3.2. Блок 2.
Управляющие структуры в языках программирования. Машинные команды управления вычислительным процессом: безусловные и условные переходы, оператор цикла. Управляющие операторы ранних языков программирования. Модули и восходящее проектирование.
Понятие структурного программирования. Управляющие структуры современных языков. Теорема о структурном программировании. Нисходящее проектирование программ.
Встроенные типы данных основных языков программирования (линии Си и Паскаля).
Структурированные типы данных. Массивы и хранение массивов в памяти. Текстовые строки. Записи. Файлы. Применение структурированных типов.
Реализация программных стеков, списков и очередей с помощью массивов.
Динамическое распределение памяти. Указатели. “Куча”, выделение и освобождение памяти, “сборка мусора”. Реализация программных стеков, списков и очередей с помощью указателей.
Динамические структуры и их применение. Двусвязные списки, их реализация. Двоичные, n-ичные и произвольные деревья. Сети.
Структура компилятора. Этапы построения, загрузки и выполнения программы. Интерпретаторы.
Оптимизация программного кода.
Основы объектно-ориентированного подхода. Понятие объекта. Технология взаимодействия с объектами посредством функций. Инкапсуляция данных и функций. Механизм наследования объектов. Объектно-ориентированные языки программирования.
Классы языка C++. Понятие класса. Инкапсуляция и наследование. Описание классов в языке C++. Доступ к данным, инкапсулированным внутри класса. Функции-члены класса. Правила декларации функций-членов класса. Перегрузка функций. Использование в функциях языка C++ аргументов по умолчанию. Модификаторы доступа к элементам класса.
Классы языка Паскаль (Delphi). Понятие класса. Инкапсуляция и наследование. Описание классов. Доступ к данным, инкапсулированным внутри класса. Правила декларации функций и процедур.
Объекты классов. Указатели на элементы (объекты), на массивы элементов (объектов), на функции. Создание и удаление объектов. Динамическое создание объектов. Работа с динамическими массивами.
Понятие конструктора и деструктора. Конструкторы по умолчанию. Перегружаемые конструкторы. Конструкторы копии. Правила декларации конструктора. Модификаторы доступа для конструктора. Деструктор объектов класса. Статические, динамические и автоматические объекты. Время жизни и область видимости.
Дружественные отношения. Функции-друзья класса. Доступ дружественных функций к инкапсулированным данным. Дружественные отношения между классами. Дружественность и наследование.
Конструирование классов и наследование. Понятие базового и производного классов. Типы наследования. Иерархия наследования классов. Простое наследование. Множественное наследование классов. Правила декларации наследования. Изоморфизм/полиморфизм и виртуальные функции. Перегрузка виртуальных функций производными классами.
Исключительные ситуации. Причины возникновения исключительных ситуаций и возможные способы их обработки. Конструкции языка C++ для отслеживания и обработки исключительных ситуаций.
Исключительные ситуации, их отслеживание и обработка в Delphi.
Операторы языка C++. Классификация операторов. Механизм выполнения операторов. Приоритеты и порядок выполнения операторов языка C++. Перегрузка операторов.
Препроцессор. Директивы препроцессора.
Операторы языка Object Pascal. Классификация операторов. Механизм выполнения операторов. Приоритеты и порядок выполнения операторов языка Object Pascal..
Визуальное программирование и событийное управление.
Назначение и принципы построения операционных систем (ОС). Однозадачные ОС. Квазимногозадачные ОС. Системы с вытесняющей многозадачностью. Дисциплины и алгоритмы диспетчеризации вычислений.
Процессы. Свойства процессов. Параллельные процессы. Взаимодействие процессов. Критические участки. Взаимное исключение процессов. Семафоры.
Ресурсы. Свойства и классификация ресурсов. Конфликты и тупики. Условия возникновения и предотвращение конфликтов и тупиков. Восстановление после выхода из тупиков.
Общая идеология программирования под Windows. Приложения Windows (Win32). Истинная многозадачность и псевдомногозадачность. Процессы и нити.
Синхронизация программ под Windows. Механизм взаимодействия процессов посредством сообщений. Оконные процедуры обработки сообщений. Цикл обработки сообщений.
Критические секции и мютексы.
Системы приоритетов. Управление приоритетами в приложениях Windows.
Графические функции Windows. Понятие графического устройства. Контексты графических устройств.
Работа с дисковыми подсистемами в WinAPI.
Методики тестирования программного обеспечения.
Контроль входных данных информационных систем.
Понятие информационной системы. Предметная область. Объект и его атрибуты. Ключевой атрибут. Значение данных. Запись данных. Файл данных. Моделирование данных. Абстракции. Обобщение. Агрегация.
Уровни описания функций и данных информационной системы в SADT.
Управление базами данных. Данные, база данных, банк данных, системы управления базами данных. Архитектура систем баз данных. Уровни архитектуры. Администрирование баз данных.
Модели данных. Иерархическая, сетевая, реляционная, объектно - ориентированная модель. Реляционная модель: домен, кортеж, отношение, схема базы данных. Целостность реляционных данных.
Особенности реляционного подхода к организации данных. Основные понятия реляционной модели: тип данных, домен, атрибут, кортеж, отношение, схема базы данных. Фундаментальные свойства отношений. Характеристика реляционной модели данных. Целостность сущностей. Ссылочная целостность.
Базисные средства манипулирования реляционными данными. Операции реляционной алгебры: проекция, объединение, разность, декартово произведение, селекция, пересечение, деление, соединение. Интерпретация реляционных операций.
Основы проектирования реляционных баз данных с использованием принципов нормализации. Основные понятия: функциональная зависимость, полная функциональная зависимость, транзитивная функциональная зависимость, возможные ключи и взаимно независимые атрибуты. Аномалии модификации данных и способы их преодоления посредством нормализации системы отношений: первая, вторая, третья нормальные формы, нормальная форма Бойса-Кодда, четвертая и пятая нормальные формы.
Проблемы семантического моделирования. Модель данных "Сущность-связь". Основные понятия: типы сущностей и типы связей. ER-диаграмма и особенности ее представление. Описание ограничений.
Язык запросов SQL. Оператор SELECT. Объединение таблицы с собой. Вставка одного запроса внутрь другого. Аргумент DISTINCT в подзапросах. Использование агрегатных функций в подзапросах. Оператор IN в подзапросах. Выражения во вложенных запросах. Подзапросы внутри предложения HAVING. Соотнесенные подзапросы, порядок их выполнения.
Язык запросов SQL. Сравнение таблицы с собой. Соотнесенные подзапросы в предложении HAVING. Соотнесенные подзапросы и объединения. Использование оператора EXISTS. Использование операторов ANY, ALL, SOME. Использование предложения UNION. Ввод, удаление и изменение значения полей. Использование подзапросов с командами модификации.
Модели распределенной обработки: модель файлового сервера, модель доступа к удаленным данным, модель сервера базы данных, модель сервера приложений. Стратегия размещения бизнес-правил.
Физическая реализация баз данных.
Технические средства систем ввода и визуализации изображений.
Восприятие цвета человеком. Модели представления цвета. Машинно-ориентированные модели (RGB, CMY, CMYK). Модели, ориентированные на человеческое восприятие (HSB, HSL).
Формирование цифровых изображений. Аффинные преобразования на плоскости и в пространстве. Базовые преобразования: перенос, поворот, отражение, масштабирование. Общая форма записи. Матричная форма записи. Однородные координаты. Матричные преобразования в однородных координатах.
Алгоритмы растеризации графических примитивов. Растровое представление отрезка. Цифровой дифференциальный анализатор. Алгоритм Брезенхейма. Растровая развертка окружности.
Алгоритмы удаления невидимых поверхностей, их применение. Построение поверхностей методом плавающего горизонта. Отбрасывание нелицевых граней. Z-сортировка (алгоритм художника). Z-буфер.