Процедурное,объектно-ориентированноеилогическоепрограммирование.

Процедурное(императивное)программированиеявляетсяотражениемархитектурытрадиционныхЭВМ,котораябылапредложенафонНейманомв1940-хгодах.ТеоретическоймодельюпроцедурногопрограммированияслужиталгоритмическаясистемаподназваниемМашинаТьюринга.

Выполнениепрограммысводитсякпоследовательномувыполнениюоператоровсцельюпреобразованияисходногосостоянияпамяти,тоестьзначенийисходныхданных,взаключительное,тоестьврезультаты.Такимобразом,сточкизренияпрограммистаимеютсяпрограммаипамять,причемперваяпоследовательнообновляетсодержимоепоследней.

Процедурныйязыкпрограммированияпредоставляетвозможностьпрограммистуопределятькаждыйшагвпроцессерешениязадачи.Особенностьтакихязыковпрограммированиясостоитвтом,чтозадачиразбиваютсянашагиирешаютсяшагзашагом.Используяпроцедурныйязык,программистопределяетязыковыеконструкциидлявыполненияпоследовательностиалгоритмическихшагов.

Процедурныеязыкипрограммирования

Ada(языкобщегоназначения),Basic(версииначинаясQuickBasicдопоявленияVisualBasic),Си,КОБОЛ,Фортран,Модула-2,HAL/S,Pascal,ПЛ/1,Рапира,REXX.

Объектно-ориентированногопрограммирование–этопрограммирование,прикоторомприменяетсяметодология,подразумевающаяобъектнуюдекомпозициюпредметнойобласти.

Объект–этолюбаяфизическаяилиабстрактнаячеткоидентифицируемаясущность.Объектыхарактеризуютсяатрибутами,обладаютнекоторымифункциональнымивозможностями,которыевобъектно-ориентированномпрограммированииназываютоперациямиилиметодами.Такимобразом,объектинкапсулируетатрибутыиметоды,скрываяотдругихобъектоввзаимодействующихснимииспользующихегофункциональность,своюреализацию.ИнкапсуляцияилисокрытиереализацииявляетсябазовымсвойствомООП.

Типичнымиязыками,поддерживающимипарадигмуобъектно-ориентированногопрограммирования,являютсяC++,C#иJava.Помимообъектно-ориентированныхбываютобъектные(поддерживаютинкапсуляцию,нонеподдерживают,либоподдерживаютнеполностьюнаследованиеиполиморфизм)иобъектно-базированныеязыкипрограммирования(неимеютмеханизмовсозданияпользовательскихобъектов,нопозволяютиспользоватьимеющиесяобъекты).ТипичнымпредставителемобъектныхязыковпрограммированияявляетсяAda-95,объектно-базированных–JavaScript.

Логическоепрограммирование—парадигмапрограммирования,основаннаянаавтоматическомдоказательстветеорем,атакжеразделдискретнойматематики,изучающийпринципылогическоговыводаинформациинаосновезаданныхфактовиправилвывода.Логическоепрограммированиеоснованонатеориииаппаратематематическойлогикисиспользованиемматематическихпринциповрезолюций.

СамымизвестнымязыкомлогическогопрограммированияявляетсяProlog.

Математическоеобеспечениеинформационныхтехнологийикомпьютерноемоделированиевпредметнойобласти.

Математическоеобеспечение—этосовокупностьматематическихметодов,моделейиалгоритмовобработкиинформации,используемыхвсистемеприрешениифункциональныхзадач,обработкиинформацииивпроцессеавтоматизациипроектировочныхработИТ.Математическоеобеспечениевключает:

•средствамоделированияпроцессовуправления;

•методыисредстварешениятиповыхзадачуправления;

•методыоптимизацииисследуемыхуправленческихпроцессовипринятиярешений:

¨методымногокритериальнойоптимизации;

¨математическогопрограммирования;

¨математическойстатистики;

¨теориимассовогообслуживания;ит.д.

РазработкаразнообразныхАРМивключениевсоставихПОразличныхпакетовприкладныхпрограмм(ППП)сширокоразвитымматематическимобеспечениемпозволяютпреодолетьэтитрудности.ЕслинапервыхпорахПОАРМвосновномавтоматизируетвыполняемыепользователямифункции,переносянамашинныйязыкихповседневноповторяющиесядействия,топоследующееразвитиеПОАРМдолжноидтипопутимоделированияпроцессов,происходящихвданнойпредметнойобласти,аэтовлечѐтрасширениематематическогообеспеченияАРМ.

Косновнымэтапамкомпьютерногомоделированияотносятся:

· постановказадачи,определениеобъектамоделирования;

· разработкаконцептуальноймодели,выявлениеосновныхэлементовсистемыиэлементарныхактоввзаимодействия;

· формализация,тоестьпереходкматематическоймодели;созданиеалгоритмаинаписаниепрограммы;

· планированиеипроведениекомпьютерныхэкспериментов;

· анализиинтерпретациярезультатов.

Различаютаналитическоеиимитационноемоделирование.

Аналитическоемоделирование-этотакоемоделирование,прикоторомизучаютсячисленно-математические(количественные)моделиреальногообъектаввидеалгебраических,дифференциальныхидругихуравнений,атакжепредусматривающихосуществлениеоднозначнойвычислительнойпроцедуры,приводящейкихточномурешению.

Иитационноемоделирование-такоемоделирование,прикоторомисследуютсяматематическиемоделиввидеалгоритмов,воспроизводящихфункционированиеисследуемойсистемыпутемпоследовательноговыполнениябольшогоколичестваэлементарныхоперацийлогическоготипа.

Понятиемодели.Основныепринципыиэтапымоделирования

Модельвширокомсмысле-этолюбойобраз,аналогмысленныйилиустановленныйизображение,описание,схема,чертеж,картаит.п.какоголибообъема,процессаилиявления,используемыйвкачествеегозаменителяилипредставителя.Самобъект,процессилиявлениеназываетсяоригиналомданноймодели.

Моделирование-этоисследованиекакоголибообъектаилисистемыобъектовпутемпостроенияиизученияихмоделей.Этоиспользованиемоделейдляопределенияилиуточненияхарактеристикирационализацииспособовпостроениявновьконструируемыхобъектов.

Требования,предъявляемыекмоделям.

1.Универсальность-характеризуетполнотуотображениямодельюизучаемыхсвойствреальногообъекта.

2.Адекватность-способностьотражатьнужныесвойстваобъектаспогрешностьюневышезаданной.

3.Точность-оцениваетсястепеньюсовпадениязначенийхарактеристикреальногообъектаизначенияэтиххарактеристикполученныхспомощьюмоделей.

4.Экономичность-определяетсязатратамиресурсовЭВМпамятиивременинаеереализациюиэксплуатацию.

Основныеэтапымоделирования.

Постановказадачи.

Определениецелианализаипутиеедостиженияивыработкиобщегоподходакисследуемойпроблеме.Наэтомэтапетребуетсяглубокоепониманиесуществапоставленнойзадачи.Иногда,правильнопоставитьзадачунеменеесложночемеерешить.Постановка-процесснеформальный,общихправилнет.

Изучениетеоретическихосновисборинформацииобобъектеоригинала.

Наэтомэтапеподбираетсяилиразрабатываетсяподходящаятеория.Еслиеенет,устанавливаютсяпричинно-следственныесвязимеждупеременнымиописывающимиобъект.Определяютсявходныеивыходныеданные,принимаютсяупрощающиепредположения.

Формализация.

Заключаетсяввыборесистемыусловныхобозначенийисихпомощьюзаписыватьотношениямеждусоставляющимиобъектаввидематематическихвыражений.Устанавливаетсяклассзадач,ккоторымможетбытьотнесенаполученнаяматематическаямодельобъекта.Значениянекоторыхпараметровнаэтомэтапеещемогутбытьнеконкретизированы.

Выборметодарешения.

Наэтомэтапеустанавливаютсяокончательныепараметрымоделейсучетомусловияфункционированияобъекта.Дляполученнойматематическойзадачивыбираетсякакой-либометодрешенияилиразрабатываетсяспециальныйметод.Привыбореметодаучитываютсязнанияпользователя,егопредпочтения,атакжепредпочтенияразработчика.

Реализациямодели.

Разработавалгоритм,пишетсяпрограмма,котораяотлаживается,тестируетсяиполучаетсярешениенужнойзадачи.