ФГБОУ ВПО УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Язык программирования – это стандарт написания алгоритма программы для определённого компилятора.
Компилятор – это служебная программа для получения машинного кода из языка программирования. Математический пакет – это программа, предназначенная для выполнения математических расчётов и написания новых прикладных программ. В математический пакет вложены стандартные средства программирования, а также функции для прямого осуществления математических действий, например: дифференцирование, решение уравнений, интегрирование и т.д. Типы математических пакетов по базовому элементу
| Численные | Символьные | Матричные | ||||
| (Mathcad) | (Maple) | (MatLab) | ||||
| © ФГБОУ ВПО УГАТУ; каф. «Прикладная гидромеханика» | 5 | |||||
Макрос – это программа, написанная на языке программирования, которая встраивается по определённым правилам в существующую программу или программный пакет. Большую известность приобрели макросы в MS Exсel и MS Word, которые позволяли автоматизировать работу в таблицах, а также выполнять совершенно несвойственные пакетам функции. Пользовательские программы (UDF) – это программы, позволяющие дополнить существующий программный пакет новыми математическими моделями и зависимостями. Активно используются при моделировании течений жидкости и газов, расчётов на прочность и т.д.
2. Методика прикладного программирования
Метод – (досл. «путь к чему либо») совокупность проверенных приёмов, позволяющих решить задачу. Методика – 1) универсальный метод , позволяющий решить множество задач; 2) совокупность более методов для решения задачи.
| 1. Создание | |
| Задача | |
| математической модели | |
| 2. Алгоритмизация | 3. Кодировка |
| математической модели | математической модели |
Моделирование
| Решение задачи | |
| 7 | |
| © ФГБОУ ВПО УГАТУ; каф. «Прикладная гидромеханика» | |
Методика прикладного программирования состоит из этапов: 1) создания математической модели, 2) алгоритмизации математической модели и 3) кодировки математической модели . Исходной установкой для прикладного программирования является задача , а результатом прикладного программирования является её решение . Условия применения методики
| Задача решается вручную дольше, |
| Задача решается многократно |
| чем время программирования |
Задача не может быть решена «вручную» На этапе создания математической модели выполняется 1) анализ задачи; 2) выделение основных законов; 3) формализация основных законов математическим языком.
| © ФГБОУ ВПО УГАТУ; каф. «Прикладная гидромеханика» | 8 |
Алгоритмизация математической модели – это написание алгоритма программы в базовых программных конструкциях .
Алгоритм – последовательность действий, приводящих к решению определённой задачи в базовых программных конструкциях. Базовые программные конструкции
| Присваивание | Ветвление | Цикл | |||||||||||
| Простое | Определённый | ||||||||||||
| Сложное | Неопределённый | ||||||||||||
| Базовые программные | конструкции описаны | в стандартах: | |||||||||||
ГОСТ 19.101 – 90; ГОСТ 19.701 – 90; ISO 58-07-85. Кодировка математической модели – это написание алгоритма программным кодом по правилам, определённым инструментом ПП.
| © ФГБОУ ВПО УГАТУ; каф. «Прикладная гидромеханика» | 9 |
3. Математические модели и моделирование
Математическая модель – совокупность математических зависимостей, которые описывают с определённой степенью точности существующие в окружающем мире процессы. Математическое моделирование – определение характеристик и свойств процесса или явления с помощью математической модели. Типы математических моделей
| Аналитические | Численные |
Аналитическая математическая модель описывает процесс явным аналитическим выражением, формулой, соотношением. Численная математическая модель не имеет аналитического выражения для описания процесса, однако описывается определённым (итерационным) алгоритмом. © ФГБОУ ВПО УГАТУ; каф. «Прикладная гидромеханика» 10
6. Языки программирования и их классификация.
Язык программирования — язык (знаковая система), предназначенный для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (обычно — ЭВМ) под её управлением. Язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые представляют собой набор правил, позволяющих компьютеру выполнить тот или иной вычислительный процесс, организовать управление различными объектами, и т. п. Язык программирования отличается от естественных языков тем, что предназначен для взаимодействия человека с ЭВМ, в то время как естественные языки используются для общения людей между собой.
Существуют различные классификации языков программирования. делят на языки низкого и высокого уровня.
Если язык близок к естественному языку программирования, то он называется языком высокого уровня, если ближе к машинным командам, – языком низкого уровня.
В группу языков низкого уровня входят машинные языки и языки символического кодирования: Автокод, Ассемблер. Операторы этого языка – это те же машинные команды, но записанные мнемоническими кодами, а в качестве операндов используются не конкретные адреса, а символические имена. Все языки низкого уровня ориентированы на определенный тип компьютера, т. е. являются машинно–зависимыми.
К языкам программирования высокого уровня относят Фортран (переводчик формул), Алгол, Кобол (коммерческий язык – используется, в первую очередь, для программирования экономических задач), Паскаль, Бейсик, Си, Пролог и т.д.
Эти языки машинно–независимы, т.к. они ориентированы не на систему команд той или иной ЭВМ, а на систему операндов, характерных для записи определенного класса алгоритмов. Однако программы, написанные на языках высокого уровня, занимают больше памяти и медленнее выполняются, чем программы на машинных языках.
Языки программирования также можно разделять на поколения:
– языки первого поколения: машинно–ориентированные с ручным управлением памяти на компьютерах первого поколения.
– языки второго поколения: с мнемоническим представлением команд, так называемые автокоды.
– языки третьего поколения: общего назначения, используемые для создания прикладных программ любого типа. Например, Бейсик, Кобол, Си и Паскаль.
– языки четвертого поколения: усовершенствованные, разработанные для создания специальных прикладных программ, для управления базами данных.
– языки программирования пятого поколения: языки декларативные, объектно–ориентированные и визуальные. Например, Пролог, ЛИСП (используется для построения программ с использованием методов искусственного интеллекта), Си++, Visual Basic, Delphi.
7. Прикладное программное обеспечение. Ппп ms Office.
Прикладное программное обеспечение – это комплекс программных средств и документации к ним, предназначенных для решения сравнительно узких классов задач в конкретных предметных областях, рассчитанных на определенного потребителя: научно-технических, экономических, инженерных, конструкторских и других специальных задач в различных сферах человеческой деятельности.
Таким образом, каждая прикладная программа (чаще всего именно такие программы называют приложениями) предназначена для решения конкретной задачи в определенной области применения (например: офисные программы, правовые системы, бухгалтерские программы, издательские системы и т.п.).
Пакет прикладных программ – это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса (функциональная подсистема, бизнес-приложение).
Различают следующие типы ППП:
· общего назначения (универсальные);
· организации (администрирования) вычислительного процесса
ППП общего назначения – универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя и информационных систем в целом.
Метод-ориентированные ППП отличаются тем, что в их алгоритмической основе реализован какой-либо экономико-математический метод решения задачи.
Проблемно-ориентированными ППП называются программные продукты, предназначенные для решения какой-либо задачи в конкретной функциональной области.
ППП отдельных предметных областей. Одним из основных направлений развития софтверной индустрии на протяжении нескольких лет является разработка ППП для различных предметных областей: бухгалтерского учета, финансового менеджмента, правовых систем и т.д.
ППП бухгалтерского учета (ППП БУ). Несмотря на то, что в мире существует более тысячи тиражируемых бухгалтерских пакетов различной мощности и стоимости, российские предприниматели предпочитают отечественные пакеты, более подходящие для условий переходной экономики и быстрой смены законодательных актов, регулирующих порядок бухгалтерского учета. В настоящее время появляется третье поколение российских автоматизированных бухгалтерских систем.
ППП финансового менеджмента (ППП ФМ) появились в связи с необходимостью финансового планирования и анализа деятельности фирм.
ППП правовых справочных систем представляют собой эффективный инструмент работы с огромным объемом законодательной информации, поступающей непрерывным потоком.
ППП глобальных сетей ЭВМ. Основным назначением глобальных вычислительных сетей является обеспечение удобного, надежного доступа пользователя к территориально распределенным общесетевым ресурсам, базам данных, передаче сообщений и т.д.
Для обеспечения организации администрирования вычислительного процесса в локальных и глобальных сетях ЭВМ в более чем 50% систем мира используется ППП фирмы Bay Networks (США), управляющий администрированием данных, коммутаторами, концентраторами, маршрутизаторами, трафиком сообщений.