Введение

Для того, чтобы компьютер выполнил некоторую работу, необходимо разработать последовательность команд или, как говорят, написать программу. Выражение написать программу отражает только один из этапов создания компьютерной программы, когда разработчик программы действительно записывает команды (инструкции) на бумаге или при помощи текстового редактора.

Программирование - это процесс создания (разработки) программы, который может быть представлен как последовательность следующих шагов:

0. определение требований к программе;

1. разработка или выбор алгоритма решения поставленной задачи;

2. написание команд;

3. отладка;

4. тестирование.

На этапе разработки алгоритма необходимо определить последовательность действий, которые надо выполнить для достижения результата. Многие задачи можно решить различными способами. В этом случае программист, используя некоторый критерий, например, скорость работы алгоритма или его длину, выбирает наиболее подходящее решение. Затем составляет подробное описание алгоритма.

После того, как определены требования к программе и составлен алгоритм решения, алгоритм записывается на выбранном языке программирования.

Под отладкой понимается процесс поиска ошибок в программе. Ошибки в программе разделяются на две группы: текстовые и алгоритмические. Ошибки в тексте - это наиболее легко устранимые ошибки. Алгоритмические ошибки обнаружить труднее. Этап отладки можно считать законченным, если программа правильно работает на одном-двух наборах входных данных.

Этап тестирования особенно важен, если вашей программой будут пользоваться другие. На этом этапе следует проверить как ведет себя программа на как можно большем количестве входных наборов данных, в том числе и на неверных.

Алгоритм и программа

Задача программиста состоит в определении последовательности действий, которые необходимо выполнить, чтобы достигнуть нужного результата.

Пусть требуется разработать программу решения квадратного уравнения. Исходными данными являются значения коэффициентов. Результатом являются значения корней. Метод решения квадратного уравнения известен, т.е. известна последовательность шагов, которые необходимо выполнить для решения поставленной задачи

Алгоритм - точное предписание, определяющее процесс перехода от исходных данных к результату.

Предписание считается алгоритмом, если оно обладает тремя следующими свойствами:

0. определенностью, т. е. точностью, не оставляющей место для произвола;

1. универсальностью, т. е. возможностью исходить из меняющихся в известных пределах значений исходных данных;

2. результативностью, т. е. направленностью на получение результата.

Алгоритм решения задачи может быть представлен в виде словесного описания или графически - в виде блок-схемы. В блок схемах для обозначения логически различных фрагментов программы используются определенные стандартные символы. Основные элементы блок-схемы это: Начало/ Конец, Ввод/Вывод, Обработка и Выбор (рис. 1).

Начало/Конец Ввод/Вывод Обработка Выбор

Рис.1. Основные элементы для изображения блок-схемы алгоритма

Например, алгоритм решения квадратного уравнения может быть представлен в виде блок-схемы, изображенной на рис. 2.

Да

Нет

Рис.2. Блок-схема алгоритма решения квадратного уравнения

Представление алгоритма в виде блок-схемы позволяет наглядно отразить последовательность действий, необходимых для решения поставленной задачи, убедиться самому программисту в правильности понимания поставленной задачи.

После разработки алгоритма решения задачи и представления его в виде блок-схемы можно перейти к написанию программы - последовательности операторов (инструкций) на выбранном языке программирования, соответствующей разработанному алгоритму.

Программа, написанная на языке программирования является исходной программой. Она состоит из инструкций, понятных человеку, но не понятных процессору компьютера. Чтобы процессор смог выполнить работу в соответствии с инструкциями исходной программы, исходная программа должна быть переведена на машинный язык - язык команд процессора. Эту задачу решает специальная программа - компилятор. Компилятор выполняет последовательно две задачи:

0. Проверяет текст программы на отсутствие синтаксических ошибок.

1. Создает (генерирует) выполняемую программу - машинный код.

Следует отметить, что генерация выполняемой программы происходит только в том случае, если в тексте программы нет синтаксических ошибок (рис. 3).

Рис.3. Схема работы компилятора.

Генерация машинного кода компилятором свидетельствует только об отсутствии в тексте программы синтаксических ошибок. Убедиться в правильности работы программы можно только во время ее тестирования - пробных запусков программы и анализе полученных результатов.