9) Структурное программирование.
Структурное программирование - методология и технология разработки программных комплексов, основанная на принципах:
- программирования "сверху-вниз";
- модульного программирования.
При этом логика алгоритма и программы должны использовать три основные структуры: последовательное выполнение, ветвление и повторение.
История
Методология структурного программирования появилась как следствие возрастания сложности решаемых на компьютерах задач, и соответственного усложнения программного обеспечения. В 70-е годы XX века объёмы и сложность программ достигли такого уровня, что «интуитивная» (неструктурированная, или «рефлекторная») разработка программ, которая была нормой в более раннее время, перестала удовлетворять потребностям практики. Программы становились слишком сложными, чтобы их можно было нормально сопровождать, поэтому потребовалась какая-то систематизация процесса разработки и структуры программ.
Наиболее сильной критике со стороны разработчиков структурного подхода к программированию подвергся оператор GOTO (оператор безусловного перехода), имевшийся тогда почти во всех языках программирования. Неправильное и необдуманное использование произвольных переходов в тексте программы приводит к получению запутанных, плохо структурированных программ (т.н. спагетти-кода), по тексту которых практически невозможно понять порядок исполнения и взаимозависимость фрагментов.
Следование принципам структурного программирования сделало тексты программ, даже довольно крупных, нормально читаемыми. Серьёзно облегчилось понимание программ, появилась возможность разработки программ в нормальном промышленном режиме, когда программу может без особых затруднений понять не только её автор, но и другие программисты. Это позволило разрабатывать достаточно крупные для того времени программные комплексы силами коллективов разработчиков, и сопровождать эти комплексы в течение многих лет, даже в условиях неизбежных изменений в составе персонала.
Методология структурной разработки программного обеспечения была признана «самой сильной формализацией 70-х годов». После этого слово «структурный» стало модным в отрасли, и его начали использовать везде, где надо и где не надо. Появились работы по «структурному проектированию», «структурному тестированию», «структурному дизайну» и так далее. В общем, произошло примерно то же самое, что происходило в 90-х годах и происходит в настоящее время с терминами «объектный», «объектно-ориентированный» и «электронный».
Перечислим некоторые достоинства структурного программирования:
Структурное программирование позволяет значительно сократить число вариантов построения программы по одной и той же спецификации, что значительно снижает сложность программы и, что ещё важнее, облегчает понимание её другими разработчиками.
В структурированных программах логически связанные операторы находятся визуально ближе, а слабо связанные — дальше, что позволяет обходиться без блок-схем и других графических форм изображения алгоритмов (по сути, сама программа является собственной блок-схемой).
Сильно упрощается процесс тестирования и отладки структурированных программ.
10) Модульный принцип программирования допускает включения в программу локальных процедур. Как указано выше, аппарат блоков и процедур находит ограниченное применение в программах специализированных ЭВМ, процедуры, объем которых такого же порядка, что и программа, оформляются как внешние процедуры и лишь при небольшом объеме включаются в программу в качестве локальных процедур или блоков.
Модульный принцип программирования является развитием принципа программирования, основанного на применении библиотеки подпрограмм.
МОДУЛЬНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ (modular programming). Способ разработки программ, при котором программа разбивается на относительно независимые составные части - программные модули. При этом каждый модуль может разрабатываться, программироваться, транслироваться и тестироваться независимо от других. Внутреннее строение модуля для функционирования всей программы, как правило, значения не имеет. При модификации алгоритма, реализуемого модулем, структура программы не должна меняться
11) Сверху вниз - когда задача решается от общего к частному,крупные задачи разбиваются на более мелкие и тд. пока для каждой не найдется простого решения
Плюсы: когда мы доходим до написания когда у нас уже есть проект системы
Минусы- не всегда очевидно как разбивать задачу, можно попасть в паралич анализа
Снизу вверх- методика разработки программ ,начинающаяся с разработки подпрограмм (процедур,функций)
менее предпочтительная т.к часто приводит к нежелательным результатам.
12) Объе́ктно-ориенти́рованное или объектное программи́рование (в дальнейшем ООП) — парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов (либо, в менее известном варианте языков с прКласс — это тип, описывающий устройство объектов. Понятие «класс» подразумевает некоторое поведение и способ представления. Понятие «объект» подразумевает нечто, что обладает определённым поведением и способом представления. Говорят, что объект — это экземпляр класса. Класс можно сравнить с чертежом, согласно которому создаются объекты. Обычно классы разрабатывают таким образом, чтобы их объекты соответствовали объектам предметной области.
Класс является описываемой на языке терминологии (пространства имён) исходного кода моделью ещё не существующей сущности, т. е. объекта.
Объект — сущность в адресном пространстве вычислительной системы, появляющаяся при создании экземпляра класса (например, после запуска результатов компиляции (и связывания) исходного кода на выполнение).
Прототип — это объект-образец, по образу и подобию которого создаются другие объекты.ототипированием, — прототипов).
ООП возникло в результате развития идеологии процедурного программирования, где данные и подпрограммы (процедуры, функции) их обработки формально не связаны. Для дальнейшего развития объектно-ориентированного программирования часто большое значение имеют понятия события (так называемое событийно-ориентированное программирование) и компонента (компонентное программирование, КОП).
Абстракция Абстрагирование – это способ выделить набор значимых характеристик объекта, исключая из рассмотрения незначимые. Соответственно, абстракция – это набор всех таких характеристик.
Инкапсуляция – это свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними, в классе и скрыть детали реализации от пользователя.
Наследование – это свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Класс, от которого производится наследование, называется базовым, родительским или суперклассом. Новый класс – потомком, наследником или производным классом.
Полиморфизм – это свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.
13) Функциона́льное программи́рование — раздел дискретной математики и парадигма программирования, в которой процесс вычисления трактуется как вычисление значений функций в математическом понимании последних (в отличие от функций как подпрограмм в процедурном программировании).ФП - не предполагает явного хранения состояния программы следовательно не предполагает оно и изменяемость этого состояния.
Основной особенностью функционального программирования, определяющей как преимущества, так и недостатки данной парадигмы, является то, что в ней реализуется модель вычислений без состояний. Если императивная программа на любом этапе исполнения имеет состояние, то есть совокупность значений всех переменных, и производит побочные эффекты, то чисто функциональная программа ни целиком, ни частями состояния не имеет и побочных эффектов не производит. То, что в императивных языках делается путём присваивания значений переменным, в функциональных достигается путём передачи выражений в параметры функций. Непосредственным следствием становится то, что чисто функциональная программа не может изменять уже имеющиеся у неё данные, а может лишь порождать новые путём копирования и/или расширения старых. Следствием того же является отказ от циклов в пользу рекурсии.[источник не указан 759 дней]
Сильные стороны
Повышение надёжности кода
Удобство организации модульного тестирования
Возможности оптимизации при компиляции
Возможности параллелизма
Ещё одним преимуществом функциональных программ является то, что они предоставляют широчайшие возможности для автоматического распараллеливания вычислений. Поскольку отсутствие побочных эффектов гарантировано, в любом вызове функции всегда допустимо параллельное вычисление двух различных параметров — порядок их вычисления не может оказать влияния на результат вызова.
Недостатки
Недостатки функционального программирования вытекают из тех же самых его особенностей. Отсутствие присваиваний и замена их на порождение новых данных приводят к необходимости постоянного выделения и автоматического освобождения памяти, поэтому в системе исполнения функциональной программы обязательным компонентом становится высокоэффективный сборщик мусора.
14) Иску́сственный интелле́кт (ИИ, англ. Artificial intelligence, AI) — наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.
Поясняя своё определение, Джон Маккарти указывает: «Проблема состоит в том, что пока мы не можем в целом определить, какие вычислительные процедуры мы хотим называть интеллектуальными. Мы понимаем некоторые механизмы интеллекта и не понимаем остальные. Поэтому под интеллектом в пределах этой науки понимается только вычислительная составляющая способности достигать целей в мире»
История искусственного интеллекта
История искусственного интеллекта как нового научного направления начинается в середине XX века. К этому времени уже было сформировано множество предпосылок его зарождения: среди философов давно шли споры о природе человека и процессе познания мира, нейрофизиологи и психологи разработали ряд теорий относительно работы человеческого мозга и мышления, экономисты и математики задавались вопросами оптимальных расчётов и представления знаний о мире в формализованном виде; наконец, зародился фундамент математической теории вычислений — теории V-1. ПРЕИМУЩЕСТВА ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
Постоянство - экспертные системы ничего не забывают в отличие от человека-эксперта
Воспроизводимость - можно сделать любое количество копий экспертной системы, а обучение новых экспертов отнимает много времени и средств
Если имеется сложный лабиринт правил (например налоговое законодательство ), то экспертная система может "распутать" этот лабиринт
Эффективность - может увеличить производительность и уменьшать затраты персонала
Хотя экспертные системы дороги для создания и поддержки, они недороги для эксплуатации
Разработка и эксплуатационные расходы могут быть распределены среди многих
пользователей
Полная стоимость может быть более разумной по сравнению с дорогими и малочисленными экспертами
Постоянство - С использованием экспертных системам подобные транзакции обрабатываются одним и тем же способом. Система будет делать сопоставимые рекомендации для похожих ситуаций.
Влияние на людей -
Новый эффект (самая современная информация, имеющая влияние на здравый смысл)
Главный эффект (ранняя информация доминирует над здравым смыслом ).
Документация - экспертная система может задокументировать процесс решения
Законченность - экспертная система может выполнять обзор всех транзакций, a
человек-эксперт сможет сделать обзор только отдельной выборки
Своевременность - Погрешности в конструкциях и-или могут быть своевременно найдены.
Широта - Могут быть объединены знания многих экспертов ,что дает системе больше широты, чем с вероятно может достичь один человек
Снижают риск ведения дела благодаря
Последовательности принятия решения
Документированности
Компетентности
V-2. НЕДОСТАТКИ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
Здравый смысл - В дополнение к широкому техническому знанию,человек-эксперт
имеет здравый смысл. Еще не известно, как заложить здравый смысл в экспертные системы.
Творческий потенциал - Человек-эксперт может реагировать творчески на необычные ситуации, экспертные системы не могут.
Обучение - Человек-эксперт автоматически адаптируются к изменению среды; экспертные системы нужно явно модифицировать.Рассуждения, основанные на фактах, и нейронные сети - методы, которые могут включать обучение.
Сенсорный Опыт - Человек-эксперт располагает широким диапазоном сенсорного опыта; экспертные системы в настоящее время основаны на вводе символов.
Экспертные системы не хороши, если решения не существует или когда проблема лежит вне области их компетенции.
15) Подпрограмма (англ. subroutine) — поименованная или иным образом идентифицированная часть компьютерной программы, содержащая описание определённого набора действий. Подпрограмма может быть многократно вызвана из разных частей программы. В языках программирования для оформления и использования подпрограмм существуют специальные синтаксические средства.
Назначение подпрограмм.
Подпрограммы изначально появились как средство оптимизации программ по объёму занимаемой памяти — они позволили не повторять в программе идентичные блоки кода, а описывать их однократно и вызывать по мере необходимости. К настоящему времени данная функция подпрограмм стала вспомогательной, главное их назначение — структуризация программы с целью удобства её понимания и сопровождения.
Выделение набора действий в подпрограмму и вызов её по мере необходимости позволяет логически выделить целостную подзадачу, имеющую типовое решение. Такое действие имеет ещё одно (помимо экономии памяти) преимущество перед повторением однотипных действий: любое изменение (исправление ошибки, оптимизация, расширение функциональности), сделанное в подпрограмме, автоматически отражается на всех её вызовах, в то время как при дублировании каждое изменение необходимо вносить в каждое вхождение изменяемого кода.
Даже в тех случаях, когда в подпрограмму выделяется однократно производимый набор действий, это оправдано, так как позволяет сократить размеры целостных блоков кода, составляющих программу, то есть сделать программу более понятной и обозримой...
Виды подпрограмм
В языках программирования высокого уровня используется два типа подпрограмм: процедуры и функции.
Функция — это подпрограмма специального вида, которая, кроме получения параметров, выполнения действий и передачи результатов работы через параметры имеет ещё одну возможность — она может возвращать результат. Вызов функции является, с точки зрения языка программирования, выражением, он может использоваться в других выражениях или в качестве правой части присваивания. Подробнее см. в статье Функция (программирование).
Процедура — это любая подпрограмма, которая не является функцией.
Подпрограммы, входящие в состав классов в объектных языках программирования, обычно называются методами. Этим термином называют любые подпрограммы-члены класса, как функции, так и процедуры; когда требуется уточнение, говорят о методах-процедурах или методах-функциях.
16) Язы́к программи́рования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под ее управлением.
Типы данных
Современные цифровые компьютеры обычно являются двоичными и данные хранят в двоичном (бинарном) коде (хотя возможны реализации и в других системах счисления). Эти данные как правило отражают информацию из реального мира (имена, банковские счета, измерения и др.), представляющую высокоуровневые концепции.
Особая система, по которой данные организуются в программе, — это система типов языка программирования; разработка и изучение систем типов известна под названием теория типов. Языки могут быть классифицированы как системы со статической типизацией и языки с динамической типизацией.
Статически-типизированные языки могут быть в дальнейшем подразделены на языки с обязательной декларацией, где каждая переменная и объявление функции имеет обязательное объявление типа, и языки с выводимыми типами. Иногда динамически-типизированные языки называются латентно-типизированными.
Структуры данных
Системы типов в языках высокого уровня позволяют определять сложные, составные типы, так называемые структуры данных. Как правило, структурные типы данных образуются как декартово произведение базовых (атомарных) типов и ранее определённых составных типов.
Основные структуры данных (списки, очереди, хеш-таблицы, двоичные деревья и пары) часто представлены особыми синтаксическими конструкциями в языках высокого уровня. Такие данные структурируются автоматически.
Классы языков программированияФункциональные
Процедурные (императивные)
Стековые
Векторные
Аспектно-ориентированные
Декларативные
Динамические
Учебные
Описания интерфейсов Прототипные
Объектно-ориентированные
Рефлексивные — поддерживающие отражение.
Логические
Параллельного программирования
Скриптовые (сценарные)
Эзотерические
C русским синтаксисом