Programarea calculatorului

Programarea calculatorului

Programele de calculator, cunoscute sub numele de software, sunt constituite dintr-o serie de instructiuni pe care le executa calculatorul. Cand se creeaza un program, trebuie specificate instructiunile pe care calculatorul trebuie sa le execute pentru a realiza operatiile dorite. Procesul de definire a instructiunilor pe care le executa calculatorul se numeste programare.

Programele executate pe un calculator pot fi impartite in trei categorii:

. programe de aplicatie - sunt acele programe care interactioneaza direct cu utilizatorul, specializate in realizarea unei categorii de prelucrari. Editoarele de texte, programele pentru gestiunea bazelor de date, programele de tehnoredactare asistata de

calculator, de grafica etc. sunt programe de aplicatie.

. utilitare - programe, care la fel ca programele de aplicatie, interactioneaza direct cu utilizatorul, dar, spre deosebire de acestea, realizeaza prelucrari de uz general.

Utilitarele realizeaza o serie de operatii de "gospodarie" cum ar fi: copierea fisierelor, pregatirea discurilor magnetice pentru utilizare, crearea de copii de salvare, testarea echipamentului, etc.

. programe de sistem - realizeaza legatura intre componentele electronice ale calculatorului si programele de aplicatie si utilitare. Rolul programului de sistem este acela de a usura sarcina programatorului, simplificand indeplinirea acelor sarcini care sunt comune marii majoritati a programelor de aplicatie: alocarea memoriei, afisarea caracterelor pe ecran si la imprimanta, citirea caracterelor de la tastatura, accesul la informatiile stocate pe disc magnetic, etc.

1. Sistemul de operare

Sistemul de operare este o parte componenta a software-ului unui calculator, care mai cuprinde un numar variabil de programe utilitare selectate conform cu necesitatile programatorilor.

Sistemul de operare este un program cu functii de coordonare si control asupra resurselor fizice ale calculatorului si care intermediaza dialogul om-calculator. Sistemul de operare permite rularea programelor si pastrarea informatiilor pe disc. In plus, fiecare sistem de operare pune la dispozitia aplicatiilor o serie de servicii care permit programelor sa aloce memorie, sa acceseze diferite echipamente periferice, cum ar fi imprimanta, si sa gestioneze alte resurse ale calculatorului.

Un sistem de operare trebuie sa aiba capacitatea de a se adapta rapid la modificarile tehnologice, ramanand in acelasi timp compatibil cu hardware-ul anterior.

Sistemul de operare este cel mai important program care ruleaza pe un calculator. Orice calculator de uz general este dotat cu un sistem de operare care permite executia altor programe. Sistemele de operare executa operatiuni de baza precum: recunoasterea unei intrari de la tastatura (preluare caracter), trimiterea unui caracter pentru afisare pe ecranul monitorului, gestionarea fisierelor si a directoarelor pe disc (floppy-disk sau hard-disk), controlul fluxului de date cu echipamentele periferice ca drivere de disc sau imprimante.

Sistemul de operare al unui calculator este partea de software necesara si suficienta pentru executia oricaror alte aplicatii dorite de utilizator. Un calculator nu poate functiona decat sub gestiunea unui sistem de operare. Orice aplicatie lansata in executie de catre un utilizator apeleaza la resursele puse la dispozitie de catre sistemul de operare. Sistemul de operare interfateaza calculatorul cu operatorul uman de o maniera cat mai transparenta cu putinta astfel incat utilizatorul nu trebuie sa faca eforturi mari de adaptare daca lucreaza cu arhitecturi hardware diferite.

Pentru sisteme mai mari, sistemele de operare au responsabilitati si capabilitati si mai mari. Ele actioneaza ca un gestionar al traficului de date si al executiei  programelor. In principal sistemul de operare asigura ca diferite programe si diferiti utilizatori sa nu interfereze unele cu altele. Sistemul de operare este de asemenea

responsabil cu securitatea, asigurand inaccesibilitatea persoanelor neautorizate la resursele sistemului.

Sistemele de operare se pot clasifica dupa cum urmeaza:

_ multi-user: Permit ca doi sau mai multi utilizatori sa ruleze in acelasi timp programe (utilizatori concurenti). Anumite sisteme de operare permit sute sau chiar mii de utilizatori concurenti.

_ multiprocesor: Permit executia unui program pe mai mult de un microprocesor.

_ multitasking: Permit mai multor programe sa ruleze in acelasi timp (executie concurenta).

_ multithreading: Permit diferitelor parti ale unui program sa fie executate concurent.

_ timp real (real time): Raspund instantaneu la diferite intrari.

Sistemele de operare de uz general, ca DOS sau UNIX nu sunt sisteme de operare de timp real.

Sistemele de operare furnizeaza o platforma software pe baza careia alte programe, numite programe de aplicatie, pot rula (pot fi executate). Programele de aplicatie trebuie sa fie scrise pentru a rula pe baza unui anumit sistem de operare. Alegerea unui anumit sistem de operare determina in consecinta multimea aplicatiilor care pot fi rulate pe calculatorul respectiv. Pentru PC-uri, cele mai populare sisteme de operare sunt DOS, OS/2 sau Windows, dar mai sunt disponibile si altele precum Linux.

Ca utilizator se interactioneaza cu sistemul de operare prin intermediul unor comenzi. Spre exemplu, sistemul de operare DOS accepta comenzi precum COPY sau RENAME pentru a copia fisiere sau pentru a le redenumi. Aceste comenzi sunt acceptate si executate de o parte a sistemului de operare numita procesor de comenzi sau interpretor de linie de comanda.

Interfatele grafice cu utilizatorul (GUI, Graphical user interfaces) permit introducerea unor comenzi prin selectarea si actionarea cu mouse-ul a unor obiecte grafice care apar pe ecran. Spre exemplu, sistemul de operare Windows are un desktop ca intefata garfica cu utilizatorul. Pe acest desktop (birou) se afla diferite simboluri grafice (icoane, icons) atasate diferitelor aplicatii disponibile pe calculatorul respectiv.

Utilizatorul are multiple posibilitati de configurare a acestei intefete grafice.

Primul sistem de operare creat pentru calculatoare a fost CP/M (Control Program for Microcomputers), realizat pentru calculatoarele pe 8 biti. O data cu perfectionarea componentelor HARD s-a impus si necesitatea dezvoltarii unui SOFT adecvat. Astfel, in 1981, a aparut prima versiune a sistemului de operare MS-DOS. Sistemul de operare

MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System) este destinat gestionarii resurselor software si hardware ale microcalculatoarelor cu o arhitectura de tip IBM - PC sau compatibila cu aceasta si echipate cu procesoare 8086 sau 80x86, Pentium. Odata cu cresterea capabilitatilor hardware ale calculatoarelor, acesta s-a transformat, prin dezvoltari succesive, in Windows.

Indiferent de sistemul de operare utilizat, din punctul de vedere al utilizatorului, informatiile sunt scrise pe disc sub forma unor fisiere.

Un fisier este o colectie de informatii grupate sub acelasi nume. Un fisier poate fi un program executabil, un text, o imagine, un grup de comenzi sau orice altceva.

Un fisier este identificat prin numele sau. Numele unui fisier este format dintr-un sir de caractere (care in functie de sistemul de operare este limitat la un anumit numar maxim de caractere), urmate eventual de semnul punct (.) si de inca maximum 4 caractere, numite extensie, ca de exemplu: nume.ext.

Pentru a putea avea acces rapid la fisiere, sistemul de operare creeaza niste fisiere speciale, numite directoare, care pot fi asemanate cu cuprinsul unei carti, deoarece ele contin numele fisierelor si adresa de inceput a acestora. De asemenea, un director poate contine la randul sau alte directoare creandu-se astfel o structura arborescenta de directoare in care poate fi gasit foarte repede un anumit fisier.

2. Tipuri de fisiere

Fisierele se pot imparti in doua categorii - executabile si neexecutabile. In prima categorie intra acele fisiere al caror nume scris in dreptul prompterului (in cazul sistemului de operare DOS) determina executarea unor activitati de catre sistemul de operare. O parte dintre fisierele executabile sunt programe si sunt recunoscute

prin extensia lor care poate fi EXE sau COM, altele fiind constituite in fisiere de comenzi proprii sistemului de operare, a caror extensie este BAT.

Fisierele COM, numite adesea si comenzi, contin informatii in formatul imagine de memorie. Ele sunt mai compacte si mai rapide decat fisierele EXE, dar lungimea lor nu poate sa depaseasca 64 K.

Fisierele EXE pot sa ajunga la dimensiuni mai mari prin segmentarea programului in fragmente a caror dimensiune sa fie de maximum 64K.

Dintre fisierele neexecutabile vom aminti cateva mai importante:

. fisiere text ;

. fisiere cu extensia SYS sau DRV, cunoscute sub numele de driver-e si care contin instructiuni despre modul in care sistemul de operare trebuie sa controleze diferite componente hardware;

. surse de programe scrise in diferite limbaje (cu extensiile PAS -limbajul Pascal, C - limbajul C, CPP - limbajul C++, etc.);

. fisiere care contin informatii intermediare intre cele in limbaj sursa si cele executabile (extensiile OBJ, OVL);

. fisiere ce contin imagini (extensiile JPEG, GIF, BMP);

. fisiere ce contin sunete (extensiile WAV, MIDI, MP3) etc.

Problema de proiect :

Se cunoaste numarul de sportivi participanti la o competitie oarecare . Pentru fiecare se cunoaste : data nasterii(luna si anul). Cunoscandu-se data(luna si anul) la care are loc competitia, sa se afiseze media de varsta a sportivilor exprimata in acelasi mod.Afisati si lista datelor de nastere ale sportivilor cu varsta mai mica decat cea medie.

Rezolvare problema:

Exista 2 metode de rezolvare :

1-Definirea unei structuri si lucrul efectiv cu aceasta . O structura definita duce la o compilare mai greoaie decat lucrul cu o structura deja definite in interiorul programului.

2-A doua metoda consta in lucrul cu o structura definite de program matricea . Lucrul cu aceasta structura duce la o compilare mult mai usoara si poate rula pe o gama foarte mare de procesoare .

Program problema :

#include <conio.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

int v[3][10],n,s=0;

//declararea matricei care va contine datele de nastere ale sportivilor, o matrice cu 3 coloane si 10 linii; declararea variabilelor 'n' care va inregistra numarul sportivilor si 's' care va returna matricea//

int main(void)

//functia pricipala care este definita cu int pentru a putea returna o valoare//

printf('media de varsta a lotului este de %d ani si %d luni n', s/n/12, s/n%12);

//afiseaza media de varsta a lotului de sportivi exprimat in ani si luni si le calculeaza pe loc s/n/12 calculeaza varsta in ani iar s/n%12 ia restul de la impartire si il exprima in luni//

for(i=1;i<=n;i++)

//pentru i=1 si i<=n, incrementeaza i//

if (v[3][i]<s/n) printf('sportivul nr. %d are varsta de %d ani si %d luni n', i , v[3][i]/12, v[3][i]%12);

//daca a 3-a coloana este mai mica decat s/n adica decat media de varsta afiseaza sportivul de la elementul de pe coloana 3 care are varsta ai mica decat media de varsta aceiasi modalitate de calcul ca la media de varsta //

return 0;}

//returneaza 0//

La compilare programul va afisa :

Numarul de sportivi=

Daca numarul de sportivi este mai mare decat 10 atunci programul va afisa : Eroare! In aceasta competitie nu exista mai mult de 10 sportivi.

Si se va opri.

Daca numarul de sportive este mai mic decat 10 atunci va efectua urmatoarele operatii:

La apasarea tastei enter va afisa:

Luna nasterii sportiv 1=

Anul nasterii sportiv 1=

Pana la numarul maxim de sportive care este 10.

Dupa introducerea acestor date va calcula varsta media exprimata in ani si luni si va afisa datele de nastere ale sportivilor cu varsta mai mica decat cea medie.

Bibliografie

Totul despre C si C++ de Dr. Kris Jamsa & Lars Klander Editura Teora

Somnea D., Turturea D., Introducere in C++, Programarea

orientata pe obiecte, Ed. Tehnica, Bucuresti, 199

Marian Gh., Badica C., Padeanu L., Limbajul PASCAL, Indrumar

de laborator, Reprografia Universitatii din Craiova, 199

Negrescu L., Introducere in limbajul C, Editura

MicroInformatica, Cluj Napoca, 199

Petrovici V., Goicea F., Programarea in limbajul C, Editura

Tehnica, Bucuresti, 199

Marian Gh., Musatescu C., Lascu M., Iordache St., Limbajul C,

Editura ROM TPT, Craiova, 1999.

Mocanu M., Ghid de programare in limbajele C/C++, Editura

SITECH, Craiova, 2001.

Zaharia, M.D., Structuri de date si algoritmi. Exemple in

limbajele C si C++, Ed. Albastra, Cluj Napoca, 2002.

Kernighan, B.W., Ritchie, D.M., The C programming languages,

Englewood. Cliffs, N.J. Prentice-Hall, 1978.

Bulac, C., Initiere in Turbo C++ si Borland C, Editura Teora,

Bucuresti,