Tài liệu Giáo trình tin học đại cương - Phần 1 pdf

Lập trình TỔNG QUAN I MỤC ĐÍCH U CẦU Mơn Lập Trình Căn Bản A cung cấp cho sinh viên kiến thức lập trình thơng qua ngơn ngữ lập trình C Mơn học tảng để tiếp thu hầu hết môn học khác chương trình đào tạo Mặt khác, nắm vững ngôn ngữ C sở để phát triển ứng dụng Học xong môn này, sinh viên phải nắm vấn đề sau: - Khái niệm ngơn ngữ lập trình - Khái niệm kiểu liệu - Kiểu liệu có cấu trúc (cấu trúc liệu) - Khái niệm giải thuật - Ngôn ngữ biểu diễn giải thuật - Ngôn ngữ sơ đồ (lưu đồ), sử dụng lưu đồ để biểu diễn giải thuật - Tổng quan Ngơn ngữ lập trình C - Các kiểu liệu C - Các lệnh có cấu trúc - Cách thiết kế sử dụng hàm C - Một số cấu trúc liệu C II ĐỐI TƯỢNG MƠN HỌC Mơn học lập trình dùng để giảng dạy cho sinh viên sau: - Sinh viên năm thứ chuyên ngành Tin học, Toán Tin, Lý Tin - Sinh viên năm thứ chuyên ngành Điện tử (Viễn thơng, Tự động hóa…) III NỘI DUNG CỐT LÕI Trong khn khổ 45 tiết, giáo trình cấu trúc thành phần: Phần giới thiệu lập trình cấu trúc, khái niệm lập trình, giải thuật… Phần trình bày có hệ thống ngơn ngữ lập trình C, câu lệnh, kiểu liệu… PHẦN 1: Giới thiệu cấu trúc liệu giải thuật PHẦN 2: Giới thiệu ngơn ngữ lập trình - Ngơn ngữ lập trình C Chương 1: Giới thiệu ngơn ngữ C & mơi trường lập trình Turbo C Chương 2: Các thành phần ngôn ngữ C Chương 3: Các kiểu liệu sơ cấp chuẩn lệnh đơn Chương 4: Các lệnh có cấu trúc Chương 5: Chương trình Chương 6: Kiểu mảng Chương 7: Kiểu trỏ Chương 8: Kiểu chuỗi ký tự Chương 9: Kiểu cấu trúc Trang Lập trình Chương 10: Kiểu tập tin IV KIẾN THỨC LIÊN QUAN Để học tốt mơn Lập Trình Căn Bản A, sinh viên cần phải có kiến thức tảng sau: - Kiến thức toán học - Kiến thức kỹ thao tác máy tính V DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Linh, Giáo trình Tin Học Đại Cương A, Khoa Công Nghệ Thông Tin, Đại học Cần Thơ, 1991 [2] Nguyễn Đình Tê, Hồng Đức Hải , Giáo trình lý thuyết tập ngôn ngữ C; Nhà xuất Giáo dục, 1999 [3] Nguyễn Cẩn, C – Tham khảo toàn diện, Nhà xuất Đồng Nai, 1996 [4] Võ Văn Viện, Giúp tự học Lập Trình với ngơn ngữ C, Nhà xuất Đồng Nai, 2002 [5] Brain W Kernighan & Dennis Ritchie, The C Programming Language, Prentice Hall Publisher, 1988 VI TỪ KHĨA Bài tốn, chương trình, giải thuật, ngơn ngữ giả, lưu đồ, biểu thức, gán, rẽ nhánh, lặp, hàm, mảng, trỏ, cấu trúc, tập tin Trang Lập trình Phần 1: GIỚI THIỆU VỀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ GIẢI THUẬT Học xong chương này, sinh viên nắm bắt vấn đề sau: - Khái niệm ngơn ngữ lập trình - Khái niệm kiểu liệu - Kiểu liệu có cấu trúc (cấu trúc liệu) - Khái niệm giải thuật - Ngôn ngữ biểu diễn giải thuật - Ngôn ngữ sơ đồ (lưu đồ), sử dụng lưu đồ để biểu diễn giải thuật Trọng tâm phần giải thuật & cách biểu diễn giải thuật Chính nhờ điều ta giải yêu cầu chương trình máy tính I TỪ BÀI TỐN ĐẾN CHƯƠNG TRÌNH Giả sử cần viết chương trình để giải phương trình bậc có dạng ax + bx + c = hay viết chương trình để lấy bậc n số thực m ( n m ) Công việc phải hiểu biết cách giải toán lời giải thơng thường người làm tốn Để giải tốn máy tính (lập trình cho máy tính giải) cần phải thực qua bước như: o Mô tả bước giải toán o Vẽ sơ đồ xử lý dựa bước o Dựa sơ đồ xử lý để viết chương trình xử lý ngơn ngữ giả (ngơn ngữ bình thường chúng ta) o Chọn ngơn ngữ lập trình chuyển chương trình từ ngơn ngữ giả sang ngơn ngữ lập trình để tạo thành chương trình hồn chỉnh o Thực chương trình: nhập vào tham số, nhận kết Trong nhiều trường hợp, từ toán thực tế phải xây dựng mơ hình tốn xác định bước để giải Vấn đề trình bày chi tiết môn Cấu Trúc Dữ Liệu II GIẢI THUẬT II.1 Khái niệm giải thuật Giải thuật hệ thống chặt chẽ rõ ràng quy tắc nhằm xác định dãy thao tác liệu vào cho sau số hữu hạn bước thực thao tác ta thu kết tốn Trang Lập trình Ví dụ 1: Giả sử có hai bình A B đựng hai loại chất lỏng khác nhau, chẳng hạn bình A đựng rượu, bình B đựng nước mắm Giải thuật để hoán đổi (swap) chất lỏng đựng hai bình là: ƒ u cầu phải có thêm bình thứ ba gọi bình C ƒ Bước 1: Đổ rượu từ bình A sang bình C ƒ Bước 2: Đổ nước mắm từ bình B sang bình A ƒ Bước 3: Đổ rượu từ bình C sang bình B Ví dụ 2: Một giải thuật tìm ước chung lớn hai số a b là: ƒ Bước 1: Nhập vào hai số a b ƒ Bước 2: So sánh số a,b chọn số nhỏ gán cho UCLN ƒ Bước 3: Nếu hai số a b không chia hết cho UCLN thực bước 4, ngược lại (cả a b chia hết cho UCLN) thực bước ƒ Bước 4: Giảm UCLN đơn vị quay lại bước ƒ Bước 5: In UCLN - Kết thúc II.2 Các đặc trưng giải thuật o Tính kết thúc: Giải thuật phải dừng sau số hữu hạn bước o Tính xác định: Các thao tác máy tính phải thực máy tính khác thực bước giải thuật phải cho kết o Tính phổ dụng: Giải thuật phải "vét' hết trường hợp áp dụng cho loạt tốn loại o Tính hiệu quả: Một giải thuật đánh giá tốt đạt hai tiêu chuẩn sau: - Thực nhanh, tốn thời gian - Tiêu phí tài nguyên máy, chẳng hạn tốn nhớ Giải thuật tìm UCLN nêu đạt tính kết thúc qua lần thực bước UCLN giảm đơn vị trường hợp xấu UCLN=1, giải thuật phải dừng Các thao tác trình bày bước, máy tính thực nên có tính xác định Giải thuật đạt tính phổ dụng dùng để tìm UCLN cho hai số nguyeên dương a b Tuy nhiên tính hiệu giải thuật chưa cao; cụ thể thời gian chạy máy cịn tốn nhiều số giải thuật khác mà có dịp trở lại phần lập trình C II.3 Ngơn ngữ biểu diễn giải thuật Để biểu diễn giải thuật, cần phải có tập hợp ký hiệu dùng để biểu diễn, ký hiệu biểu diễn cho hành động Tập hợp ký hiệu lại tạo thành ngôn ngữ biểu diễn giải thuật II.3.1 Ngôn ngữ tự nhiên Ngôn ngữ tự nhiên ngôn ngữ sử dụng, sử dụng ngôn ngữ tự nhiên để mô tả giải thuật giống ví dụ Ví dụ: Ta có giải thuật giải phương trình bậc dạng ax + b = sau: ƒ Bước 1: Nhận giá trị tham số a, b ƒ Bước 2: Xét giá trị a xem có hay khơng? Nếu a=0 làm bước 3, a khác khơng làm bước Trang Lập trình ƒ Bước 3: (a 0) Nếu b ta kết luận phương trình vơ số nghiệm, b khác ta kết luận phương trình vô nghiệm ƒ Bước 4: ( a khác 0) Ta kết luận phương trình có nghiệm x=-b/a II.3.2 Ngơn ngữ sơ đồ (Lưu đồ) Ngôn ngữ sơ đồ (lưu đồ) ngôn ngữ đặc biệt dùng để mô tả giải thuật sơ đồ hình khối Mỗi khối qui định hành động Khối Tác dụng (Ý nghĩa Khối Tác dụng (Ý nghĩa hành động) hành động) Bắt đầu/ Kết thúc Đường Nhập / Xuất Chương trình Thi hành Khối nối Lựa chọn Lời thích Chẳng hạn ta dùng lưu đồ để biểu diễn giải thuật tìm UCLN nêu sau: A Begin a M UCLN Và b M UCLN Nhập a,b Sai a