Programozási alapismeretek. 1. előadás. A problémamegoldás lépései. A programkészítés folyamata. Az algoritmus fogalma. Nyelvi szintek

Tartalom A

ELTE

1. előadás

programozás során használt nyelvek  Az algoritmus  A specifikáció  Algoritmikus nyelvek – A

11-11-16

A problémamegoldás lépései

11-11-16

3/41

(miből?, mit?)  specifikáció (mivel?, hogyan?)  adat- + algoritmus-leírás 3. Kódolás (a gép hogyan?)  kód (reprezentáció + implementáció) 4. Tesztelés (hibás-e?)  hibalista (diagnózis) 5. Hibakeresés (hol a hiba?)  hibahely, -ok 6. Hibajavítás (hogyan jó?)  helyes program 7. Minőségvizsgálat, hatékonyság (jobbítható-e?, hogyan?)  jó program 8. Dokumentálás (hogyan működik, használható?)  használható program 9. Használat, karbantartás (még mindig jó?)  évelő (időtálló) program

ELTE

11-11-16

Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

4/41

Az algoritmus fogalma

Élőnyelv = Magyar  Specifikáció  Algoritmusleíró  Programozási  Gépi


2/41

2. Tervezés

ELTE

A nyelvek (magyar  gépi) közelítése 11-11-16


1. Specifikálás

Nyelvi szintek

ELTE

struktogram kódolás – a fejlesztői környezet

A programkészítés folyamata

Mintapélda: házépítés  Mi az, ami látszik?  Mi az, ami ténylegesen mögötte van? 1. Igényfelmérés (szempontok: család mérete, elképzelése, pénz) 2. Tervezés (alaprajz, anyagigény / mérnök…) 3. Szervezés (ütemterv / vállalkozó…) 4. Építkezés (anyagbeszerzés, kivitelezés / kivitelező…) 5. Használatba vétel (szemrevételezés – szépség, kipróbálás – jóság) 6. Beköltözés, bentlakás (módosítgatás, újabb hibák, ...)


programkészítés folyamata

A

Programozási alapismeretek

ELTE

problémamegoldás lépései –

5/41

11-11-16

Italautomata használata: 1. Válassz italt! 2. Dobj be egy 100 Ft-ost! 3. Nyomd meg a megfelelő gombot! 4. Várj amíg folyik az ital! 5. Vedd ki az italt! 6. Idd meg! Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

6/41

Az algoritmus fogalma  végrehajtható

ELTE

11-11-16


(van hozzá

végrehajtó)  lépésenként hajtható végre  a lépések maguk is algoritmusok  pontosan definiált, adott végrehajtási sorrenddel  egy folyamat véges hosszúságú, időben esetleg végtelen leírása Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

7/41

ELTE

11-11-16


ELTE

Italautomata használata: 1. Válassz italt! 2. Dobj be egy 100 Ft-ost! 3. Nyomd meg a megfelelő gombot! 4. Ismételd nézd a poharat! amíg folyik az ital! 5. Vedd ki az italt! 6. Idd meg!

ELTE


9/41

11-11-16

Italautomata használata: 1. Válassz italt! 2. Ha van 100 Ft-osod akkor Dobj be egy 100 Ft-ost! különben Dobj be öt 20 Ft-ost 3. …


10/41 10/41


Dobj be öt 20 Ft-ost: 1. Ismételd 5-ször: Dobj be egy 20 Ft-ost! ELTE

ELTE

Új algoritmikus elem: ismétlés adott darab-számszor


8/41

Új algoritmikus elem: választás két tevé-kenység közül, esetleg nemdeterminisz-tikus választás


11-11-16



Új algoritmikus elem: ismétlés feltételtől függően 11-11-16

Az alapalgoritmus elemei:  egymásutáni végrehajtás  nem-determinisztikusság  párhuzamosság

11/41 11/41

11-11-16

Az algoritmusok összeállítási módjai:  Szekvencia (egymás utáni végrehaj-tás)  Elágazás (választás 2 vagy több tevé-kenységből)  Ciklus (ismétlés adott darabszámszor vagy adott feltételtől függően) Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

12/41 12/41

A specifikáció 1. 2. 3. ELTE

4. 5. 6. 7.

A specifikáció

Bemenő adatok (azonosító, értékhalmaz, mértékegység) Ismeretek a bemenetről (előfeltétel) Eredmények (azonosító, értékhalmaz, …) Az eredmény kiszámítási szabálya (utófeltétel) A megoldással szembeni követelmények Korlátozó tényezők A használt fogalmak definíciói Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

11-11-16

13/41 13/41

ELTE

Tulajdonságai 1. Egyértelmű, pontos, teljes 2. Rövid, tömör, formalizált 3. Szemléletes, érthető Specifikációs eszközök 1. Szöveges leírás 2. Matematikai megadás


11-11-16

Példa: háromszög

Példa: háromszög

(algoritmus)

(specifikáció)

ELTE

Feladat: 3 szám lehet-e egy derékszögű háromszög 3 oldala? Specifikáció:  Bemenet: x,y,z:Valós Valós  Kimenet: lehet:Logikai Logikai  Előfeltétel: x>0 és y>0 és z>0  Utófeltétel: lehet=(x2+y2=z2)

Algoritmus:

ELTE


15/41 15/41

A programunk három fő részből áll: az adatok beolvasása, az eredmény kiszámítása, az eredmény kiírása:

Be: x,y,z [x>0 és y>0 és z>0] lehet:=(x2+y2=z2) Ki: lehet

Megjegyzés: a 3 szám sorrendjét ezek sze-rint rögzítettük – z az átfogó hossza! 11-11-16

Megjegyzés: később eltekintünk a beés ki-menet algoritmizálásától! 11-11-16


egyenlet

(algoritmus)

(specifikáció)

Egy másik algoritmus a lényegi

ELTE

xx:=x2 yy:=y2 zz:=z2 lehet:=(xx+yy=zz )

ELTE

Feladat: Adjuk meg a másodfokú egyenlet egy megol-dását! Az egyenlet: ax2+bx+c=0 Kérdések:  

Bevezethetők/-endők segéd (belső, saját) változók. Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

Mi a megoldás? – kimenet Mit jelent: „megoldásnak lenni”? – utófeltétel



11-11-16

16/41 16/41

Példa: másodfokú

Példa: háromszög részre:

14/41 14/41



Biztos van megoldás? – előfeltétel Biztos egy megoldás van? – kimenet/utófeltétel

17/41 17/41

11-11-16


18/41 18/41

Példa: másodfokú

Példa: másodfokú

egyenlet

egyenlet

(specifikáció)

(specifikáció)

Specifikáció1:  Bemenet: ELTE

a,b,c:Valós Valós  Kimenet: x:Valós Valós  Előfeltétel: –  Utófeltétel 1: ax2+bx+c=0

ELTE

Mi lenne, ha megengednénk?  Utófeltétel2x :

Megjegyzés: az uf. nem ad algoritmizálható információt. Nem baj, de … próbálkozzunk még! Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

11-11-16

Specifikáció2:  Bemenet: a,b,c:Valós Valós  Kimenet: x:Valós Valós  Előfeltétel: a0

19/41 19/41

Nyitott kérdések:  

Mindig van megoldás? Egy megoldás van? Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

11-11-16

Példa: másodfokú egyenlet

egyenlet

(specifikáció)

(algoritmus)

ELTE

van x 

Algoritmus: d:=b2-4*a*c

 b  b  4  a c 2 a 2

van:=d0

ELTE

van?

I Igaz-ág

x :

Nyitott kérdés:

11-11-16


egyenlet

21/41 21/41

11-11-16


(algoritmus)

 Szöveges 

Program MásodfokúEgyenlet: d:=b2-4*a*c van:=d≥0 b d Ha van akkor x : 2 a Program vége.


22/41 22/41

Algoritmusleíró nyelvek

Algoritmus másképpen:

11-11-16

 b d 2 a

N

Hamis-ág

Egy megoldás van? – hf .

Példa: másodfokú

ELTE

20/41 20/41

Példa: másodfokú

Kimenet bővítés:  Kimenet: x:Valós Valós,, van:Logikai Logikai 2  Utófeltétel: van=(b 4*a*c) és



 b  b2  4  a c 2 a



Mondatokkal leírás Mondatszerű elemekkel – pszeudokód

ELTE

 Rajzos  

23/41 23/41

11-11-16

leírás

leírás

Folyamatábra Struktogram


24/41 24/41

Struktogram

Struktogram

(és pszeudokód)

(és pszeudokód)  Ciklusok:

 Szekvencia: Utasítás1 Utasítás2

ELTE

Ciklus amíg Feltétel ciklusmag utasításai Ciklus vége ELTE

 Elágazások:

Ciklus ciklusmag utasításai amíg Feltétel Ciklus vége

Ha Feltétel akkor Igaz-ág utasításai különben Hamis-ág utasításai Elágazás vége Elágazás Feltétel1 esetén Feltétel2 esetén … egyéb esetekben Elágazás vége

 Struktogramszerkesztés: 

Utasítások1 Utasítások2 … Utasítások


11-11-16

Ciklus cv=tól ig … ciklusmag utasításai Ciklus vége

25/41 25/41



Táblázatkezelővel/szövegszerkesztővel Célprogramokkal (pl. NSD) Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.

11-11-16

Kódolás

Kódolás

(fejlesztői környezet)


 Keretrendszer:

 Első

Code::Blocks

26/41 26/41

elindításkor:

a fordítóprogram kiválasztása

 Letöltés: ELTE

www.codeblocks.org

ELTE

 Telepítés:

értelemszerűen

11-11-16


ELTE

2.

11-11-16

11-11-16


Kódolás

Kódolás



 Használat 1.

27/41 27/41

lépései:

 Használat

projekt létrehozása, azaz milyen plat-formra készül a majdani alkalmazás: Create a new project sablon (template) választása: Console application




ELTE

28/41 28/41

további lépései:

a projekt munkakörnyezete a diszken

projektnév projekt szülőkönyvtár

29/41 29/41

11-11-16


30/41 30/41

Kódolás

Kódolás



 Használat

 Használat

a projekt munkakörnyezete a diszken



ELTE

további lépései:

fordítóválasztás  a munkakörnyezet kialakítás befejezése fordító 

projektnév

ELTE

projekt szülőkönyvtár projektfájlnév

fejlesztendő?

projektfájlnév útvonallal

végleges?


11-11-16

A

további lépései:

a fejlesztendő környezete

a végleges környezete 31/41 31/41


11-11-16

Kódolás

Kódolás



kialakult munkakörnyezet: 

A

a diszken:

ELTE

32/41 32/41


a diszken:



a keretrendszerben:

ELTE



a keretrendszerben: a program „kibontása”

11-11-16


33/41 33/41

11-11-16

Kódolás

Kódolás



A

„keletkezett 0. program” fordítása

A

34/41 34/41


ELTE

11-11-16


a diszken:

ELTE


35/41 35/41

11-11-16


36/41 36/41

A

Kódolás

Kódolás




A

a diszken:


a main.cpp tartalma: #include

ELTE

ELTE

using namespace std; int main() { cout << "Hello world!" << endl; return 0; 0; }

(meglepő módon?)


11-11-16

A

37/41 37/41


11-11-16

Kódolás

Kódolás




A

a elsőProg.cbp tartalma (xml):

futó konzolalkalmazás:  

ELTE

ELTE

 a futás eredmény e

(mily meglepő!)

visszaado tt érték

11-11-16


Programozási alapismeretek 1. előadás vége

39/41 39/41

11-11-16

38/41 38/41



„fordítás” – (az utolsó lefordított) futtatás(a) – futási idő fordítás+futtatás – és a konzolablak tartalma:

Érdemes elindítani az exet! Mit tapasztalt? Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1. Magyarázat?

40/41 40/41

Programozási alapismeretek. 1. előadás. A problémamegoldás lépései. A programkészítés folyamata. Az algoritmus fogalma. Nyelvi szintek

Recommend Documents