych,

deklaracje

zmiennych

stałych,

operatory

wyrażenia,

instrukcje, funkcje),

4. wybrane algorytmy i ich programy
(np. sortowanie, przeszukiwanie).

Laboratorium obejmuje

ćwiczenia

praktyczne

(programowanie w C++) dające
prawidłowe nawyki i właściwe
podejście

rozwiązywania

problemów.

Ćwiczenia

praktyczne

są

związane

kierunkiem studiowania.

Ćwiczenia laboratoryjne obejmują:

podstawy C++ (obsługa zintegrowanego

środowiska C++, struktura programu, typy
danych, wyrażenia i operatory),

- stopniowe wprowadzanie instrukcji C++
(instrukcje wejścia, wyjścia, warunkowe,
obliczeń cyklicznych-pętle),

- zastosowanie funkcji w programie,

- wybrane funkcje graficzne w C++

- podstawy programowania obiektowego w
C++,

- umiejętność czytania programów w C++.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych

„Język Programowania”

Ogólna struktura i podstawowe elementy
programu źródłowego w C++ - program
sekwencyjny

1.1. Obsługa zintegrowanego środowiska pracy

C++, Ogólna

struktura programu źródłowego w C++,

operacje wejścia-

wyjścia
1.2. Program sekwencyjny – proste typy danych,

wybrane

operatory, funkcje biblioteczne

(matematyczne)

Podejmowanie decyzji w programie

2.1. Instrukcja warunkowa – if...else, operatory

relacyjne i

logiczne,
2.2. Instrukcja wyboru – switch...case.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych cd

„Język Programowania”

Organizacja obliczeń cyklicznych w
programie (pętle)

3.1. Pętle o nieokreślonej liczbie powtórzeń –

instrukcje

while i do-while,
3.2. Pętla o określonej liczbie powtórzeń –

instrukcja for.

Instrukcje sterujące przebiegiem

programu

4.1. Wykorzystanie instrukcji sterujących w

pisaniu

programów.

5.

Zmienne strukturalne w języku C++

5.1. Tablice w języku C++ - tablice liczbowe.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych cd

„Język Programowania”

Konstruowanie funkcji w języku C++

6.1. Programowanie własnych funkcji w języku

C++,

6.2. Wykorzystanie funkcji iteracyjnych i

rekurencyjnych w

programowaniu.

7.

Wskaźniki w języku C++

7.1. Posługiwanie się typem wskaźnikowym w

programowaniu,

7.2. Wykorzystanie wskaźników w operowaniu

tablicami.

Dynamiczny przydział pamięci.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych

„Język Programowania”

Programy graficzne w języku C++

wykorzystujące
bibliotekę graph

8.1.   Tworzenie prostej grafiki punktowej w
języku C++ przy
          użyciu funkcji standardowych,

9.

Obsługa plików dyskowych w C++ - file

handling

9.1. Zapis i odczyt prostych plików
tekstowych i binarnych.

10.

Wprowadzenie do programowania

obiektowego w C++

10.1. Początki programowania obiektowego w
C++

- uczestnictwo w zajęciach lab. (dopuszczalne 2
zajęcia nieusprawiedliwione),

- zaliczenie dwóch kolokwiów na komputerach
(pisanie programów 40 min., poprawa nie
zaliczonych kolokwiów tylko na konsultacjach),

- wcześniejsze zaliczenie laboratorium (zestaw
zadań przygotowany przez wykładowcę -termin
10 listopad lub zadanie inżynierskie
przygotowane przez prowadzącego laboratorium
– twermin 2 grudzień, obrona na konsultacjach-
listing programu źródłowego, dyskietka z
programem źródłowym, oceny 4, 4.5, 5 zwalniają
z wykładów),

- zaliczenie wykładów (1 kolokwium),

warunki zaliczenia
przedmiotu

-ocena końcowa z przedmiotu:

= 0.6*O

+ 0.4*O

-możliwość podwyższenia oceny końcowej
(na 3.5, 4.0) na konsultacjach po
zaliczeniu wybranego przez prowadzącego
zadania z zestawu

- możliwość podwyższenia oceny końcowej
(z 4.0 na 4.5, 5.0) tylko po obronie
napisanego programu z zestawu zadań
przygotowanego przez wykładowcę

warunki zaliczenia
przedmiotu cd

Język niskiego poziomu

(asemblery)

–szybkość i efektywność kodu wynikowego
programów.

Język wysokiego poziomu

–

łatwiejsza

przenośność

programów,

prostszy zapis algorytmu.

C++

- ogólna charakterystyka

„Język wysokiego, ale dostatecznie

niskiego poziomu” – synteza

Autorami pierwszego standardu

języka C są

Kernighan i Ritchie

Bjarne Stroustrup

Laboratorium Bella firmy AT&T jest

twórcą C++ - początek lat 80

1. Struzińska-Walczak A., Walczak K.:

Nauka programowania dla początkujących
C++.

Wyd. W&W, Warszawa 2000,

2. Zalewski A.: Programowanie w językach C
i C++ z wykorzystaniem pakietu Borland
C++. Wyd. Nakom, Poznań 2000,

3. Snaith P.:

Nie tylko dla orłów C++.

Wyd.

Intersoftland, Warszawa 2000,

N.M.Josuttis:

C++

Biblioteka

standardowa. Podręcznik Programisty.

Wyd.

Helion, Gliwice 2003,

Literatu
ra

5. Wróblewski P.: Algorytmy struktury
danych i techniki programowania. Wyd.
Helion, Gliwice 1997,

6. Bentley J.: Perełki oprogramowania.
WNT, Warszawa 1992,

Wirth N

.: Algorytmy+struktury danych =

programy. WNT, Warszawa 1989,

Literatu
ra

1. Wróblewski P.: Język C++ dla programistów.
Wyd. Helion, Gliwice 1994,

2. Kernighan B., Ritchie D.: Język C. WNT,
Warszawa 1988

3. Lippman S.: Podstawy języka C++. WNT,
Warszawa 1994,

4. Delanoy C.: Ćwiczenia z języka C++. WNT,
Warszawa 1993,

5. Ragen A.: Leksykon języka C. WNT, Warszawa
1990,

6. Kopacz T.: Język C w praktyce Turbo C i C++.
Wyd. Mikom, Warszawa 1993,

7. Wróblewski P.: Od C do Asemblera. Wyd.
Helion, Gliwice 1992,

8. K.Loundon: C++ Leksykon kieszonkowy. Wyd.
Helion, Gliwice 2003.

Wirth N.: Algorytmy+struktury danych = programy. WNT,
Warszawa 1989,

„... programowanie
stało się dziedziną
wiedzy, której
opanowanie ma
zasadnicze znaczenie
przy rozwiązywaniu
wielu problemów
inżynierskich, ...”

Niklaus Wirth

Programowanie jako
umiejętność rozwiązywania
problemów

Wykonan
ie
program
u

Dane

Wyniki

Proble
m

Sprawa do
rozwiązania

Algoryt
m

Sposób, przepis rozwiązania
danego problemu w
skończonej liczbie kroków

Progra
m

Sformalizowany zapis
algorytmu w danym języku
programowania

Algorytm

opracowany dla

progra-mu

określa sposób

przekształcenia danych
wejściowych w dane wyj-
ściowe zgodnie z celem

(dla realizacji jednego celu
można zastosować wiele
algorytmów)

Algorytm składa się z
opisu:

obiektów

, na których

wykony-wane są

działania,

działań

realizujących

cel algorytmu,

kolejności działań

PROBLEM 1

Korekta zawartości węgla w
piecu metalurgicznym przy
wytopie żeliwa szarego

DANE

norma określająca zawartość węgla w

wytapianym gatunku żeliwa,

- masa ciekłego metalu w piecu,

- dostępne materiały wsadowe do korekty
zawartości węgla,

- analiza chemiczna zawartości węgla w
wytapianym żeliwie.

START

STOP

DANE

CC

max

Oblicz dodatek wsadu
obniża-jący węgiel
(złom stalowy)

CC

min

Oblicz dodatek wsadu
zwiększający węgiel
(grafit)

Dodaj do wsadu

PROBLEM

Drzwi z zamkiem na
hasło. Po 3-krotnym
błędnym wpisaniu hasła
ma uruchomić się alarm.

DANE

- hasło definiowane jako stała (możliwość

zmiany tylko w programie źródłowym)

STAR
T

Utwórz wzór hasła

Wprowadź hasło

Poprawne

Dodaj p+1

p>3

Otwórz drzwi

Włącz alarm

STOP

PROBLEM 3

Ustalenie spawalności stali
konstrukcyjnej dla
opracowania optymalnej
technologii spawania.

DANE

skład chemiczny stali konstrukcyjnej

STAR
T

STOP

Skład chemiczny
stali

Oblicz równoważnik
węgla Rc

Wybór Rc

Rc0.4

0.4<Rc0.48

0.48<Rc0.5

Rc>0.
55

Stal łatwospawalna

Stal spawalna po
podgrzaniu lub
elektrodą zasadową

Stal spawalna po
podgrzaniu tylko
elektrodą zasadową

Stal niespawalna

Podaj technologię
spawania

Schemat

blokowy jest

graficznym

zapisem

algorytmu,

pokazuje

następstwo

działań,

nazywany jest

też siecią

działań.

SCHEMAT

BLOKOWY

Metody tworzenia algorytmu i jego
zapisu w postaci schematu blokowego
(sieci działań):

metoda od szczegółu do

ogółu

polega na wyodrębnieniu w

problemie

małych

fragmentów,

które

oddzielnym

opisaniu

są

składane  w  coraz  większe
części  aż  do  otrzymania
całego  pełnego  algorytmu
realizującego problem.

metoda od ogółu do

szczegółu

polega na ogólnym zapisaniu
całego

problemu

bez

szczegółowego analizowania
jego

fragmentów.

otrzymaniu

podstawowego

algorytmu należy przystąpić
do

podobnej

analizy

poszczególnych fragmentów.

Metody tworzenia algorytmu i jego
zapisu w postaci schematu blokowego
(sieci działań):

Postać graficzna podstawowych bloków

wykorzystywanych w schematach blokowych

blok początkowy

(rozpoczyna
algorytm)

Start

blok we/wy

(określa

nazwy

danych

wprowa-dzanych

wyprowadzanych

przez

program)

Dane

blok operacyjny

(określa działanie, które
może zmienić wartość
zmiennej)

Działanie

Warunek

nie

tak

blok warunkowy (decyzyjny)

(rozdziela

wykonywanie

algorytmu  na  dwie  drogi  w
zależności  od  spełnienia  tak
lub  niespełnienia  warunku;
nie zmienia stanu zmiennych)

Zmienn

w
n

blok wyboru

(wybiera

jedną

wielu

możliwych dróg algorytmu, na
podstawie aktualnej wartości
wyrażenia)

Postać graficzna podstawowych bloków

wykorzystywanych w schematach blokowych

Postać graficzna podstawowych bloków

wykorzystywanych w schematach blokowych

Blok kolekcyjny

(łączy dwie różne drogi
algorytmu)

Blok końcowy

(kończy
algorytm)

Stop

Blok podprogramu

(określa nazwę procedury lub
funkcji i jej zadanie)

Nazwa

Funkcj

Postać graficzna podstawowych bloków

wykorzystywanych w schematach blokowych

3/5

Blok wyjściowy
łącznika
międzystr.

Blok
wejściowy
łącznika
międzystr.

3/5

Blok
wyjściowy
łącznika na
stronie

Blok wejściowy
łącznika na
stronie

Proces tworzenia i uruchamiania
programów w C++

Każdy nowoczesny kompilator
zawiera :

Edytor

Program do wpisywania i modyfikowania

tekstów programów (kodów źródłowych)
[*.cpp],

Kompilator

Program do sprawdzania poprawności i

wyszukiwania formalnych błędów w kodzie
źródłowym. Gdy kod jest poprawny kompilator
przekształca go w plik binarny [*.obj]),

Konsolidator

(linker) Program, który do pliku

binarnego(skompilowanego) dołącza z bibliotek
(*.lib) kody maszynowe gotowych do użycia funkcji i
tworzy program wykonywalny (program wynikowy,
maszynowy) na komputerze [*.exe]).

Komput
er

Kod
źródłowy

program
źródłowy

[*.cpp]

Kod
kompilowany

kod binarny

[*.obj]

Kod
wykonywalny

Kod maszynowy

[*.exe]

Zintegrowane
środowisko pracy

September 28 2002 :

Dev-C++ 5 Beta

6 (4.9.6.0)

PC FORMAT CD#27

Listopad 2002

Strona internetowa

Strona internetowa Bloodshed

Bloodshed

Software

Ogólny schemat kodu źródłowego
programu w C++

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

#include <math.h>

#include
“nazwa_uzytkownika”

#define stala 2

main()

{

int liczba, suma=0, iloczyn=1;

clrscr;

cout<<”Podaj pierwsza liczbe”<<endl;

cin>>liczba;

while (liczba!=0)

{

suma+=liczba;

iloczyn*=liczba;

cin>>liczba;

}

cout<<”Suma liczb wynosi” <<suma<<endl;

cout<<”Podwojony

iloczyn

liczb

wynosi”<<iloczyn*stala<<endl;

getch();

return 0;

}

funkcja główna - start

programu

lista wszystkich

zmiennych

ciąg instrukcji

realizujący

dany algorytm

dyrektywy
preprocesora

main(

)

{

}

dyrektywy preprocesora:

#include –dołącz pliki
nagłówkowe
#define –zdefiniuj stałe

funkcja główna - start

programu

deklaracja zmiennych i ciąg instrukcji

realizujący dany algorytm

main( )

{

}

Zadania
preprocesora

- definiowanie
makrodefinicji
upraszczających
postać kodu
źródłowego,
- włączanie tekstów
innych plików,
- sterowanie
przebiegiem
kompilacji

Document Outline