Учебно-методический комплекс по дисциплине высокоуровневые методы информатики и программирования

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

АРМАВИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Утверждено на заседании кафедры

информатики и ИТО АГПУ

Протокол № __ от ”__”____________ 2012

Зав. кафедрой___________________

(Бельченко В.Е.)

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

по дисциплине

ВЫСОКОУРОВНЕВЫЕ МЕТОДЫ

ИНФОРМАТИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

(факультет прикладной информатики и информационных технологий

института прикладной информатики, математики и физики)

для специальности

«ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА В ЭКОНОМИКЕ»

(заочное отделение, 3,5 года)

Форма отчетности:

Экзамен: 4 курс, 7 семестр

Курсовая работа: 4 курс, 8 семестр

УМК подготовлен

доцентом кафедры информатики и ИТО

Нелиным В.М.

Армавир - 2012

АННОТАЦИЯ

В курсе рассматриваются фундаментальные вопросы, связанные с современными технологиями программирования, эволюцией программного обеспечения, парадигмами процедурного, модульного и объектно-ориентированного программирования.

Основное внимание уделяется объектно-ориентированному программированию (ООП). Рассматриваются такие основополагающие понятия и конструкции ООП как классы и объекты, инкапсуляция; наследование и полиморфизм, события и компоненты, визуальные технологии проектирования.

Курс призван содействовать формированию и развитию логической, алгоритмической и программистской культуры будущего специалиста в сфере информатики и информационных систем.

Цели курса:

• формирование представления об основных концепциях программирования;

• приобретение навыков визуального программирования;

• приобретение навыков отладки и тестирования программного обеспечения.

По окончании изучения курса "Высокоуровневые методы информатики и программирования" студент должен иметь представление о:

• современных технологиях программирования;

• высокоуровневых средах и языках программирования и возможных областях их применения;

• применении методологии высокоуровневого программирования для решении широкого круга управленческих и иных задач.

По окончании изучения курса "Высокоуровневые методы информатики и программирования" студент должен знать:

• порядок работы с высокоуровневыми средами визуального программирования;

• возможности высокоуровневых сред визуального программирования.

Программой курса "Высокоуровневые методы информатики и программирования" предусмотрены занятия лекционные и лабораторные, а также самостоятельная работа студентов. Занятия завершаются сдачей экзамена.

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.

Курс "Высокоуровневые методы информатики и программирования" предусмотрен Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 351400 "Прикладная информатика (по областям)". Данный курс относится к числу курсов, призванных заложить фундамент общей подготовки будущих специалистов в области информатики и информационных систем.

В курсе, призванном способствовать формированию достаточно четкого представления об основах высокоуровневого программирования, рассматриваются фундаментальные вопросы, связанные с современными технологиями программирования, эволюцией программного обеспечения, парадигмами процедурного, модульного и объектно-ориентированного программирования.

Основное внимание уделяется объектно-ориентированному программированию (ООП). Рассматриваются такие основополагающие понятия и конструкции ООП как классы и объекты, инкапсуляция; наследование и полиморфизм, события и компоненты, визуальные технологии проектирования.

Курс призван содействовать формированию и развитию логической, алгоритмической и программистской культуры будущего специалиста в сфере информатики и информационных систем.

Цели курса:

• формирование представления об основных концепциях программирования;

• приобретение навыков визуального программирования;

• приобретение навыков отладки и тестирования программного обеспечения.

По окончании изучения курса "Высокоуровневые методы информатики и программирования" студент должен иметь представление о:

• современных технологиях программирования;

• высокоуровневых средах и языках программирования и возможных областях их применения;

• применении методологии высокоуровневого программирования для решении широкого круга управленческих и иных задач.

По окончании изучения курса "Высокоуровневые методы информатики и программирования" студент должен знать:

• порядок работы с высокоуровневыми средами визуального программирования;

• возможности высокоуровневых сред визуального программирования.

Программой курса "Высокоуровневые методы информатики и программирования" предусмотрены занятия лекционные и лабораторные, а также самостоятельная работа студентов. Занятия завершаются сдачей экзамена.

Количество учебных часов и формы контроля знаний:

2. Тематический план учебной дисциплины.

3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

3.1. Содержание учебного материала: ЛЕКЦИИ

Лекция № 1

Тема: Эволюция программного обеспечения. Современные технологии программирования.

Содержание:

1. Идеи фон Неймана, их влияние на становление идеологии программирования.

2. Совершенствование технологий программирования: от программирования в машинных кодах к программированию с использованием низкоуровневого языка программирования ассемблер.

3. Идея компилирования и интерпретирования исходного кода. Появление первых компиляторов и интерпретаторов.

4. Появление первого языка программирования высокого уровня (IBM, Дж. Бекус, FORTRAN). Языки программирования ALGOL, COBOL, BASIC, их особенности.

5. Идеология и возможности семейства языков программирования высокого уровня первого поколения (Фортран, Алгол-60, Кобол, Лисп, Бейсик, PL/I).

6. Сложные системы, их иерархия. Алгоритмическая декомпозиция сложных систем. Э. Дейкстра и парадигма структурного программирования.

7. Порядок построения программ: нисходящее проектирование. Формально-логические принципы проектирования как основание доказательства корректности программного кода.

8. Н.Вирт и язык Паскаль, классический язык структурного программирования.

9. Парадигмы программирования: структурное, функциональное, декларативное, модульное, объектно-ориентированное. Сферы эффективного применения обозначенных парадигм.

10. Идеология и возможности семейства языков программирования высокого уровня третьего поколения (Visual Basic, Delphi, Java, C++).

Лекция № 2

Тема: Модульное программирование.

Содержание:

1. Н.Вирт и язык Модула, эволюция идеологии структурного программирования.

2. Реализация идеи модульности в среде программирования Turbo Pascal.

3. Структура модуля. Интерфейсная, исполняемая, инициирующая и завершающая части модуля.

4. Структура интерфейсной части модуля.

5. Организация доступа к объявленным в модуле переменным и подпрограммам.

6. Области видимости переменных и подпрограмм модуля.

7. Связь модулей. Подключение модулей. Компиляция модулей. Технология использования модулей.

Лекция № 3

Тема: Объектно-ориентированное программирование.

Содержание:

1. Реализация идеи ООП в среде программирования Turbo Pascal.

2. Понятие объекта. Создание и использование объектов.

3. Компиляция модулей.

4. Структура модуля с определяемым в нём объектом.

5. Структура интерфейсной части модуля.

6. Технология использования определенных в модуле объектов. Примеры создания объектов.

Лекция № 4

Тема: Методология программирования с использованием классов и объектов

Содержание:

1. Объектно-ориентированное программирование как результат эволюции модульного программирования.

2. Объектно-ориентированная декомпозиция. Парадигма объектно-ориентированного программирования (ООП).

3. Понятие класса. Классы и объекты. Базовые признаки класса: инкапсуляция, наследование, полиморфизм.

4. Инкапсулированные в классах поля, методы, свойства.

5. Разделы класса: published, private, protected, public.

6. Особенности реализации системы ООП в Delphi.

Лекция № 5

Тема: Использование классов и объектов: типы данных и переменные объектного типа.

Содержание:

1. Организация объектов. Свойства и методы объектов. Определение и переопределение их свойств.

2. Конструкторы. Примеры использования конструкторов.

3. Деструкторы. Методы освобождения ресурсов памяти.

4. Модель объектных ссылок в Delphi.

5. Наследование от существующих типов. Классы TObject, TPersistent, TComponent, TControl, TWinControl.

6. Позднее и раннее связывание. Позднее связывание и полиморфизм.

7. Переопределение методов.

8. Виртуальные и динамические методы.

9. Абстрактные методы.

Лекция № 6

Тема: Технология визуального программирования в оконных операционных средах

Содержание:

1. Среда визуального программирования Delphi.

2. Интегрированная среда разработчика IDE: главное окно, меню, палитра компонентов, инспектор объектов, менеджер проектов, браузер объектов, редактор.

3. Понятие проекта. Файлы проекта, модулей, форм.

4. Управление проектами.

5. Компиляция, сборка и выполнение программ.

6. Работа с формами: позиционирование, изменение размеров, масштабирование.

7. Создание и закрытие форм. Вторичные формы. Создание вторичных форм во время выполнения.

8. MDI-окна, диалоговые панели и панели сообщений, контейнеры.

9. Активизация приложений и форм.

Лекция № 7

Тема: Технология событийного программирования.

Содержание:

1. Событийная модель программирования в Delphi.

2. Механизм обработки сообщений в Delphi.

3. Понижающие преобразования с помощью is, as.

4. Программирование обработчиков событий.

5. События, обрабатываемые формой.

6. События, генерируемые клавиатурой и мышью.

7. События протокола Drag and Drop.

8. События, обрабатываемые классом TApplication.

Лекция № 8

Тема: Технология отладки и тестирования программ.

Содержание:

1. Классификация ошибок в программах.

2. Подготовка приложения к процедуре отладки.

3. Возможности интегрированного отладчика.

4. Управление выполнением приложения.

5. Установка точек прерывания просмотра.

6. Обработка исключительных ситуаций.

Лекция № 9

Тема: Технология разработки, размещения и использования компонентов.

Содержание:

1. Оценка целесообразности разработки компонента.

2. Этапы разработки компонента: выбор родительского класса, создание модуля компонента, наделение компонента свойствами, методами, обрабатываемыми событиями.

3. Тестирование, оформление и регистрация компонентов.

3.2. Содержание учебного материала: ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 1

Тема: Организация работы с модулями в среде программирования Турбо Паскаль.

Цель: Знакомство с принципами организации и использования модулей в среде программирования Турбо Паскаль.

Содержание:

1. Настройка среды программирования Турбо Паскаль.

2. Использование процедур и функций стандартных библиотечных модулей System, DOS, CRT, Graph.

3. Создание оригинальных модулей в среде программирования Turbo Pascal.

4. Использование констант, переменных, типов данных, процедур и функций оригинальных модулей в среде программирования Turbo Pascal.

5. Консольный режим интегрированной среды разработчика Delphi.

6. Работа с оригинальными модулями в консольном режиме Delphi.

Рекомендации по организации самостоятельной работы:

• изучение задания к лабораторной работе № 1:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\Задания_01.doc );

• изучение процедур и функций базовых pas-модулей с целью внесения изменений, предусмотренных заданиями к лабораторной работе:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\SUM_TP_1.PAS);

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\WIN_SIZ.PAS);

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\LIFO_0.PAS);

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\LIFO_1.PAS);

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\LIFO_2.PAS);

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\LIFO_3.PAS);

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\LIFO_4.PAS);

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_1\CONSOLE\Sum_tp_1.pas);

• изучение описания лабораторной работы:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\index.htm);

• изучение электронных источников по теме лабораторной работы:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Фаронов\index.htm);

Содержание отчёта:

подготовка программ в соответствии с заданием к лабораторной работе.

Форма отчёта: произвольная.

Лабораторная работа № 2

Тема: Организация работы с объектами в среде программирования Турбо Паскаль.

Цель: Знакомство с принципами организации и использования объектов в среде программирования Турбо Паскаль.

Содержание:

1. Структура модуля. Технология заполнения разделов Interface и Implementation в случае использования объектов в среде программирования Turbo Pascal.

2. Определение оригинальных объектов в среде программирования Turbo Pascal.

3. Использование свойств и методов оригинальных объектов в среде программирования Turbo Pascal.

Рекомендации по организации самостоятельной работы:

• изучение задания к лабораторной работе № 2:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_2\Задания_02.doc );

• изучение процедур и функций базовых pas-модулей с целью внесения изменений, предусмотренных заданиями к лабораторной работе;

• изучение описания лабораторной работы:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\index.htm);

• изучение электронных источников по теме лабораторной работы:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Фаронов\index.htm);

Содержание отчёта:

подготовка программ в соответствии с заданием к лабораторной работе.

Форма отчёта: произвольная.

Лабораторная работа № 3

Тема: Технология программирования в оконных операционных средах.

Цель: Знакомство с приёмами программирования в среде Delphi.

Содержание:

1. Интегрированная среда разработчика Delphi.

2. Работа с формой в окне формы проекта: создание и добавление форм, задание свойств формы.

3. Обработка типичных событий, связанных с формами.

4. Компоненты страницы STANDARD: TMainMenu, TPopupMenu, TLabel, TEdit, TButton, TCheckBox, TRadioButton, TListBox, TComboBox.

5. Компоненты страницы ADDITIONAL: TStringGrid, TDrawGrid, TImage.

6. Компоненты страницы WIN32: TtabControl, TPageControl, TTreeView, TListView, TImageList, TProgressBar, TRichEdit.

Рекомендации по организации самостоятельной работы:

• изучение задания к лабораторной работе № 3:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\Lab_work_3\Задания_03.doc );

• изучение базовых проектов с целью внесения изменений, предусмотренных заданиями к лабораторной работе;

• изучение описания лабораторной работы:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Высокоур_методы_Нелин\index.htm);

• изучение электронных источников по теме лабораторной работы:

(\\server1\El-Lib\Информатика\Программирование\Учебник по DELPHI 6\Index.html ).

Содержание отчёта:

подготовка программ в соответствии с заданием к лабораторной работе.

Форма отчёта: произвольная.