Adatstruktúrák, algoritmusok, objektumok

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Adatstruktúrák, algoritmusok, objektumok"

Ferenc Lukács
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Adatstruktúrák, algoritmusok, objektumok 1. Számítási modellek és programozási paradigmák 1

2 Modellezési alapelvek A modellezés célja A modellezés célja a világ minél teljesebb körő megértése Elemek, folyamatok, összefüggések, viszonyok A modellezés során a fenti cél érdekében az ember: ábrázolásokat készít a világról, majd leképezi a világ egyes szeleteit az általa használt eszközökben (ennek során egy vagy több szempontot kiemel más szempontokkal szemben) szeptember

3 Modellezési alapelvek A modellezés folyamata Absztrakció Lényeg kiemelése, a jellegzetességek leegyszerősített leképezése Megkülönböztetés Elemek meghatározása, elemek és tulajdonságaik szétválasztása Osztályozás Elemek típusokba, csoportokba sorolása Általánosítás és specializáció Elemtípusok bıvítése és szőkítése, elemhierarchiák kialakítása Kapcsolatok meghatározása Különbözı kapcsolattípusok meghatározása, elemek közötti kapcsolatok felállítása Ismeretség, leszármazás, tartalmazás, kompozíció szeptember

4 Programozási paradigmák A paradigma fogalma Paradigma: szemléletmód; modellezési, problémadefiníciós és problémamegoldási módszer Programozási paradigma: a számítógép konkrét feladatok megoldására történı felhasználásának, irányításának módja szeptember

5 Programozási paradigmák Programozási paradigmák és programozási nyelvek A programozási nyelveket általában egy-egy paradigma ihleti Céljuk egy adott programozási paradigma legfontosabb jellemzıinek megvalósítása A programozási paradigmák egy-egy számítási modellre épülnek A programozási nyelvek absztrakciós szintje folyamatosan nı A kiindulópont a számítógép konkrét hardvermegvalósítása volt Minden új paradigma növeli az absztrakció szintjét Néha holtágak is keletkeznek, így egyes magasabb absztrakciós szintet képviselı nyelvek kihalnak, de a fenti állítás a fı fejlıdési irányokra is igaz szeptember

6 Programozási megoldások Számítási modellek és programozási paradigmák (1) Imperatív számítási modellek ( hogyan számítsuk ki ) Turing-modell Alan Turing nevéhez főzıdik (1936) Nincs hozzá kapcsolódó programozási paradigma (csak elvi jelentısége van) Neumann-modell Neumann János nevéhez főzıdik (1945) Procedurális/strukturált programozási paradigma Utasításorientált; az egyes mőveletek megismételhetık; többszörös értékadás; változók; alapvetıen soros végrehajtást feltételezı modell Objektumorientált modell Objektumorientált (OO) programozási paradigma Adatorientált; adatok és a rajtuk végezhetı mőveletek összerendelése objektumokká; üzenetáramlás az egyes objektumok között; a modell nem feltételez soros végrehajtást Adatfolyamelvő modell Adatfolyamelvő programozási paradigma Adatorientált (bemenı adatokból kimenı adatok); adatok kiértékelése rendelkezésre álláskor szeptember

7 Programozási megoldások Számítási modellek és programozási paradigmák (2) Deklaratív számítási modellek ( mit akarunk kiszámítani ) Funkcionális/applikatív számítási modell Funkcionális programozási paradigma Függvények redukciója automatikus behelyettesítésekkel Példa (ML programozási nyelv) fun factorial 0 = 1 factorial n = n * factorial(n-1) Logikai alapú számítási modell Logikai programozási paradigma Egymással összefüggésben lévı állítások levezetése (rezolúció) mintaillesztéssel és következtetésekkel Példa (Prolog programozási nyelv) testvér(x,y) :- szülı(z,x), szülı(z,y). szülı(x,y) :- apa(x,y). szülı(x,y) :- anya(x,y).?- testvér(jancsi, Ilona) anya(klára, Jancsi). igen. apa(péter, Jancsi). apa(péter, Ilona). apa(józsef, Péter) szeptember

8 Programozási megoldások A számítási modellek, számítógép-architektúrák és programozási nyelvek összefüggése Számítási modell Specifikációs eszköz Megvalósítási eszköz Programozási nyelv Végrehajtó eszköz Számítógép-architektúra szeptember

9 Programozási megoldások fejlődése Különbözı számítási modelleken alapuló architektúrák versenye Logikai alapú számítási modell Elemi mőveletek szintjén párhuzamos modellek Funkcionális/applikatív számítási modell Adatfolyamelvő számítási modell Neumann-féle számítási modell szeptember

10 A Neumann-architektúra A Neumann-architektúra alapvetı felépítése Adat/utasítás Vezérlés Memória Bemenet Kimenet ALU Vezérlés szeptember

11 A Neumann-architektúra A Neumann-architektúra fıbb jellemzıi Utasítások és adatok tárolása egy közös memóriában Adatok tárolása nevesített változókban (elkülönített memóriarekeszek) Nincs külsı megkülönböztetés az utasítás és az adat között, csak az aktuális programállapot dönt az értelmezésrıl Az utasítások sorozata a programból, külsı beavatkozás nélkül is módosítható Folyamatos, ciklikus programvégrehajtás A végrehajtás a memória elsı rekeszétıl indul, majd ha elérte a memória végét, ismét az elsı rekesztıl folytatódik Feltételes és feltétel nélküli vezérlésátadás A következı utasítás végrehajtása függjön az elızı eredményétıl Megismételhetı mőveletek, értékadások Soros, szinkron mőködés szeptember

12 A Neumann-architektúra Az ENIAC számítógép (1946) szeptember

Hasonló dokumentumok

Adatstruktúrák, algoritmusok, objektumok

Adatstruktúrák, algoritmusok, objektumok 2. Az objektumorientált programozási paradigma 1 A szoftverkrízis Kihívások a szoftverfejlesztés módszereivel szemben 1. A szoftveres megoldások szerepe folyamatosan