Bài giảng Cơ sở Lập trình 1 - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về lập trình

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở Lập trình 1 - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về lập trình

1. Chương 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LẬP TRÌNH Khoa Hệ thống thông tin quản lý Hà Nội – 2015
2. Nội dung 1 Các khái niệm cơ bản 2 Các bước xây dựng chương trình 3 Thuật toán và chương trình 4 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 2/27
3. 1. Các khái niệm cơ bản Lập trình (programming) ◼ Nghệ thuật cài đặt một hoặc nhiều thuật toán trừu tượng có liên quan với nhau bằng một ngôn ngữ lập trình để tạo ra một chương trình máy tính. Bài toán ◼ Là việc nào đó ta muốn máy thực hiện để từ thông tin đưa vào (INPUT) tìm được thông tin ra (OUTPUT) ◼ Ví dụ: Giải phương trình bậc nhất ax + b = 0 INPUT: a, b thuộc R OUTPUT: nghiệm của phương trình ax + b = 0 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 3/27
4. 1. Các khái niệm cơ bản Thuật toán (Algorithm) ◼ Thuật toán để giải một bài toán là một dãy hữu hạn các thao tác được sắp xếp theo một trình tự xác định sao cho sau khi thực hiện dãy thao tác đó, từ Input của bài toán, ta nhận được Output cần tìm Ví dụ: Thuật toán giải pt ax + b = 0 • Nếu a = 0 • b = 0 thì phương trình có nghiệm bất kì. • b ≠ 0 thì phương trình vô nghiệm. • Nếu a ≠ 0 Al-Khwarizmi (780-850) - người • Phương trình có nghiệm duy có ảnh hưởng lớn đến sự hình nhất x = -b/a thành thuật ngữ “Algorithm” 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 4/27
5. Các đặc trưng của thuật toán Input (dữ liệu vào): Mỗi thuật toán cần có một số (có thể bằng 0) các dữ liệu ban đầu Output (Kết quả):Thuật toán phải cho ra được kết quả Tính xác định: Các thao tác phải xác định, không nhập nhằng, lẫn lộn, tuỳ tiện. Tính khả thi: thuật toán phải có khả năng thực hiện được trong một thời gian hữu hạn Tính kết thúc (tính dừng): thuật toán phải dừng sau một số hữu hạn bước Tính phổ dụng: có thể áp dụng cho một lớp các bài toán có đầu vào tương tự nhau. 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 5/27
6. 2. Các bước xây dựng chương trình Xác định vấn đề Biểu diễn bằng: - bài toán • Ngôn ngữ tự nhiên • Lưu đồ - Sơ đồ khối Lựa chọn • Ngôn ngữ lập trình phương pháp giải Xây dựng thuật toán/ thuật giải Cài đặt chương trình Lỗi cú pháp Hiệu chỉnh Lỗi ngữ nghĩa chương trình Thực hiện chương trình 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 6/27
7. 3. Thuật toán và chương trình Chương trình là tập hợp dãy các lệnh điều khiển máy tính thực hiện, hay nói cách khác đó một cách diễn tả thuật toán bằng một ngôn ngữ lập trình để máy tính có thể hiểu được. Các cách biểu diễn thuật toán ◼ Sử dụng ngôn ngữ tự nhiên ◼ Dùng sơ đồ khối ◼ Bằng ngôn ngữ lập trình 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 7/27
8. Sử dụng ngôn ngữ tự nhiên Bài toán: Tìm UCLN của hai số nguyên a và b INPUT: a, b thuộc Z OUTPUT: UCLN của a và b Bước 1. Nhập 2 số nguyên a và b. Bước 2. Nếu a = b thì UCLN = a Bước 3. Nếu a > b thì thay a = a - b quay lại Bước 2 Bước 4. Thay b = b - a quay lại Bước 2 Bước 5. Gán UCLN = a và kết thúc 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 8/27
9. Sử dụng sơ đồ khối Khối giới hạn Chỉ thị bắt đầu và kết thúc. Khối vào ra Nhập/Xuất dữ liệu. Khối lựa chọn Tùy điều kiện sẽ rẽ nhánh. Khối thao tác Ghi thao tác cần thực hiện. Đường đi Chỉ hướng thao tác tiếp theo. 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 9/27
10. Sử dụng sơ đồ khối Bắt đầu Nhập a, b Đúng Xuất a=b UCLN = a UCLN Sai Đúng Sai a > b Kết a = a - b b = b - a thúc 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 10/27
11. Cài đặt thuật toán ngôn ngữ lập trình #include #include int a, b; int main() { printf("Nhap a,b: "); scanf("%d%d",&a, &b); while (a!=b) { if (a>b) a=a-b; else b=b-a; } printf("\nUCLN la: %d",a); getch(); } 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 11/27
12. Ví dụ về thuật toán Kiểm tra tính nguyên tố của một số nguyên dương N INPUT: N nguyên dương OUTPUT: N là nguyên tố hay không? Bước 1. Nhập số nguyên dương N; Bước 2. Nếu N = 1 thì thông báo N không nguyên tố rồi kết thúc; Bước 3. Nếu N [ N ] thì thông báo N là nguyên tố rồi kết thúc; [x] kí hiệu phần nguyên của x, là số nguyên không lớn hơn x và gần x nhất. Bước 6. Nếu N chia hết cho i thì thông báo N không nguyên tố rồi kết thúc Bước 7. Gán i = i + 1 rồi quay lại bước 5 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 12/27
13. Ví dụ về thuật toán (tt) Sơ đồ khối Bắt đầu Nhập N Đúng N = 1 ? Sai Đúng N sqrt(N) N là ? nguyên tố Sai Sai Gán i = i + 1 N chia hết cho i ? N không là Đúng nguyên tố Kết thúc 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 13/27
14. Ví dụ về thuật toán (tt) Bài toán tìm kiếm Thuật toán tìm kiếm tuần tự (Sequential Search) INPUT: Dãy A gồm N số nguyên đôi một khác nhau a1, a2, , an và số nguyên k OUTPUT: chỉ số i mà ai = k hoặc thông báo không có số hạng nào của dãy A có giá trị bằng k Ý tưởng: ◼ Lần lượt so sánh các giá trị của dãy với k: Nếu có giá trị ai=k thì đưa ra i Nếu khi duyệt hết dãy mà không có giá trị nào bằng k thì đưa thông báo không tìm thấy. 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 14/27
15. Ví dụ về thuật toán (tt) Sơ đồ khối Bắt đầu Nhập N và a1, a2, , aN và k Gán i = 1 Đúng Thông báo tìm a = k i thấy, đưa ra i Sai Gán i = i + 1 Sai i > N ? Đúng Thông báo không Kết thúc tìm thấy 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 15/27
16. Ví dụ về thuật toán (tt) Bài toán tìm kiếm Thuật toán tìm kiếm nhị phân (Binary Search) INPUT: Dãy A là dãy tăng gồm N số nguyên đôi một khác nhau a1, a2, , an và số nguyên k OUTPUT: chỉ số i mà ai = k hoặc thông báo không có số hạng nào của dãy A có giá trị bằng k Ý tưởng: ◼ Chọn số hàng aGiua để so sánh với k, trong đó Giua = [(N+1)/2] ◼ Nếu aGiua = k thì Giua là chỉ số cần tìm ◼ Nếu aGiua>k thì tìm kiếm trên dãy a1, , aGiua-1 ◼ Nếu aGiua<k thì tìm kiếm trên dãy aGiua + 1, , aN ◼ Lặp lại cho đến khi tìm thấy k trong dãy hoặc phạm vi tìm kiếm bằng rỗng 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 16/27
17. Ví dụ về thuật toán (tt) Sơ đồ khối Bắt đầu Nhập N và a1, a2, , aN và k Gán Dau = 1; Cuoi = N Gán Giua = [(Dau + Cuoi)/2] Đúng Sai aGiua = k ? Đúng aGiua > k ? Gán Cuoi = Giua – 1 Đưa ra Giua Sai Sai Gán Dau = Giua + 1 Dau>Cuoi? Đúng Kết thúc Thông báo không tìm thấy 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 17/27
18. 4. Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C Giới thiệu ◼ Ngôn ngữ C do Dennis Ritchie sáng chế tại Bell Telephone (AT&T) năm 1972 nhằm mục đích viết hệ điều hành Unix ◼ Tiền thân của ngôn ngữ B, KenThompson, cũng tại Bell Telephone. ◼ C được viện chuẩn hoá Mỹ (ANSI: American National Standard Institute) làm thành tiêu chuẩn với tên gọi ANSI C năm 1983. ◼ Là ngôn ngữ lập trình có cấu trúc và phân biệt chữ HOA - thường (case sensitive) 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 18/27
19. Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C (tt) Ưu điểm của C ◼ Rất mạnh và mềm dẻo, có khả năng thể hiện bất cứ ý tưởng nào, dùng viết hệ điều hành, các trình điều khiển, soạn thảo văn bản, , chương trình dịch ◼ Được sử dụng rộng rãi bởi các nhà lập trình chuyên nghiệp. Chương trình viết bởi C rất hiệu quả (có thể đạt 80% tính năng của chương trình đó viết bằng mã máy) ◼ Có tính khả chuyển, dễ thích nghi, ít thay đổi trên các hệ thống máy tính khác nhau. ◼ C có ít từ khoá. ◼ C có cấu trúc modul, sử dụng chương trình con loại hàm, có thể sử dụng nhiều lần 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 19/27
20. Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C (tt) Nhược điểm của C ◼ Cú pháp lạ và khó học ◼ Một số kí hiệu của C có nhiều nghĩa khác nhau (ví dụ kí hiệu * là toán tử nhân, toán tử không định hướng, thay thế ) ◼ C quá mềm dẻo (truy nhập tự do vào dữ liệu, trộn lẫn toán tử ) C là ngôn ngữ bậc trung (medium-level language) ◼ C kết hợp được các tính năng ngôn ngữ bậc cao với ngôn ngữ bậc thấp ◼ C mạnh về xử lí bit, địa chỉ ô nhớ → thích hợp lập trình hệ thống 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 20/27
21. Môi trường lập trình Môi trường phát triển tích hợp IDE (Integrated Development Environment) ◼ Biên tập chương trình nguồn (Trình EDIT). ◼ Biên dịch chương trình (Trình COMPILE). ◼ Chạy chương trình nguồn (Trình RUNTIME). ◼ Sửa lỗi chương trình nguồn (Trình DEBUG). .C/.CPP .OBJ .EXE 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 21/27
22. Môi trường lập trình Turbo C++ 3 for DOS. ◼ Thực thi file TC\BIN\TC.EXE 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 22/27
23. Môi trường lập trình Dev-C ◼ Dev-C++ 5.0 ( 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 23/27
24. Môi trường lập trình Visual Studio ◼ VS 6.0, VS2003, VS2005, VS2008, VS2010 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 24/27
25. Bài tập lý thuyết 1. Thuật toán là gì? Trình bày các tính chất quan trọng của một thuật toán? 2. Các bước xây dựng chương trình? 3. Các cách biểu diễn thuật toán? Ưu và khuyết điểm của từng phương pháp? Cho ví dụ minh họa. 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 25/27
26. Bài tập thực hành 4. Nhập năm sinh của một người. Tính tuổi người đó. 5. Nhập 2 số a và b. Tính tổng, hiệu, tính và thương của hai số đó. 6. Nhập tên sản phẩm, số lượng và đơn giá. Tính tiền và thuế giá trị gia tăng phải trả, biết: a. tiền = số lượng * đơn giá b. thuế giá trị gia tăng = 10% tiền 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 26/27
27. Bài tập thực hành 7. Nhập điểm thi và hệ số 3 môn Toán, Lý, Hóa của một sinh viên. Tính điểm trung bình của sinh viên đó. 8. Nhập bán kính của đường tròn. Tính chu vi và diện tích của hình tròn đó. 9. Nhập vào số xe (gồm 4 chữ số) của bạn. Cho biết số xe của bạn được mấy nước? 10.Nhập vào 2 số nguyên. Tính min và max của hai số đó. 15/06/2021 Chương 1-Các khái niệm cơ bản về lập trình 27/27