Презентация на тему "Предметно-ориентированное программирование" 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Предметно - ориентированное программирование

  Степулёнок Денис Олегович 1

• 
  Слайд 2

  Искусственный интеллект

  Автоматизация “рутинных” задач, “скучных” для человека Автономные системы “Быстрое” управление

• 
  Слайд 3

  Фантастика: разговор с компьютером

  «Идеальный» компьютер «понимает» естественный язык человека. «Программирование» на естественном языке

• 
  Слайд 4

  Deep Blue – шахматныйсуперкомпьютер

  11 мая 1997 года одержал победу в матче из 6 партий с чемпионом мира по шахматам Гарри Каспаровым Разработан компанией IBM Название получил от «Deep Thought» (глубокая мысль) из романа Дугласа Адамса «Автостопом по галактике» и «клички» IBМ: «Big Blue» После матча с чемпионом Deep Blue был разобран. В основе Deep Blue II находится сервер RS/6000 фирмы IBM, у которого имеется 31 процессор. Один процессор объявлен главным, а ему подчиняются 30 остальных. К каждому из этих 30 процессоров подключено 16 специализированных шахматных процессора. Таким образом всего имеется 480 шахматных процессоров

• 
  Слайд 5

  Применение ИИ - турнир RoboCup

• 
  Слайд 6

  Гуманоидный робот

• 
  Слайд 7

  Тест Тьюринга

• 
  Слайд 8

  Основные подхода к разработке ИИ:

  нисходящий (англ. Top-Down AI), семиотический — создание экспертных систем, баз знаний и систем логического вывода, имитирующих высокоуровневые психические процессы: мышление, рассуждение, речь, эмоции, творчество и т. д.; восходящий (англ. Bottom-Up AI), биологический — изучение нейронных сетей и эволюционных вычислений, моделирующих интеллектуальное поведение на основе биологических элементов, а также создание соответствующих вычислительных систем, таких как нейрокомпьютер или биокомпьютер.

• 
  Слайд 9

  Уровни языков программирования

  Естественные языки Терминология конкретной предметной области Высокоуровневые языки программирования Низкоуровневые языки программирования (напр. C) Ассемблер (мнемокоды) Машинный код (то, что исполняет процессор) 9

• 
  Слайд 10

  Языки высокого/низкого уровня

  Языки высокого уровня – максимально приближены к задаче. Наиболее выражено в предметно ориентированных языках. Приоритет – что? Языки низкого уровня – в центре внимания не задача, а технология её реализации, связанная с языком / машиной. Привлекаются дополнительные понятия, не связанные с задачей. Приоритет – как? 10

• 
  Слайд 11
  

  Разнообразие языков программирования Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало > 8500 языков программирования. Каждый год их число пополняется новыми. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирования.

• 
  Слайд 12
  

  Парадигмы программирования Архитектура машины, ассемблер Формула-ориентированные Процедурное, структурное программирование Объектно-ориентированное программирование Языково-ориентированное программирование Сейчас

• 
  Слайд 13
  

  13 Классификации языков Языки программирования Высокого уровня Низкого уровня: C / C++, Assembler Общего назначения: Perl, Java, Python Предметно-ориентированные: Matlab, PL SQL, AutoLisp Языки программирования Императивные: C, Java, Perl Декларативные Функциональные языки: LISP, Haskell Языки логического прогр.: Prolog Мультипарадигменные Ruby

• 
  Слайд 14
  

  14 Программист как преобразователь контекста

• 
  Слайд 15

  Предметно-ориентированный подход

  15 Программа на предметно-ориентированном языке Реализация (трансляция) Описание задачи на естественном языке Готовая исполняемая программа …создать web-приложение для ведения каталога книг.. …хранить каталог книг.. осуществлять поиск по авторам … Элементы управления, общие элементы всех web-приложений и т.д. Работающий сайт Максимально приближена к описанию на ест. языке

• 
  Слайд 16

  ПОЯ

  Предметно-ориентированный язык программирования (англ.domain-specific programming language, domain-specific language, DSL) — язык программирования, специально разработанный для решения определённого круга задач, в отличие от языков программирования общего назначения, например C или Java, или языков моделирования общего назначения наподобие UML.

• 
  Слайд 17

  Требования к ПО

  Функциональность: программа должна выполнять ожидаемые функции. Функции нужно реализовывать в порядке их необходимости заказчику, чтобы это сделать, необходимо «вникнуть» в предметную область и определить, что действительно важно заказчику; выделить главные, вспомогательные и второстепенные функции. Надежность: необходимо обеспечить минимум ошибок, сбоев, защиту информации от непреднамеренной порчи. Программа должна разумно реагировать на ввод пользователем любых данных, иначе пользователи будут «бояться» ошибиться, что, как минимум, замедлит их работу с системой. Кроме того, программы, предназначенные для работы в компьютерных сетях, требуют защиты от разного рода вирусных и хакерских атак, – программа должна проверять все входящие данные, особенно тщательно те, которые приходят по сети. Удобство: программа должна иметь интуитивно-понятный интерфейс, удобный для пользователя. Нужно минимизировать количество действий, необходимых пользователю для выполнения задачи, но не в ущерб понятности самих действий. Эффективность: программа должна эффективно использовать память, процессор, «жёсткий» диск и другие ресурсы системы. В особых случаях (когда «медлительность» системы критична) это требование становится едва ли не самым важным, важнее надёжности, но чаще оно менее существенно, чем сопровождение. Сопровождение: программа должна быть понятной, гибкой и «простой в сопровождении, переносе на новые платформы и развитии» - это требование программистов, в отличие от предыдущих, которые являются требованиями заказчиков, пользователей. Удобство сопровождения, как правило, находится в противоречии с эффективностью и для большинства программ более важно. Понятность программы позволяет быстро её развивать, добавлять новые функции, исправлять ошибки.

• 
  Слайд 18

  Виды ПОЯ

  ПОЯ могут быть: графическими (процесс программирования – «рисование» схемы в специальном редакторе); текстовыми (программирование – составление текста на некотором формальном языке). Кроме того, ПОЯ можно разделить на: статические – языки, в которых не важно, в каком порядке программист рисует элементы схемы или составляет текст программы; динамические – имеет значение порядок действий (например, в Geometer's Sketchpad последовательность геометрического построения задаёт алгоритм). 18

• 
  Слайд 19

  Создание ПОЯ

  Проектирование языка программирования Реализация интерпретаторов (компиляторов) для выбранных платформ Создание редактора (среды разработки) 19 При создании ПОЯ нужно разработать не только сам язык, но и среду программирования (IDE), удобный редактор кода, отладчик, профилировщик и т.д. Тут возможно несколько подходов.

• 
  Слайд 20
  

  Использовать достаточно гибкий существующий универсальный Язык Программирования (C#, Java, Python) и добавить предметно-ориентированные возможности при помощи библиотеки компонентов (Framework’а); Использовать существующую систему для создания предметно-ориентированных языков (Meta Programming System от JetBrains или DSL от Microsoft – позволяет рисовать графические схемы и генерировать по ним код); Использовать среду программирования, в которой синтаксические конструкции языка можно модифицировать (настраивать процесс компиляции на определенную предметную область). Например, среда Phoenix, дополнение к компиляторам .Net; Создать собственный ЯП с компилятором, отладчиком и т.д. Для генерации лексического анализатора можно использовать продуктыlex иyacc;

• 
  Слайд 21

  Процесс компиляции

  21

• 
  Слайд 22

  Geometer’s Sketchpad

• 
  Слайд 23
  
• 
  Слайд 24

  Пример: Создание иконки

• 
  Слайд 25

  Схема работы «Журнала в журнале»

• 
  Слайд 26

  Программирование на языке общего назначения

• 
  Слайд 27

  Программирование на основе ПОЯ

• 
  Слайд 28

  Интерфейс учителя

• 
  Слайд 29

  Интерфейс ученика

• 
  Слайд 30

  Разбиение системы на модули

• 
  Слайд 31

  Элементы редактора

• 
  Слайд 32

  Редакторы

• 
  Слайд 33

  Delphi – предметная ориентированность

  Редактор интерфейса позволяет визуально (без программирования) нарисовать большую часть интерфейса. Процесс создания нагляден. Встроенные средства рефакторинга позволяют «переименовать» классы, методы, компоненты, модули в любой момент когда вы обнаружите несоответствие реального использования класса, метода, модуля и представления о нём. Среда разработки генерирует шаблон метода при выборе события в редакторе свойств, нужно писать только само тело обработчика.

• 
  Слайд 34

  Работа в среде Delphi

• 
  Слайд 35
  

  http://www.jetbrains.com/mps/

• 
  Слайд 36

  Создание языка

• 
  Слайд 37

  Создание редактора

• 
  Слайд 38

  Использование - sandbox

• 
  Слайд 39

  Создаём поле ввода данных

• 
  Слайд 40

  И редактор для него

• 
  Слайд 41

  Добавляем поле в калькулятор

• 
  Слайд 42

  Генерируем и тестируем полученный язык

• 
  Слайд 43

  Выходное поле и формула

• 
  Слайд 44

  Можем использовать значение входных полей

• 
  Слайд 45

  Создаем генератор кода

• 
  Слайд 46

  Создание полей «в цикле»

• 
  Слайд 47

  Ссылка на другой макрос

• 
  Слайд 48

  Пример использования

• 
  Слайд 49

  Готовая программа

• 
  Слайд 50

  Спасибо за внимание!

  Вопросы?