Урок по информатике на тему "Что такое ООП?"

Тема: Что такое ООП?

Цель:

·         рассмотреть этапы развития языков программирования

·         ввести основные понятия ООП

Задачи:

Образовательная: создание условий для формирования представлений об объектно-ориентированном программировании, этапах языков программирования, основных понятиях ООП.

Развивающая: создание условий для развития аналитического мышления.

Воспитательная: создание условий для воспитания мотивов учения, положительного отношения к знаниям.

Оборудование: проектор, компьютеры, доска.

Тип урока: урок изучения нового материала.

План урока:

1.       Организационный момент (1 мин)

2.       Проверка домашнего задания (5 мин)

3.       Актуализация знаний (10 мин)

4.       Изучение нового материала (10 мин)

5.       Закрепление изученного материала (10 мин)

6.       Подведение итогов (2 мин)

7.       Домашнее задание (2 мин)

Ход урока:

1.       Организационный момент. Приветствие учащихся проверка к готовности урока, проверка отсутствующих.

2.       Проверка домашнего задания. Учащиеся отвечают на вопросы по домашнему параграфу.

3.       Актуализация знаний

Каждый процессор имеет свою систему команд. Компьютер способен понять только последовательность команд, понятных процессору, - машинный код. Первоначально программы для компьютеров писались с использованием машинного кода. Программирование в машинном коде – трудоемкий процесс, в ходе которого трудно избежать ошибок. Упростить этот процесс можно, если автоматизировать работу, поручив часть ее самому компьютеру. Поэтому сегодня для записи программ используются языки программирования. Язык программирования - это формальный язык для записи алгоритмов в виде, допускающем их автоматическую подготовку к выполнению на компьютере. Для преобразования программы в машинный код служит специальное программное средство – транслятор.

Трансляторы делятся на две группы  по их работе – компиляторы и интерпретаторы.

Интерпретатор преобразует команды исходного текста программы в машинные команды и немедленно их выполняет. Можно сказать, что программа выполняется по стокам исходного текста. При этом происходит проверка правильности написания строк программы с точки зрения правил языка.

Компилятор просматривает текст программы  и создает последовательность данных, которая называется объектным кодом Результатом этого этапа является так называемый исполнимый код – он представляет собой набор машинных команд, реализующих алгоритм, записанный в программе.

И компиляторы, и интерпретаторы имеют свои достоинства. Граница между ними постепенно стираются. Некоторые системы разработки программ содержат в своем составе, как компилятор, так и интерпретатор для поддерживаемого языка программирования. В некоторых случаях используются смешанные технологии.

4.       Изучение нового материала.

Уровни языков

Язык программирования содержит три основных компонента: алфавит, синтаксис и семантику. Эти компоненты определяют правила записи программ.

Алфавит языка – это набор символов, которые можно применять в инструкциях языка программирования. Другие символы допустимы только в особых случаях, например в строковых константах.

Синтаксис языка определяет правила построения операторов.

Семантика – это смысловое содержание операторов языка программирования. Семантические правила определяют действия, описываемые различными операторами, и, в итоге сущность всего алгоритма.

Языки программирования можно разделить на две группы – языки высокого уровня и языки низкого уровня (машинные).

Все языки программирования высокого уровня делятся на процедурные, логические и объектно-ориентированные. Несмотря на различия между языками, все они позволяют написать программу любого назначения.

Каждый язык программирования имеет свое название. История этих названий восходит к моменту создания языков. Правила программ в некоторых языках неоднократно менялись, но названия языков остались без изменения.

Поколения языков программирования

1 этап.

Операционное программирование. (ЭВМ 1-го поколения с 1945-1959 год).  ЭВМ того времени понимали только цифровые команды, и программы состояли из множества строк, состоящих из цифр, интерпретируемых центральным процессором. Например, команда 05 825 631 трактовалась как сложение двух чисел (код 05), записанных в ячейки с номерами 825 и 631.

2 этап.

Мало отличается от первого. Он связан с ЭВМ 2-го поколения. Появились языки программирования типа Ассемблер и автокод. Теперь команда сложения записывалась с использованием служебных слов – ADD (сложить) PR1, ZET, где ADD – код команды, PR1, ZET – имена ячеек. Перевод программы (трансляция), записанных таким образом в цифровое представление, а только такое понимает ЭВМ, осуществляется с помощью специальных программ, называемых ассемблерами.

3 этап.

Развиваются языки программирования высокого уровня. В них реализуются новые идеи: подпрограммы и раздельная компиляция (Фортран 2); блочная структура и типы данных (Алгол 60); описание данных и работа с файлами (Кобол); обработка списков и указателей (Лисп). В следующих версиях языков продолжается развитие: PL/1 (Фортран+Алгол+Кобол), Алгол 68 (приемник Алгол 60), Паскаль (развитие Алгол 60), Simula (классы абстрактные данные).

4 этап.

Связан с применением объектно-ориентированных языков 4-го поколения. В основе объектно-ориентированного программирования (ООП) лежит идея объединения в одной структуре данных и действий, которые производятся с этими данными. При таком подходе организация данных и программная реализация действий над ними оказываются гораздо сильнее связаны, чем при традиционном структурном программировании.

Первым языком с элементами ООП был язык Симула-67. В Турбо-Паскале, начиная с версии 5.5, появились средства ООП. Итогом развития Турбо-Паскаля в этом направлении стало создание фирмой Borland системы программирования Delphi (Делфи).

5 этап.

ЭВМ будущего 5-го поколения называют машинами «искусственного интеллекта». Прототипы языков для этих машин были созданы много раньше их физического появления. Это языки Лисп и Пролог. Эти языки относятся к языкам логического программирования. 

ООП базируется на трех основных понятиях:

·         Инкапсуляция – комбинирование данных с процедурами и функциями, которые манипулируют этими данными. В результате получается новый тип данных – объект.

·         Наследование – это возможность использования уже определенных объектов для построения иерархии объектов производных от них. Каждый из «наследников» наследует описание данных «прародителя» и доступ к методам их обработки.

В Object Pascal ограничение доступа к полям объекта реализуется при помощи свойств объекта. Свойство объекта характеризуется полем, которое хранит значение свойства, и двумя методами, которые обеспечивают доступ к полю свойства.

Метод установки значения свойства называется методом записи свойства (write), метод получения значения свойства называется методом чтения свойства (read).

В описании класса перед именем свойства записывают слово property (свойство). После имени свойства указывается его тип, затем имена методов, обеспечивающих доступ к значению свойства. После слова read указывают имя метода, которое обеспечивает чтение свойства, после слова write – записи свойства имя метода.

·         Полиморфизм – это возможность определения единого по имени действия (процедуры или функции), применимого одновременно ко всем объектам иерархии наследования, причем каждый объект иерархии может «заказывать» особенность реализации этого действия над «самим собой».

Принцип полиморфизма обеспечивает при применении метода к объекту использование именно того метода, который соответствует классу объекта.

Пусть определены три класса, один из них является базовым для двух других.

В каждом из этих классов определен метод info. В базовом классе при помощи директивы virtual метод info объявлен виртуальным. Объявление метода виртуальным дает возможность дочернему классу произвести замену виртуального метода своим собственным. В каждом дочернем классе определен свой метод info, который замещает соответствующий метод родительского класса

Метод порожденного класса, который замещает виртуальный метод родительского класса, помечен директивой override.

В программе список людей можно представить массивом объектов класса TShcola

List: array[1..n] of TShcola;

Директива private предназначена для скрытия некоторых деталей описания объекта от пользователя и недоступны за пределами модуля.

Основы  ООП

Системы ООП дают возможность визуализировать процесс создания графического интерфейса разрабатываемого приложения, то есть позволяют создать объекты и задавать значения их свойств с помощью диалоговых окон системы программирования.  Взаимодействия объектов между собой и их изменения описываются с помощью программного кода. Создание программного кода базируется на исполнении алгоритмических структур различных типов.   Основной единицей в ООП является объект, который объединяет в   себе как описывающие его данные, так и средства обработки этих данных, т.е. программные объекты обладают свойствами, могут,  использовать методы и реагирует на события.

·         Свойства объектов

Семейство объектов представляет собой объект, содержащий несколько объектов, экземпляров одного класса.

Объекты

Свойства Каждый объект обладает набором свойств. Значение свойств можно изменить в программном коде. Объект. Свойство = Значение свойства

Методы Для того чтобы объект выполнил какую-либо операцию, необходимо применить метод, которым он обладает. Методы имеют аргументы, которые позволяют задать параметры выполняемых действий.  Объект. Метод арг 1: = зн, арг 2: = знач.

События Событие представляет собой действие, распознаваемое объектом. Событие может создаваться пользователем или быть результатом взаимодействия других программных объектов. В качестве реакции на событие вызывается определенная процедура.

В последнее время резко возрос интерес к программированию. Это связано с развитием и внедрением в повседневную жизнь информационно-коммуникационных технологий. Если человек имеет дело с компьютером, то рано или поздно у него возникает желание, а иногда и необходимость, программировать.

Среди пользователей персональных компьютеров в настоящее время наиболее популярно семейство операционных систем Windows и, естественно, что тот, кто собирается программировать, стремится писать программы, которые будут работать в этих системах.

Несколько лет назад рядовому программисту оставалось только мечтать о создании собственных программ, работающих в среде Windows, т. к. единственным средством разработки был Borland C++ for Windows, явно ориентированный на профессионалов, обладающих серьезными знаниями и опытом.

Бурное развитие вычислительной техники, потребность в эффективных средствах разработки программного обеспечения привели к появлению систем программирования, ориентированных на так называемую "быструю разработку", среди которых можно выделить Borland Delphi и Microsoft Visual Basic. В основе систем быстрой разработки (RAD-систем, Rapid Application Development — среда быстрой разработки приложений) лежит технология визуального проектирования и событийного программирования, суть которой заключается в том, что среда разработки берет на себя большую часть рутинной работы, оставляя программисту работу по конструированию диалоговых окон и функций обработки событий. Производительность программиста при использовании RAD-систем -фантастическая!

Delphi — это среда быстрой разработки, в которой в качестве языка программирования используется язык Delphi. Язык Delphi — строго типизированный объектно-ориентированный язык, в основе которого лежит хорошо знакомый программистам Object Pascal.

5.       Закрепление изученного материала. Знакомство с DELPHI7.

Delphi 7

Это среда разработки, используемой прежде всего для создания и поддержки приложений, предназначенных как для отдельных персональных компьютеров, так и для серверов. Delphi, как и разработанные с ее помощью приложения, могут функционировать под практически любой 32 разрядной операционной системой типа Windows 95, 98, 2000, NT. Это довольно легкая в изучении среда, и в то же время довольно сложная.

О Delphi говорят как о среде быстрого создания приложений. Это технология визуального программирования, т.е. пользователь оформляет свою будущую программу, и видит результаты своей работы еще до запуска самой программы. В принципе, сам процесс написания приложения разделяется на две части:

 1) программист располагает на окна своей программы необходимые элементы, позиционирует, устанавливает нужные размеры, меняет свойства;

 2) собственно, написание программного кода, описание свойств элементов, доступных только во время работы приложения, описание реакций на событие появление окна, нажатия на кнопку и др.

Для задания каких-либо свойств элементу разрабатываемого приложения вовсе не обязательно писать массивные текстовые строки, достаточно изменить это свойство в инспекторе объектов (так называемом мониторе свойств выбранного элемента). Это изменение автоматически дополнит или модифицирует программный код.

Запустим значок с надписью Delphi N, где N - номер версии. При этом запускается сама оболочка создания приложений, называемая интегрированной средой разработки IDE (Integrated Development Environment).

6.       Подведение итогов. Выставление оценок за работу на уроке.

7.       Домашнее задание. п. 47 учить.