Podstawy informatyki

W ramach zajęć z przedmiotu Podstawy informatyki student poznaje podstawowe algorytmy stosowane przy rozwiązywaniu prostych zagadnień programistycznych przydatnych w pracy inżyniera (wyszukiwanie, sortowanie, obróbka statystyczna danych, odczyt i zapis danych w plikach). Algorytmy te implementowane są w języku C++. Student poznaje język C++, ale wiedza i umiejętności wyniesione z zajęć pozwolą mu w przyszłości z powodzeniem stosować inny język programowania wysokiego poziomu o zbliżonych możliwościach.

Treści kształcenia

- Program komputerowy. Kod maszynowy. Języki niskiego poziomu: asembler, zapis rozkazów. Języki wysokiego poziomu. Kompilator, interpreter, konsolidator. Błędy w programach. Zasady programowania.

- Języki C i C++. Słowa kluczowe, identyfikatory, literały, komentarze. Struktura programu. Dyrektywy preprocesora. Stałe, zmienne, typy, definicje i deklaracje. Zakresy ważności nazw. Klasyfikacja typów języka C++.

- Operatory arytmetyczne, relacyjne i logiczne. Instrukcje przypisania. Operacje wejścia/wyjścia w C i C++. Obsługa błędów wejścia/wyjścia. Biblioteki standardowe.

- Programowanie strukturalne. Instrukcje warunkowe: if, switch. Instrukcje iteracyjne: for, while, do-while. Elementy schematów blokowych.

- Tablice jednowymiarowe i wielowymiarowe. Algorytmy sortowania wektorów. Operacje na macierzach.

- Typy wskaźnikowe. Tablice a wskaźniki. Operacje na wskaźnikach. Zmienne dynamiczne. Tworzenie tablic przez dynamiczny przydział pamięci. Referencja.

- Programowanie proceduralne. Definiowanie funkcji, zmienne lokalne, parametry formalne i aktualne, metody przekazywania parametrów, wywoływanie funkcji. Rekurencja. Tworzenie i wykorzystanie bibliotek funkcji. Szablony funkcji.

- Struktury: deklaracje składników struktur, struktury zagnieżdżone. Unie.

- Pliki. Otwieranie i zamykanie plików, zmiana wskaźnika danych pliku, odczyt i zapis. Pliki tekstowe i nietekstowe. Biblioteki fstream i stdio. Sortowanie i przeszukiwanie plików.

- Wprowadzenie do programowania obiektowego w języku C++: klasy, dane i funkcje składowe obiektu, konstruktory, destruktory, dziedziczenie.

- Organizacja pracy w laboratorium. Zasady tworzenia programów w wybranym środowisku. Proste programy.

- Instrukcja warunkowa if, instrukcja wyboru switch. Instrukcje iteracyjne for, while, do-while. Tablicowanie funkcji, rejestracja danych w pętli, metoda bisekcji.

- Wektory: wyszukiwanie minimum, sortowanie, obliczanie parametrów statystycznych, iloczyn skalarny.

- Macierze: mnożenie macierzy, sumowanie elementów macierzy. Wskaźniki. Tablice a wskaźniki. Zmienne dynamiczne.

- Kolokwium 1.

- Wykorzystanie funkcji: przekazywanie parametrów, zwracanie wartości.

- Operacje na wektorach i macierzach z zastosowaniem funkcji, rekurencja: wyszukiwanie binarne w wektorze posortowanym.

- Typ strukturowy. Zapis i przetwarzanie danych złożonych w wektorach i macierzach o elementach strukturowych.

- Odczyt i zapis danych w plikach tekstowych i nietekstowych: wyznaczanie parametrów statystycznych danych, wyszukiwanie danych w pliku.

- Praca zespołowa nad projektem systemu obsługi bazy danych w postaci struktur zapisanych w pliku.

- Kolokwium 2.

- Podsumowanie laboratorium. Omówienie wyników kolokwium końcowego i wybranych problemów.

Literatura do samodzielnego studiowania

Bhargava A. - Algorytmy. Ilustrowany przewodnik - Helion. - 2017

Neapolitan R., Naimipour K. - Podstawy algorytmów z przykładami w C++ - Helion, Gliwice. - 2004

Grębosz J. - Symfonia C++ standard - Edition 2000. - 2005

Prata S. - Język C++: szkoła programowania - Helion. - 2013

Stroustrup B. - Język C++: kompendium wiedzy - Helion. - 2014