Учебное пособие: Компьютерное моделирование технологических процессов

Глава 2, «Управляющие структуры», знакомит с понятием алгоритма решения задачи. Объясняется важность эффективного использования управляющих структур в создании программ, которые понятны, легко отлаживаются, поддерживаются и с большой вероятностью работают с первой попытки. Глава знакомит со структурами следования, выбора (if, if/else и switch) иповторения (while, do/while и for). В ней подробно исследуется повторение и сравниваются варианты циклов, управляемых счетчиком и меткой. Глава объясняет методику нисходящей пошаговой детализации, которая является ключевой для создания хорошо структурированных программ, и представляет популярное средство построения программ — псевдокод. Методы и подходы, используемые в главе 2, способствуют эффективному применению управляющих структур в любом языке программирования, а не только в C#. Эта глава помогает студенту выработать навыки качественного программирования в преддверии более серьезных задач, с которыми он встретится далее. Глава завершается рассмотрением логических операций && (И), || (ИЛИ) и ! (НЕ).

Введение

Добро пожаловать в C#! Мы немало поработали над созданием для вас книги, которая, как мы надеемся, достаточно информативна, занимательна и поучительна. C#трудный язык, который может быть глубоко изучен только опытными программистами, так что эта книга уникальна среди учебников по C#:

• Она предназначена для специалистов технической ориентации с небольшим опытом программирования или вообще без такового.

Она предназначена для опытных программистов, которые хотят проработать язык более глубоко.

ВВЕДЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Цели

- понять структуру вычислительной техники

- изучить операционные системы

- познакомиться с компьютерным языком

-План

- о компьютере

- операционная система Windows

- операционная система Linux

- язык программирования C#

- среда для моделирования технологических процессов

- требования к аппаратным средствам

1.1 О компьютере

Компьютер - это прибор, способный производить вычисления и принимать логические решения в миллионы или даже миллиарды раз быстрее человека. Например, многие из современных персональных компьютеров могут выполнять десятки миллионов операций сложения в секунду. Человеку, работающему с настольным калькулятором, потребовались бы десятилетия для того, чтобы завершить тот же самый объем вычислений, который мощный персональный компьютер выполняет за одну секунду. (Информация к размышлению: Как вы могли бы узнать, правильно ли человек сложил числа? Как вы могли бы узнать, правильно ли компьютер сложил числа?) Сегодняшние самые быстрые суперкомпьютеры могут выполнять сотни миллиардов операций сложения в секунду — это примерно столько же, сколько сотни тысяч людей могут выполнить за год. А в исследовательских лабораториях уже функционируют компьютеры с быстродействием в триллионы операций в секунду.

Компьютеры обрабатывают данные под управлением наборов команд, называемых компьютерными программами. Эти компьютерные программы направляют действия компьютера посредством упорядоченных наборов действий, описанных людьми, называемыми компьютерными программистами.

Разнообразные устройства (такие как клавиатура, экран, диски, память и процессорные блоки), входящие в состав компьютерной системы, называются аппаратными средствами. Компьютерные программы, исполняемые компьютером, называются программным обеспечением. Стоимость аппаратных средств в последние годы существенно снизилась и достигла уровня, когда персональные компьютеры превратились в предмет массового потребления. К сожалению, стоимость разработки программного обеспечения неуклонно росла, так как программисты создавали все более мощные и сложные прикладные программы, не имея средств улучшить технологию их разработки. В этой книге вы изучите апробированные методы создания программного обеспечения, которые могут снизить его стоимость структурное программирование, нисходящую пошаговую детализацию, функционализацию и объектно-ориентированное программирование.

Компьютеры, которые 25 лет назад занимали большие помещения и стоили миллионы долларов, ныне могут быть вписаны в поверхность кремниевых микросхем, размером меньших ногтя на пальце и стоящих, возможно, всего несколько долларов каждая. Ирония судьбы заключается в том, что кремний является одним из наиболее распространенных на земле материалов — он входит в состав обычного песка. Технология кремниевых микросхем сделала вычисления настолько экономичными, что во всем мире используется около 200 миллионов компьютеров общего назначения, помогающих людям в бизнесе, производстве, управлении и личной жизни. За несколько лет это число может легко удвоиться.

Когда мы говорим о компьютере, первое, что мы представляем - это металлический ящик, обвешанный проводами. Или - компактный ноутбук в «дипломате». Во всех случаях мы правы, и во всех случаях делаем одну и ту же ошибку. Ведь каким бы модным, умелым и мощным не был компьютер, сама по себе эта куча металла, пластика и кремния не умеет ничего. «Железо» - «плоть» компьютера. А его дух - программное обеспечение, которое, собственно, и заставляет процессорное сердце компьютера биться с чудовищной скоростью, гоня по железным «венам» цифровую кровь.

Но и сами программы довольно беспомощны - всем им нужен некий посредник, который позволял бы работать с компьютерным железом. Сколько бы ни было в компьютере программ, всем им необходима единая ПЛАТФОРМА. Единый, общий язык, на котором они смогут общаться с компьютерным «железом» с одной стороны и с пользователем - с другой. Помощник, который снимет с их плеч решение самых распространенных проблем. Им нужнаоперационная система!

1.2 Операционная система Windows

Сама операционная система (ОС) - это своего рода буфер-передатчик между компьютерным железом и остальными программами. ОС принимает на себя сигналы-команды, которые посылают другие программы, и переводит их на понятный машине язык. ОС управляет всеми подключенными к компьютеру устройствами, обеспечивая доступ к ним другим программам. Наконец, ОС - обеспечить человеку-пользователю удобство работы с компьютером.

Первыми удачными версиями Windows считаются 3.1 и 3.11 (с поддержкой сетевого режима) рис.1.1, увидевшие свет в 1992-1993 годах. Однако впервые Windows приблизилась к своему нынешнему облику лишь через два года, с выходом по-настоящему революционной системы Windows 95.

Рис. 1.1. Первая ОС от MicrosoftWindows 3.1 (дата выхода 18 марта 1992)

Впрочем, еще в 1993 году Microsoft начала работу над новой линейкой ОС, построенных на принципиально новом ядре. Ее основателем стала операционная система Windows NТ, рассчитанная на профессионалов и корпоративных пользователей. Несмотря на то, что интерфейс NT не слишком отличался от других версий Windows, устроена она была совершенно иначе - с большим упором на стабильность. Для новой ОС была даже разработана новая защищенная файловая система NTFS (NTFileSystem).

Оба варианта Windows развивались параллельно вплоть до конца столетия. В двадцать первый век человечество должно было войти уже с новой системой...