Location via proxy:   [ UP ]  
[Report a bug]   [Manage cookies]                
SlideShare a Scribd company logo

ОПК № 2 – Алгоритмы и структуры данных, язык C

•
•
Vladimir Parfinenko
Vladimir Parfinenko

1. Алгоритмы + Структуры данных = Программы. 2. Виды данных. 3. Машинное представление данных. 4. Понятие алгоритма. 5. Парадигмы программирования: императивная, функциональная, логическая. 6. Язык C, его история. 7. Структура C-программы. 8. Сборка программы: компиляция и линковка.

1 of 21
Download to read offline
ОСНОВЫ ПРОГРАММНОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ Лекция № 2 26 февраля 2013 г.
ИНЬ И ЯН ПРОГРАММИРОВАНИЯ • Алгоритмы. • Структуры данных. • Алгоритмы + Структуры данных = Программы.
ДАННЫЕ (ИНФОРМАЦИЯ) • Данные для человека: • Изображения (видео). • Числа (целые, • Звук. вещественные, комплексные)… • «Записи». • Наборы чисел (ряды, • Компьютерможет: векторы, матрицы). 00011100111010101 • Текст (символы).
МАШИННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ • Целыечисла – двоичная • Набор чисел, символов – система счисления. массив. • Вещественные числа – • Картинка– массив представление с пикселов с цветом (RGB). плавающей точкой. • Звук– набор отсчетов • Символы – числа (квантованная амплитуда). (кодировка).
АЛГОРИТМ • Решает определенную задачу. • Конечная упорядоченная последовательность действий. • Обычно имеет входные параметры и выходные результаты. • Пример: алгоритм Евклида поиска НОД двух чисел: • НОД(a, b) = НОД(a-b, b) если a > b
ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ • Структуры данных: • Типы данных (числа, символы, строки, …). • Переменные. • Алгоритмы: • Операции над данными, в определенной последовательности – согласно синтаксису языка.
ПАРАДИГМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ • Императивная. Программа – это и есть алгоритм. В каждый момент есть глобальное состояние (содержимое памяти), явно доступное для изменения. Языки: Pascal, C, … • Функциональная. Программа – это функция. Нет явного состояния. Языки: LISP, Haskell, Microsoft Excel (!) • Логическая. Программа – это набор предикатов и правил вывода. Языки: Prolog, SQL.
ИМПЕРАТИВНЫЙ C int fib(int n) { int a = 0, b = 1; int i; for (i = 1; i < n; i++) { int c = a + b; a = b; b = c; } return b; }
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ HASKELL fib :: Int -> Integer fib n = fibs (0,1) !! n where fibs (a,b) = a : fibs (b,a+b)
ЛОГИЧЕСКИЙ PROLOG fib(0, 0, 1):-!. fib(N, A, B):- N1 = N - 1, fib(N1, A1, B1), A = B1, B = A1 + B1.
ЯЗЫК C • 1972 г., Деннис Ричи (Bell Labs). • «Переносимый ассемблер» для системных целей: • Операционные системы: ядра, системные библиотеки. • Компиляторы, виртуальные машины, … • Дает широкие возможности, но требует аккуратности.
ИСТОРИЯ • 1972 г. – рождение. • 1978 г. – выход книги, «K&R» C. • 1983 г. – отпочковался C++. • 1989 г. – стандарт ANSI C или C89. • 1999 г. – стандарт C99 (не совместим с C++!). • 2011 г. – стандарт C11.
КОМПИЛЯТОРЫ • GNU Compiler Collection. • Microsoft Visual C++. • Intel C++. • Clang/LLVM.
HELLO_WORLD.C #include <stdio.h> int main(void) { printf("Hello, world!n"); return 0; }
СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ • Программа состоит из функций, в т. ч. функции main(). • Функции расположены в файлах *.c. Например: • main.c • util.c • lib.c • magic.c
ЭТАП 1. КОМПИЛЯЦИЯ Исходные файлы (модули) Объектные файлы main.c main.o util.c util.o lib.c lib.o magic.c magic.o
ОБЪЕКТНЫЙ ФАЙЛ FILE.O • Машинный код функций, • hello_world.c: объявленных в file.c. • Машинный код функции • Памятьпод объявленные main(). глобальные переменные. • Ссылка на внешнюю • Ссылкина внешние функцию printf(). функции. • Ссылки на глобальные переменные.
ЭТАП 2. ЛИНКОВКА main.o util.o Исполняемый Линкер файл lib.o magic.o Статические Динамические библиотеки библиотеки
РАБОТА ЛИНКЕРА • Операционная единица: имя. Каждый объектный модуль (в т. ч. библиотечный): • Предоставляет какие-то имена (функции, переменные, …) • Требует какие-то имена. • Линкер удовлетворяет зависимости (все начинается с имени main). • Ошибки: • Имя требуется одним из модулей, но никаким не предоставляется. • Одно и то же имя предоставляется более, чем одним модулем.
ИСПОЛНЯЕМЫЙ ФАЙЛ • Содержит все нужные имена (и ничего лишнего). Все ссылки на имена в объектных файлах были разрешены. • Попостроению зависит от объектных файлов и библиотек (те зависят от исходных файлов). • Длявыполнения не нужно больше ничего (за исключением динамических библиотек).
КОНЕЦ ВТОРОЙ ЛЕКЦИИ Язык C – это хорошо.

More Related Content

ОПК № 2 – Алгоритмы и структуры данных, язык C

  • 1. ОСНОВЫ ПРОГРАММНОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ Лекция № 2 26 февраля 2013 г.
  • 2. ИНЬ И ЯН ПРОГРАММИРОВАНИЯ • Алгоритмы. • Структуры данных. • Алгоритмы + Структуры данных = Программы.
  • 3. ДАННЫЕ (ИНФОРМАЦИЯ) • Данные для человека: • Изображения (видео). • Числа (целые, • Звук. вещественные, комплексные)… • «Записи». • Наборы чисел (ряды, • Компьютерможет: векторы, матрицы). 00011100111010101 • Текст (символы).
  • 4. МАШИННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ • Целыечисла – двоичная • Набор чисел, символов – система счисления. массив. • Вещественные числа – • Картинка– массив представление с пикселов с цветом (RGB). плавающей точкой. • Звук– набор отсчетов • Символы – числа (квантованная амплитуда). (кодировка).
  • 5. АЛГОРИТМ • Решает определенную задачу. • Конечная упорядоченная последовательность действий. • Обычно имеет входные параметры и выходные результаты. • Пример: алгоритм Евклида поиска НОД двух чисел: • НОД(a, b) = НОД(a-b, b) если a > b
  • 6. ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ • Структуры данных: • Типы данных (числа, символы, строки, …). • Переменные. • Алгоритмы: • Операции над данными, в определенной последовательности – согласно синтаксису языка.
  • 7. ПАРАДИГМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ • Императивная. Программа – это и есть алгоритм. В каждый момент есть глобальное состояние (содержимое памяти), явно доступное для изменения. Языки: Pascal, C, … • Функциональная. Программа – это функция. Нет явного состояния. Языки: LISP, Haskell, Microsoft Excel (!) • Логическая. Программа – это набор предикатов и правил вывода. Языки: Prolog, SQL.
  • 8. ИМПЕРАТИВНЫЙ C int fib(int n) { int a = 0, b = 1; int i; for (i = 1; i < n; i++) { int c = a + b; a = b; b = c; } return b; }
  • 9. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ HASKELL fib :: Int -> Integer fib n = fibs (0,1) !! n where fibs (a,b) = a : fibs (b,a+b)
  • 10. ЛОГИЧЕСКИЙ PROLOG fib(0, 0, 1):-!. fib(N, A, B):- N1 = N - 1, fib(N1, A1, B1), A = B1, B = A1 + B1.
  • 11. ЯЗЫК C • 1972 г., Деннис Ричи (Bell Labs). • «Переносимый ассемблер» для системных целей: • Операционные системы: ядра, системные библиотеки. • Компиляторы, виртуальные машины, … • Дает широкие возможности, но требует аккуратности.
  • 12. ИСТОРИЯ • 1972 г. – рождение. • 1978 г. – выход книги, «K&R» C. • 1983 г. – отпочковался C++. • 1989 г. – стандарт ANSI C или C89. • 1999 г. – стандарт C99 (не совместим с C++!). • 2011 г. – стандарт C11.
  • 13. КОМПИЛЯТОРЫ • GNU Compiler Collection. • Microsoft Visual C++. • Intel C++. • Clang/LLVM.
  • 14. HELLO_WORLD.C #include <stdio.h> int main(void) { printf("Hello, world!n"); return 0; }
  • 15. СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ • Программа состоит из функций, в т. ч. функции main(). • Функции расположены в файлах *.c. Например: • main.c • util.c • lib.c • magic.c
  • 16. ЭТАП 1. КОМПИЛЯЦИЯ Исходные файлы (модули) Объектные файлы main.c main.o util.c util.o lib.c lib.o magic.c magic.o
  • 17. ОБЪЕКТНЫЙ ФАЙЛ FILE.O • Машинный код функций, • hello_world.c: объявленных в file.c. • Машинный код функции • Памятьпод объявленные main(). глобальные переменные. • Ссылка на внешнюю • Ссылкина внешние функцию printf(). функции. • Ссылки на глобальные переменные.
  • 18. ЭТАП 2. ЛИНКОВКА main.o util.o Исполняемый Линкер файл lib.o magic.o Статические Динамические библиотеки библиотеки
  • 19. РАБОТА ЛИНКЕРА • Операционная единица: имя. Каждый объектный модуль (в т. ч. библиотечный): • Предоставляет какие-то имена (функции, переменные, …) • Требует какие-то имена. • Линкер удовлетворяет зависимости (все начинается с имени main). • Ошибки: • Имя требуется одним из модулей, но никаким не предоставляется. • Одно и то же имя предоставляется более, чем одним модулем.
  • 20. ИСПОЛНЯЕМЫЙ ФАЙЛ • Содержит все нужные имена (и ничего лишнего). Все ссылки на имена в объектных файлах были разрешены. • Попостроению зависит от объектных файлов и библиотек (те зависят от исходных файлов). • Длявыполнения не нужно больше ничего (за исключением динамических библиотек).
  • 21. КОНЕЦ ВТОРОЙ ЛЕКЦИИ Язык C – это хорошо.