Описание алгоритмов с помощью текстового описания

Описание алгоритма функционирования элементов сети с малым количеством состояний и транзакций принято представлять в текстовом формате.

Текстовое описание широко применяются при описании алгоритма функционирования узлов коммутации в сетях коммутации пакетов Internet в виде запросов для комментариев (Request for Comments, RFC).

Например, текстовое описание алгоритма коммутации пакетов на основе IP-протокола в сети Internet представлено в RFC 791 (рис. 2.5).

	Рис. 2.5. Коммутация пакетов на основе IP-протокола в сети Internet (стр.7)

Задание 1. Выполнить лабораторную работу 2 (Описание алгоритма функционирования узла коммутации).

Задание 2. Выполнить лабораторную работу 2а (Описание алгоритма функционирования маршрутизатора).

 

Лекция 3

3.1. Компилятор языка С++

Для создания функционального программного обеспечения используются специальные программы, называемые компилятором. Существует множество версий различных компиляторов, в данном курсе будет использоваться компилятор CodeBlocks.

Запуск компилятора осуществляет файл codeblocks.exe. На экране появляется   

При выборе опции Create a new project появляется окно,

в котором следует выбрать опцию Console application. Следуя подсказкам (Nextà/C++Next), в появившемся окне

заполняем поле Project title <имя проекта>. Остальные поля заполняются автоматически. Примечание: папка D:\CodeBlocks\SOURCE должна быть создана перед запуском компилятора!!!

Далее – Next/Finish.

Убеждаемся, что в папке D:\CodeBlocks\SOURCE появились файлы <имя проекта>. cbp и main. cpp.

При запуске файла main.cpp автоматически создается стандартная заготовка

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

cout << "Hello world!" << endl;

return 0;

}

Это исходный файл. Для его компиляции следует нажать функциональную клавишу F9. В появившейся папке D:\CodeBlocks\SOURCE/<имя проекта>/ bin / debug / появится исполняемый файл /<имя проекта>. exe.

В общем случае процесс создания программы разбивается на несколько этапов. Сначала набирается программный код, который вставляется в стандартную заготовку между фигурными скобками {}, как показано ниже.

#include <iostream>                     //стандартная библиотека ввода/вывода

using namespace std;

int main()

{

<ПРОГРАММЫЙ КОД>

return 0;

}

Первые две строки формируют заголовок программы. Инструкция #include <iostream> используется для присоединения внешнего файла. Внешние заголовочные файлы подключаются для того, чтобы использовать те или иные функции и утилиты из библиотеки языка. Файл iostream поддерживает стандартные системы ввода-вывода, а команда using namespace std является инструкцией для компилятора использовать стандартную область имен. В зависимости от программного кода иногда требуется подключать дополнительные внешние файлы для работы с математическими функциями (#include <cmath>), строковыми выражениями (#include <string>) и т.д. Непосредственный код программы начинается с инструкции int main() и заканчивается строкой return 0.

В таком виде исходный файл имеет имя main.cpp. После ее запуска она передается препроцессору, который выполняет директивы, содержащиеся в ее тексте (например, включение в текст заголовочных файлов — текстовых файлов, в которых содержатся описания используемых в программе элементов). Получившийся полный текст программы поступает на вход компилятора, который выделяет лексемы, а затем на основе грамматики языка распознает выражения и операторы, построенные из этих лексем. При этом компилятор выявляет синтаксические ошибки и в случае их отсутствия строит объектный модуль. Компоновщик, или редактор связей, формирует исполняемый модуль программы, подключая к объектному модулю другие объектные модули, в том числе содержащие функции библиотек, обращение к которым содержится в любой программе (например, для осуществления вывода на экран). Если программа состоит из нескольких исходных файлов, они компилируются по отдельности и объединяются на этапе компоновки. Исполняемый модуль имеет расширение main.ехе и запускается на выполнение обычным образом. В дальнейшем этот файл может быть переименован, например, в qwerty. exe.

 

Типы данных

В языке С++ используются следующие основные типы данных:

Табл. 3.2 – Типы данных

Тип данных	Количество бит	Диапазон значений
bool (логический)	1	>1 (true) или 0 (false)
char (символьный)	8	От -128 до 127
int (целые числа)	32	От -2 147 483 648   до  2 147 483 647
float (действительные числа)	32	От  1.8E-38 до 1.8E+38
double (действительные числа двойной точности)	64	От  1.8E-308 до 1.8E+308

 

Арифметические операторы

В языке С++ используются следующие арифметические операторы:

Табл. 3.3 – Типы данных

Оператор	Назначение
+	Сложение
-	Вычитание
*	Умножение
/	Деление (если операнды типа int, то выполняется целочисленное деление)
%	Деление по модулю (остаток от деления)
++	Инкремент
--	Декремент

 

Операторы сравнения

В языке С++ используются следующие операторы сравнения:

Табл. 3.4 – Типы данных

Оператор	Назначение
>	Больше
<	Меньше
==	Равно
>=	Больше или равно
<=	Меньше или равно
!=	Не равно

 

 

Побитовые операторы

В языке С++ используются следующие побитовые операторы:

Табл. 3.5 – Типы данных

Оператор	Назначение
&	Побитовое “И”. Правило: 0&0=0, 0&1=0, 1&0=0, 1&1=1. Пример: 5&3=1
|	Побитовое “ИЛИ”. Правило: 0|0=0, 0|1=1, 1|0=1, 1|1=1. Пример: 5|3=7
^	Побитовое XOR. Правило: 0^0=0, 0^1=1, 1^0=1, 1^1=0. Пример: 5^3=6
~	Побитовая инверсия. Правило: ~0=1, ~|1=0. Пример: ~5=-6
>>x	Сдвиг вправо на х позиций. Пример: 5>>2=1
<<x	Сдвиг влево на х позиций. Пример: 5<<3=40

 

Кодовые таблицы

Ниже приведены коды символов в кодировке ASCII (American Standard Code for Information Interchange) и MS DOS.

Табл. 3.6 – Коды ASCII и MS DOS

Код	Символ	Код	Символ	Код	Символ	Код	Символ	Код	Символ	Код	Символ	Код	Символ	Код	Символ
0	NUL	32	SP	64	@	96	'	128	А	160	а	192	└	224	р
1	SOH	33	!	65	A	97	a	129	Б	161	б	193	┴	225	с
2	STX	34	“	66	B	98	b	130	В	162	в	194	┬	226	т
3	ETX	35	#	67	C	99	c	131	Г	163	г	195	├	227	у
4	EOT	36	$	68	D	100	d	132	Д	164	д	196	─	228	ф
5	ENQ	37	%	69	E	101	e	133	Е	165	е	197	┼	229	х
6	ACK	38	&	70	F	102	f	134	Ж	166	ж	198	╞	230	ц
7	BEL	39	'	71	G	103	g	135	З	167	з	199	╟	231	ч
8	BS	40	(	72	H	104	h	136	И	168	и	200	╚	232	ш
9	HT	41	)	73	I	105	i	137	Й	169	й	201	╔	233	щ
10	LF	42	*	74	J	106	j	138	К	170	к	202	╩	234	ъ
11	VT	43	+	75	K	107	k	139	Л	171	л	203	╦	235	ы
12	FF	44	,	76	L	108	l	140	М	172	м	204	╠	236	ь
13	CR	45	-	77	M	109	m	141	Н	173	н	205	═	237	э
14	SO	46	.	78	N	110	n	142	О	174	о	206	╬	238	ю
15	S1	47	/	79	O	111	o	143	П	175	п	207	╧	239	я
16	DLE	48	0	80	P	112	p	144	Р	176	░	208	╨	240	Ё
17	DC1	49	1	81	Q	113	q	145	С	177	▒	209	╤	241	ё
18	DC2	50	2	82	R	114	r	146	Т	178	▓	210	╥	242	Є
19	DC3	51	3	83	S	115	s	147	У	179	│	211	╙	243	Є
20	DC4	52	4	84	T	116	t	148	Ф	180	┤	212	╘	244	Ї
21	NAK	53	5	85	U	117	u	149	Х	181	╡	213	╒	245	Ї
22	SYN	54	6	86	V	118	v	150	Ц	182	╢	214	╓	246	Ў
23	ETB	55	7	87	W	119	w	151	Ч	183	╖	215	╫	247	Ў
24	CAN	56	8	88	X	120	x	152	Ш	184	╕	216	╪	248	°
25	EM	57	9	89	Y	121	y	153	Щ	185	╣	217	┘	249	∙
26	SUB	58	:	90	Z	122	z	154	Ъ	186	║	218	┌	250	·
27	ESC	59	;	91	[	123	{	155	Ы	187	╗	219	█	251	√
28	FS	60	<	92	\	124	|	156	Ь	188	╝	220	▄	252	№
29	GS	61	=	93	]	125	}	157	Э	189	╜	221	▌	253	¤
30	RS	62	>	94	^	126	~	158	Ю	190	╛	222	▐	254	■
31	US	63	?	95	_	127	DEL	159	Я	191	┐	223	▀	255

 

Ввод/вывод данных

Вывод значений на экран производится оператором cout<<имя_переменной;

Ввод значений с клавиатуры производится оператором c in >>имя_переменной;

Пример.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

int x1;

cout<<"Input number x1 = "; cin>>x1;

return 0;

}

Для вывода фиксированной строки используются кавычки. Литеры, находящиеся между кавычками выводятся компилятором без изменений. Перевод курсора в начало новой строки осуществляется с помощью оператора endl; Например,

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

cout<<"Hello! ";

cout<<"My name is Ivan."<<endl;

return 0;

}

Задание 1. Выполнить лабораторную работу 3 (Знакомство с компилятором).

Задание 2. Выполнить лабораторную работу 3а (Знакомство с компилятором).