Programozás alapismeretek EA

Programozási alapismeretek 1. előadás

ELTEELTE

Tartalom

A problémamegoldás lépései –programkészítés folyamata

A programozás során használt nyelvekAz algoritmusA specifikációAlgoritmikus nyelvek –

struktogram A kódolás –

a fejlesztői környezet

Horváth-Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.Horváth-Szlávi-Zsakó: Programozási alapismeretek 1.14-10-0614-10-06 22/41/41

ELTEELTE

A problémamegoldás lépései

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, ...)


ELTEELTE

A programkészítés folyamata

1. Specifikálás (miből?, mit?) → specifikáció2. Tervezés (mivel?, hogyan?) → adat- + algoritmus-

leírás3. Kódolás (a gép hogyan?) → kód (reprezentáció +

implementáció)4. Tesztelés (hibás-e?) → hibalista (diagnózis)5. Hibakeresés (hol a hiba?) → hibahely, -ok6. Hibajavítás (hogyan jó?) → helyes program7. Minőségvizsgálat, hatékonyság (jobbítható-e?,

hogyan?) → jó program8. Dokumentálás (hogyan működik, használható?) →

használható program9. Használat, karbantartás (még mindig jó?) → évelő

(időtálló) program


ELTEELTE

Nyelvi szintek

Élőnyelv = pl. magyar ⇓

Specifikációs⇓

Algoritmusleíró⇓

Programozási⇑

Gépi

A nyelvek (élő ⇔ gépi) közelítése


ELTEELTE

Az algoritmus fogalma

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!


ELTEELTE


végrehajtható (van hozzá végrehajtó)lépésenként hajtható végrea lépések maguk is algoritmusokpontosan definiált, adott végrehajtási

sorrenddelegy folyamat véges hosszúságú, időben

esetleg végtelen leírása


ELTEELTE


Az (alap)algoritmus elemeinek végre-hajtási „stratégiái”:

egymásutáni végrehajtásnem-determinisztikusságpárhuzamosság

Gondoljuk meg a példa elemeit ebből a szempontból!


ELTEELTE


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!

Új algoritmikus elem: ismétlés feltételtől függően


ELTEELTE


Italautomata használata: 1. Válassz italt!2. Ha van 100 Ft-osod

akkor Dobj be egy 100 Ft-ost!különben Dobj be 5 20 Ft-ost

3. …

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


ELTEELTE


Dobj be 5 20 Ft-ost:

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

Új algoritmikus elem: ismétlés adott darab-számszor


ELTEELTE


Az algoritmusok összeállítási módjai:Szekvencia (egymás utáni végrehaj-

tás)Elágazás (választás 2 vagy több tevé-

kenységből)Ciklus (ismétlés adott darabszámszor

vagy adott feltételtől függően)Alprogram (egy összetett tevékenység,

egyedi néven – absztrakció)


ELTEELTE

A specifikáció

1. Bemenő adatok (azonosító, értékhalmaz [mértékegység])

2. Ismeretek a bemenetről (előfeltétel)3. Eredmények (azonosító, értékhalmaz …)4. Az eredmény kiszámítási szabálya

(utófeltétel)5. A megoldással szembeni követelmények6. Korlátozó tényezők7. A használt fogalmak definíciói


ELTEELTE

A specifikáció

Tulajdonságai

1. Egyértelmű, pontos, teljes

2. Rövid, tömör, formalizált

3. Szemléletes, érthető

Specifikációs eszközök

1. Szöveges leírás

2. Matematikai megadás


ELTEELTE

Példa: háromszög(specifikáció)

Feladat:3 szám lehet-e egy derékszögű háromszög 3 oldala?

Specifikáció:Bemenet: x,y,z:ValósValósKimenet: lehet:LogikaiLogikaiElőfeltétel: x>0 és y>0 és z>0Utófeltétel: lehet=(x2+y2=z2)

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


ELTEELTE

Példa: háromszög(algoritmus)

Algoritmus:A programunk három fő rész-

ből áll: az adatok beolvasása, az eredmény kiszámítása, azeredmény kiírása:

Az „elemi” utasításokat egy-egy „dobozba” írjuk. Később a be- és kimenetet nem algoritmizáljuk!

Be: x,y,z [x>0 és y>0 és z>0]

lehet:=(x2+y2=z2)

Ki: lehet


ELTEELTE

Példa: háromszög(algoritmus)

Egy másik algoritmus a lényegi részre:

Bevezethetők/-endők segéd (belső, saját) változók.

xx:=x2

yy:=y2

zz:=z2

lehet:=(xx+yy=zz)


ELTEELTE

Példa: másodfokú egyenlet(specifikáció)

Feladat:

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

Kérdések: Mi a megoldás? – kimenet

Mit jelent: „megoldásnak lenni”? – utófeltétel Biztos van megoldás? – előfeltétel Biztos egy megoldás van? – kimenet/utófeltétel


ELTEELTE


Specifikáció1:

Bemenet: a,b,c:ValósValósKimenet: x:ValósValósElőfeltétel: – Utófeltétel1: ax2+bx+c=0

Megjegyzés: az uf. nem ad algoritmizálható információt. Nem baj, de … próbálkozzunk még!

Megoldóképlet:


a2ca4bb

x2

1,2 ∗∗∗−±−=

ELTEELTE


Specifikáció2:Bemenet: a,b,c:ValósValósKimenet: x:ValósValósElőfeltétel: a≠0

Mi lenne, ha megengednénk?

Utófeltétel2:

Nyitott kérdések: Mindig van megoldás? Egy megoldás van?

a2

ca4bbx

2

∗∗∗−+−=


ELTEELTE


Kimenet bővítés:Kimenet: x:ValósValós,, van:LogikaiLogikaiUtófeltétel: van=(b2≥4*a*c) és

van →

Nyitott kérdés: Egy megoldás van? – hf .

a2

ca4bbx

2

∗∗∗−+−=


ELTEELTE

Példa: másodfokú egyenlet(algoritmus)

d:=b2-4*a*c

van:=d≥0van?

a2

db:x

∗+−=

Igaz-ág Igaz-ág

Hamis-ág Hamis-ág

II NN

Algoritmus:

A feltételes utasítás „3-dobozos” struktúra.


ELTEELTE

Példa: másodfokú egyenlet (algoritmus)

Algoritmus másképpen:

Program MásodfokúEgyenlet:

d:=b2-4*a*c

van:=d≥0

Ha van akkor

Program vége.a2

db:x

∗+−=


ELTEELTE

Algoritmusleíró nyelvek

Szöveges leírás Mondatokkal leírás Mondatszerű elemekkel – pszeudokód

Rajzos leírás Folyamatábra Struktogram


ELTEELTE

Struktogram(és pszeudokód)

Szekvencia:

Elágazások:

Utasítás1Utasítás1Utasítás2Utasítás2

HaHa Feltétel Feltétel akkorakkor Igaz-ág utasításai Igaz-ág utasításaikülönbenkülönben Hamis-ág utasításaiHamis-ág utasításaiElágazás végeElágazás vége

ElágazásElágazás Feltétel1 Feltétel1 eseténesetén Utasítások1 Utasítások1 Feltétel2 Feltétel2 eseténesetén Utasítások2 Utasítások2 … … … … egyéb esetekbenegyéb esetekben Utasítások UtasításokElágazás végeElágazás vége


ELTEELTE

Struktogram(és pszeudokód)

Ciklusok:

Struktogramszerkesztés: Táblázatkezelővel/szövegszerkesztővel Célprogramokkal (pl. NSD)

Ciklus amígCiklus amíg Feltétel Feltétel ciklusmag utasításai ciklusmag utasításaiCiklus végeCiklus vége

Ciklus Ciklus ciklusmag utasításaiciklusmag utasításaiamígamíg Feltétel FeltételCiklus végeCiklus vége

Ciklus Ciklus cv=tól ig …cv=tól ig … ciklusmag utasításai ciklusmag utasításaiCiklus végeCiklus vége


ELTEELTE

Kódolás(fejlesztői környezet)

Keretrendszer:Code::Blocks

Letöltés:www.codeblocks.org

Telepítés:értelemszerűen


ELTEELTE

Első elindításkor:a fordítóprogram kiválasztása



ELTEELTE

Használat lépései:1. projekt létrehozása, azaz milyen plat-

formra készül a majdani alkalmazás:Create a new project

2. sablon (template) választása: Console application



ELTEELTE

Használat további lépései: a projekt munkakörnyezete a diszken

projektnév

projekt szü-lőkönyvtár



ELTEELTE

Használat további lépései: a projekt munkakörnyezete a diszken

projektnév

projekt szü-lőkönyvtár

projektfájl-név

projektfájl-név útvonallal



ELTEELTE

Használat további lépései: fordítóválasztás a munkakörnyezet kialakítás befejezése

fordító

fejlesztendő?

a fejlesztendő környezete

végleges?

a végleges környezete



ELTEELTE

A kialakult munkakörnyezet: a diszken:

a keretrendszerben:

a program „kibontása”



ELTEELTE


a keretrendszerben:



ELTEELTE

A „keletkezett 0. program” fordítása



ELTEELTE




ELTEELTE




ELTEELTE

A kialakult munkakörnyezet: a main.cpp tartalma:

(meglepő módon?)

#include <#include <iostreamiostream>>

usingusing namespacenamespace std; std;

intint main()main(){{ cout <<cout << "Hello world!" "Hello world!" << endl;<< endl; returnreturn 0 0;;}}



ELTEELTE

A kialakult munkakörnyezet: a elsőProg.cbp tartalma (xml):

(mily meglepő!)(mily meglepő!)



ELTEELTE

A futó konzolalkalmazás: „fordítás” – (az utolsó lefordított) futtatás(a) – fordítás+futtatás – és a konzolablak tartalma:

Érdemes elindítani az exe-t! Érdemes elindítani az exe-t! Mit tapasztalt? Magyarázat?Mit tapasztalt? Magyarázat?

visszaadott érték

futási idő

a futás eredménye



Programozási alapismeretek1. előadás vége

Education

Programozás alapismeretek EA