Bài giảng Lập trình - Chương 1: Giới thiệu

 Lập trình
CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU
 2/10/2017
 Chương 1: Mở đầu
 1.1 Giới thiệu
 1.2 Giới thiệu chung về kỹ thuật lập trình
 1.3 Một số kỹ thuật lập trình cơ bản
 1.4 Các bước phát triển chương trình
 1.5 Lịch sửng ôn ngữ C/C++
Chương 1: Mở đầu 2
 1.1 Giới thiệu
 . 3 tín chỉ = 45 tiết
 . Học trên lớp + thực hành
 . Điểm=Điểm giữa kỳ (30%)+Điểm thi cuối kỳ(70%)
 . Không làm bài tập về nhà: trừ điểm giữa kỳ.
 . Mục đích môn học: trang bị cho sinh viên kiến thức cơ
 bản về C/C++, cấu trúc dữ liệu.
Chương 1: Mở đầu 3
 Nguyên tắc học tập
 . Tích cực, chủ động học thường xuyên
 . Kết hợp giữa nghe giảng, tham khảo tài liệu và thực
 hành.
 . Không nên học thuộc lòng, học chay
 . Không nên mong đợi nhiều vào ôn tập
 . Không nên dựa dẫm vào các bài tập mẫu trong sách
Chương 1: Mở đầu 4
 Công cụ học tập
 . Máy tính PC
 . Công cụ lập trình: Visual C++, Visual studio C++ 
 .NET, Dev C++.
 . Nền ứng dụng: Win32 Console Application
 . Tài liệu tham khảo:
 1. GS Phạm Văn Ất: Kỹ thuật lập trình C/C++
 2. Stanley B. Lippman, Josée Lajoie: C++ Primer. 3rd Edition. 
 Addison-Wesley 1998.
 3. Bjarne Stroustrup: The C++ Programming Language. 
 3rd Edition. Addison-Wesley 1997.
 4. David Musser,:C++ Programming with Standard 
 Template Library. 2nd Edition, Addison-Wesley 1998.
 5. Bruce Eckel: Thinking in C++. www.bruceeckel.com, 2003.
Chương 1: Mở đầu 5
 1.2 Giới thiệu về kỹ thuật lập trình
 . Kỹ thuật lập trình là gì? 
 – Là kỹ thuật thực thi một giải pháp phần mềm
 – Dựa trên nền tảng một phương pháp luận
 – Dùng một hoặc nhiều ngôn ngữ lập trình phù hợp với đặc 
 thù của ứng dụng
 . Kỹ thuật lập trình= Kỹ thuật mã hóa?
 Kỹ thuật lập trình = Tư tưởng thiết kế + Kỹ thuật mã hóa
 = Cấu trúc dữ liệu + Giải thuật + Ngôn ngữ lập trình
Chương 1: Mở đầu 6
 Thế nào là lập trình
. Viết chương trình tính giai thừa của số 100?
. Viết một chương trình in ra 100 số nguyên tố đầu tiên?
 Có phải lập trình không?
 . Viết một hàm tính giai thừa?
 . Viết một chương trình in ra N số nguyên tố đầu tiên?
 Có phải lập trình không?
 Chương 1: Mở đầu 7
Thế nào là lập trình tốt?
 . Đúng yêu cầu của khách hàng
 . Tin cậy 
 – Chương trình chạy đúng 
 – Chạy ít lỗi (số lượng lỗi ít, cường độ lỗi thấp)
 – Mức độ lỗi nhẹ
 . Hiệu suất
 – Chương trình nhỏ gọn, sử dụng ít bộ nhớ
 – Tốc độ nhanh, sử dụng ít thời gian CPU
 . Hiệu quả:
 – Thời gian lập trình ngắn, 
 – Khả năng bảo trì dễ dàng 
 – Giá trị sử dụng lại lớn 
 – Sử dụng đơn giản, thân thiện 
 – Nhiều chức năng tiện ích
Chương 1: Mở đầu 8
 Làm thế nào để lập trình tốt?
 . Học cách tư duy và phương pháp lập trình
 – Tư duy toán học, tư duy logic, tư duy có cấu trúc, tư duy 
 hướng đối tượng, tư duy tổng quát
 – Tìm hiểu về cấu trúc dữ liệu và giải thuật
 . Hiểu sâu về máy tính
 – Tương tác giữa CPU, chương trình và bộ nhớ
 – Cơ chế quản lý bộ nhớ
 . Nắm vững ngôn ngữ lập trình
 – Biết rõ các khả năng và hạn chế của ngôn ngữ
 – Kỹ năng lập trình (đọc thông, viết thạo)
 . Tự rèn luyện trên máy tính
 – Hiểu sâu được các điểm nêu trên
 – Rèn luyện kỹ năng lập trình
 – Thúc đẩy sáng tạo
Chương 1: Mở đầu 9
 Các nguyên tắc cơ bản
 Trừu tượng hóa
  Chắt lọc ra những yếu tố quan trọng, bỏ qua những chi tiết 
 kém quan trọng
 Đóng gói
  Che giấu và bảo vệ các dữ liệu quan trọng qua một giao diện 
 có kiểm soát
 Module hóa
  Chia nhỏ đối tượng/vấn đề thành nhiều module nhỏ để dễ 
 can thiệp và giải quyết 
 Phân cấp
  Phân hạng hoặc sắp xếp trật tự đối tượng theo các quan hệ 
 trên dưới
Chương 1: Mở đầu 10
 1.3 Một số kỹ thuật lập trình cơ bản
 . Lập trình tuần tự
 . Lập trình có cấu trúc
 . Lập trình module
 . Lập trình hướng đối tượng
 . Lập trình tổng quát
 . 
Chương 1: Mở đầu 11
 Lập trình tuần tự (Sequential Programming)
 . Phương pháp cổ điển nhất.
 . Chương trình gồm một chuỗi các lệnh kế tiếp nhau.
 . Mức trừu tượng thấp
 . Điều khiển chương trình bằng các lệnh rẽ nhánh, 
 lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con.
 . Ví dụ ngôn ngữ đặc thù: 
 – Ngôn ngữ máy 
 – ASSEMBLY
 – BASIC
Chương 1: Mở đầu 12
 Lập trình tuần tự: Ví dụ tính giai thừa
 . 1: MOV AX, n
 . 2: DEC n
 . 3: CMP n, 1
 . 4: JMPI
 . 5: MUL AX, n
 . 6: JMP 2
 . 7: MOV n, AX
 . 8: RET
Chương 1: Mở đầu 13
 Lập trình có cấu trúc (structured programming)
 . Cấu trúc hóa dữ liệu (xây dựng kiểu dữ liệu) và cấu 
 trúc hóa chương trình để tránh các lệnh nhảy.
 . Phân tích và thiết kế theo trật tự từ trên xuống và 
 thực hiện từ dưới lên.
 . Trong lập trình có cấu trúc chỉ sử dụng các cấu trúc 
 điều khiển rẽ nhánh ( if then else...), vòng lặp 
 (while...) và thoát ra (exit).
 . Ví dụ các ngôn ngữ đặc thù: 
 – PASCAL, FORTRAN, C,... 
Chương 1: Mở đầu 14
 Lập trình có cấu trúc: Ví dụ tính giai thừa (PASCAL)
 function gthua(n: interger) : interger
 var gt: interger;
 begin
 gt := n;
 while (n > 1) do
 begin
 dec(n);
 gt := gt * n;
 end
 gthua := gt;
 end
 end;
Chương 1: Mở đầu 15
 Lập trình module (modular programming)
 . Lập trình module là một dạng cải tiến của lập trình 
 có cấu trúc. Chương trình được cấu trúc nghiêm ngặt 
 hơn, dùng ơđ n vị cấu trúclà module.
 . Module: 
 – Một đơn vị cấu trúc độc lập, được chuẩn hóa dùng để tạo lập 
 một hệ thống. 
 – Mỗi module bao gồm phần giao diện(mở) và phần thực hiện
 (che giấu)
 – Các module giao tiếp với nhau thông qua các giao diện được 
 đặc tả rất chính xác.
 . Ví dụ ngôn ngữ tiêu biểu: 
 – Modula-2, xây dựng trên cơ sở PASCAL, do Niclaus Wirth 
 thiết kế năm 1977.
Chương 1: Mở đầu 16
 Lập trình hướng đối tượng (object-oriented programming)
 . Xây dựng chương trình ứng dụng dựa trên các cấu 
 trúc dữ liệu trừu tượng (lớp), các thể nghiệm của các 
 cấu trúc đó (đối tượng) và quan hệ giữa chúng (quan 
 hệ lớp, quan hệ đối tượng).
 . Ba nguyên lý cơ bản:
 – Đóng gói dữ liệu (data encapsulation)
 – Dẫn xuất/thừa kế (subtyping/inheritance)
 – Đa hình/đa xạ (polymorphism)
 . Ví dụ ngôn ngữ hỗ trợ tiêu biểu:
 – C++, C#
 – Java,
 – ...
Chương 1: Mở đầu 17
 Ví dụ minh họa: Quản lý sinh viên (C++)
 class Date {
 int Day, Month, Year;
 public:
 void setDate(int, int, int);
 ... 
 };
 class Student {
 string name;
 Date dob;
 int code;
 public:
 Student(string n, Date d, int c);
 ...
 };
 class StudentList {
 Student* list;
 public:
 void addStudent(Student*);
 ...
 };
Chương 1: Mở đầu 18
 Lập trình tổng quát (generic programming)
 . Một tư duy lập trình mở, trên quan điểm tổng quát 
 hóa tất cả những gì có thể nhằm đưa ra một khuôn 
 mẫu giải pháp cho nhiều bài toán lập trình cụ thể.
 . Ưu điểm: 
 – Giảm tối đa lượng mã nguồn
 – Tăng nhiều lần giá trị sử dụng lại của phần mềm
 – Có thể kết hợp tùy ý với các phương pháp luận khác
 – Tính khả chuyển cao
 . Các hình thức tổng quát hóa:
 – Kiểu dữ liệu
 – Phép toán cơ bản
 – Cấu trúc dữ liệu
 – Quản lý bộ nhớ,... 
Chương 1: Mở đầu 19
 1.4 Các bước phát triển chương trình
 . Tạo mã nguồn chương trình
 . Biên dịch chương trình mã đích
 . Liên kết chương trình với các thư viện chương 
 trình chạy được
 . Nạp và chạy chương trình
Chương 1: Mở đầu 20
 Môi trường/công cụ phát triển
 . IDE (Integrated Development Environment)
 – Hỗ trợ toàn bộ các bước phát triển chương trình
 – Ví dụ: MS Visual C++, Borland C++ (Builder), Visual studio 
 C++
 . Các công cụ tiêu biểu
 – Trình soạn thảo (Editor)
 – Trình biên dịch (Compiler)
 – Trình liên kết (Linker)
 – Trình nạp (Loader)
 – Trình gỡ rối (Debugger)
 – Trình quản lý dự án (Project Manager)
Chương 1: Mở đầu 21