Введение в информационные технологии и программирование на языке C в среде VS C++. Модуль 1 дисциплины «Информатика»

Ю.Е. Алексеев, А.В. Куров

Введение

в информационные технологии

и программирование

на языке C в среде VS C++

Модуль 1

дисциплины «Информатика» 

Учебное пособие 

Федеральное государственное бюджетное  

образовательное учреждение высшего образования  

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  

(национальный исследовательский университет)»

УДК 681.3.06(075)  
ББК 22.18  
  
А47 

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.press/catalog/37/book1799.html 
Факультет «Информатика и системы управления» 
Кафедра «Программное обеспечение ЭВМ и информационные технологии» 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия 
 
 
Алексеев, Ю. Е. 
А47  
Введение в информационные технологии и программирование на 
языке C в среде VS C++. Модуль 1 дисциплины «Информатика» : учебное пособие / Ю. Е. Алексеев, А. В. Куров. — Москва : Издательство 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. — 98, [2] с. : ил.  
ISBN 978-5-7038-4891-3 
Приведены краткие теоретические сведения о языке С и разработке приложений в среде VS C++, примеры реализации изучаемых алгоритмов, задания 
для самостоятельного выполнения по каждой из рассматриваемых тем.  
Для студентов 1-го курса машино- и приборостроительных специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана. Может быть полезно преподавателям как сборник 
заданий при проведении лабораторных работ. 

 
 УДК 681.3.06(075) 
 
 ББК 22.18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018 
 
© Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4891-3 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018 

Предисловие  

Учебное пособие представляет собой краткое изложение основ программирования на языке C в среде программирования MS Visual Studio (VS) 
с примерами программ, а также комплектами заданий на выполнение лабораторных работ. Оно предназначено для самостоятельной проработки студентами материала дисциплины «Информатика», входящей в образовательную программу бакалавриата и специалитета по направлениям подготовки 09.03.01 
«Информатика и вычислительная техника», 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы», 15.03.06 «Мехатроника и робототехника», 16.03.01 «Техническая физика», 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», 24.05.06 «Системы управления летательными аппаратами», 27.03.04 
«Управление в технических системах».  
Цель изучения дисциплины состоит в освоении студентами современных информационных технологий, формировании представления о задачах, 
реализуемых с их помощью, и методах их решения, а также в формировании 
алгоритмического мышления. Дисциплина реализует базовую подготовку по 
программированию, рассчитанную на студентов младших курсов.  
В процессе изучения дисциплины студенты овладеют:  
• навыками разработки алгоритмов решения профессиональных задач и 
кодирования их на языке программирования;  
• методами тестирования и отладки приложений;  
• умением представлять результаты создания диалоговых и графических 
приложений в удобном для пользователя виде.  
Планируемые результаты обучения. После изучения дисциплины студенты будут знать типовые алгоритмы решения задач, язык программирования C, среду программирования MS VS, а также уметь проводить оценку 
функциональных возможностей компьютеров, использовать современные 
информационные технологии и инструментальные средства для решения различных задач.  
Дисциплина и, соответственно, пособие построены по модульному 
принципу. Каждый модуль представляет собой логически завершенный раздел курса.  
Для каждого модуля дисциплины приводится набор планируемых результатов обучения, заданных программой дисциплины. Достижение этих 
результатов оценивается при текущем контроле усвоения дисциплины.  
Изучение дисциплины предполагает предварительное освоение следующих дисциплин (в рамках школьного курса):  
«Основы информатики»;  
«Математика»;  
«Иностранный язык (английский)».  

Методика проработки и освоения материала модулей дисциплины. 
Дисциплина предназначена для достижения ряда результатов обучения, которые описывают то, что студент должен будет после освоения дисциплины 
знать (помнить и понимать), уметь (применять, анализировать, оценивать и 
даже создавать), какими важными навыками он должен овладеть.  
Планируемые результаты обучения сформулированы в программе дисциплины, их необходимо постоянно иметь в виду при ее изучении, особенно 
с учетом того, что достижение каждого результата будет оценено при текущем или промежуточном контроле.  
В связи с сокращением аудиторных занятий на лекционных занятиях 
рассматриваются общие вопросы информатики: понятия информатики и информационных технологий, свойства информации, математические и логические основы ЭВМ, технические средства и программное обеспечение, сети 
ЭВМ, базы данных.  
В связи с этим на семинарских занятиях рассматриваются основы программирования и конкретный язык программирования, приобретаются навыки решения практических задач.  
Лабораторные работы предназначены для приобретения опыта практической реализации основной профессиональной образовательной программы. 
Методические указания к лабораторным работам прорабатываются студентами во время самостоятельной подготовки. Необходимый уровень подготовки контролируется в ходе проведения лабораторных работ.  
В пособии приведены примеры реализации типовых алгоритмов программирования и решения задач, требующих использования характерных 
приемов программирования.  
Самостоятельная работа студентов включает проработку лекционного 
курса, практических занятий, подготовку к лабораторным работам (разработку алгоритма решаемой задачи, кодирование алгоритма на языке программирования). Результаты выполнения лабораторных работ студентов учитываются на промежуточной аттестации.  
Каждая рассматриваемая тема завершается списком контрольных вопросов, а также комплектом заданий, которые используются при проведении лабораторных работ. Выполнение данных заданий является необходимым условием подготовки к рубежным контролям, так как аналогичные задания предлагаются при текущем контроле усвоения каждого модуля дисциплины. Их 
следует выполнять строго по графику учебной работы, обсуждая результаты 
на семинарах и консультациях.  
Текущий контроль проводится при изучении каждого модуля, его итоговые результаты складываются из следующих оценок:  
защита лабораторных работ;  
выполнение контрольных работ (рубежных контролей);  
работа на семинарских занятиях.  

Для завершения работы в семестре студент должен выполнить все контрольные мероприятия, сдать и защитить лабораторные работы.  
Промежуточная аттестация по дисциплине (экзамен) основывается на 
результатах текущего контроля, а также включает ответы на вопросы по лекционному материалу. Аттестация служит для оценки владения студентом 
ключевыми, базовыми положениями предметной области, умением их применять при решении практических задач.  
Освоение дисциплины, ее успешное завершение на стадии промежуточного контроля (экзамена) возможно только при регулярной работе во время 
семестра и планомерном прохождении текущего контроля. Отчитаться по четырем модулям, сдав лабораторные работы и выполнив контрольные работы 
(рубежные контроли), в течение экзаменационной сессии невозможно.  
 

Введение 

В связи с возрастанием роли информатики в жизни современного общества существенное внимание уделяется и преподаванию аналогичной дисциплины в вузах страны. По сложившейся традиции большое место в курсе 
«Информатика» в технических университетах занимает раздел, связанный  
с изучением языков программирования и реализацией на изучаемом языке 
алгоритмов решения важнейших инженерных задач.  
Изучение алгоритмов решения основных инженерных задач (характерных приемов программирования) рассматривается как база для дальнейшего 
освоения дисциплины, в ходе которого студенты учатся работать с различными типами и структурами данных, разрабатывать алгоритмы решения более сложных задач. Конкретный изучаемый студентами язык программирования, на котором реализуются рассматриваемые алгоритмы, выступает в 
этом случае как инструмент для практического воплощения основных теоретических положений.  
В ходе последующего изучения дисциплины при решении более сложных задач и обработке различных типов и структур данных показывается 
значение простейших алгоритмов как своего рода строительных блоков, на 
базе которых разрабатывается алгоритм решения поставленной задачи. По 
сути, уяснив постановку задачи и разрабатывая алгоритм ее решения, студенты должны выделить основные этапы решения задачи, которые чаще всего 
будут представлять собой ранее рассмотренные приемы программирования и 
алгоритмические конструкции. Разработка и реализация алгоритмов решения 
задач позволяет попутно добиться еще одного важного результата — формирования основ логического мышления.  
Многолетняя практика преподавания дисциплины «Информатика» студентам-первокурсникам свидетельствует о том, что уровень их начальной 
подготовки различается существенным образом, у многих из студентов отсутствуют умения и навыки логического построения алгоритма решения поставленной задачи. Проблема усугубляется в дальнейшем еще и тем, что в 
силу разных причин студенты должным образом не осваивают раздел, посвященный разработке и реализации основных типов алгоритмов и характерных приемов программирования.  
В пособии рассматривается программирование основных алгоритмических структур: линейной, разветвляющейся, циклической. Реализация указанных простейших алгоритмов требует, с одной стороны, умений программировать основные алгоритмические структуры, а с другой стороны, на базе этих 
простых алгоритмов можно решать уже более важные инженерные задачи.  
В качестве инструментального средства программной реализации рассматриваемых алгоритмов используется язык C среды программирования 
MS VS, который все шире изучается на разных кафедрах университета.  

В связи с этим авторы сочли необходимым включить раздел, содержащий 
основные сведения о среде программирования Visual Studio и разработке в 
ней консольных приложений, поскольку именно эта среда используется при 
преподавании курса «Информатика».  
Данное пособие поможет студенту в процессе обучения приобрести: знания среды программирования MS VS, языка программирования C, основных 
типов алгоритмов, характерных приемов программирования, умения разрабатывать алгоритмы и записывать их на языке программирования, использовать 
инструментальные средства для решения инженерных задач, встроенные средства среды для отладки программ, навыки самостоятельной работы с учебной и 
справочной литературой и разработки алгоритмов решения инженерных задач 
и их программной реализации, тестирования и отладки программ.  
Пособие предназначено для студентов первого курса, осваивающих язык 
программирования C в рамках изучения дисциплины «Информатика».  

Структура дисциплины «Информатика» 

Дисциплина «Информатика» включает восемь модулей, изучаемых последовательно в течение двух семестров.  
Модуль 1 «Введение в информационные технологии и программирование» посвящен рассмотрению методов представления информации в ЭВМ и 
выполнения арифметических и логических операций над двоичными числами, знакомству со средой программирования и разработке программ основных алгоритмических структур.  
Модуль 2 «Технология разработки и отладки программ и основные алгоритмы обработки информации» знакомит студентов с принципами работы 
технических и программных средств в информационных системах, типовыми 
алгоритмами решения основных инженерных задач.  
Модуль 3 «Программирование прикладных задач» включает информацию о разработке программ с использованием подпрограмм и программировании более сложных алгоритмов, основанных на вложенных циклах (вычисление значения определенного интеграла с заданной точностью, сортировка 
элементов массивов, обработка двумерных массивов).  
В модуле 4 «Обработка нечисловых типов данных» изучаются нечисловые типы данных (символы, строки, структуры, файлы), стандартные функции обработки данных этих типов, программирование задач обработки нечисловых данных.  
Модуль 5 «Модульное программирование» посвящен разработке программ с использованием модулей, рассмотрению назначения модулей, их 
структуры, освоению программирования с использованием модулей, применения пользовательских и стандартные модулей.  
Модуль 6 «Визуальное проектирование и событийное программирование» охватывает основные понятия объектно-ориентированного программирования (класс, объект), принципы объектно-ориентированного программирования (инкапсуляция, наследование, полиморфизм), библиотеки классов 
среды разработки, а также основные принципы создания приложений с использованием форм и палитры компонентов.  
В модуле 7 «Разработка и отладка приложений в визуальном режиме, 
реализующих изученные приемы обработки информации разного типа» рассматриваются вопросы разработки и отладки приложений по обработке массивов чисел, строк, структур, а также бинарных и текстовых файлов, подключения модулей пользователя, создания многооконных приложений.  
Модуль 8 «Разработка и отладка приложений с использованием графических возможностей программирования» посвящен изучению графических 
возможностей среды программирования, компонентов среды для создания 
графических приложений и функций для изображения графических примитивов, а также принципов создания рисунков, чертежей, графиков и преобразования изображений, их использования для создания приложений, обеспечивающих движение объектов.  

Краткое содержание модуля 1  
и планируемые результаты обучения 

Разработка и реализация алгоритмов решения инженерных задач требуют 
прежде всего знания языка программирования, умения работать в определенной среде программирования, а также разрабатывать и проводить отладку 
программ основных алгоритмических структур. 
В связи с этим в рамках модуля 1 предусмотрено прежде всего изучение 
среды программирования, последовательности действий при создании приложения, а также средств отладки.  
Модуль 1 предусматривает также изучение основ языка программирования (типы данных, константы, переменные, выражения, операторы, библиотечные функции, структура программы), проведение анализа основных алгоритмических структур и правил их программирования.  
Кроме того, в модуле 1 изучаются основные операторы языка программирования, позволяющие реализовывать программы линейной разветвляющейся и циклической структур (операторы присваивания, условного перехода, выбора, цикла, функции ввода и вывода информации). 
Наряду с вопросами организации приложений, реализующих основные 
алгоритмические структуры, в модуле 1 рассматриваются вопросы выбора 
тестовых наборов данных, проводится анализ возможных ошибок, использование средств отладки среды разработки. Разработка приложений сопровождается освоением техники проведения процесса отладки (точки контрольного 
останова, окно наблюдения, принудительное прерывание работы приложения, трассировка, действия в точках прерывания, вычисление выражений и 
изменение значений). 
Ключевые слова: алгоритм, выражение, линейная структура, оператор, 
отладка, разветвляющаяся структура, структура программы, тестирование, 
тип данных, циклическая структура. 
Планируемые результаты изучения модуля 1. После изучения модуля 1 студент сможет: 
• перечислить и объяснить основные термины и понятия, используемые 
в процессе разработки программ на языке программирования; 
• разрабатывать алгоритмы линейной, разветвляющейся, циклической 
структур и представлять их в виде схем; 
• записывать алгоритмы линейной, разветвляющейся, циклической 
структур на изучаемом языке программирования; 
• анализировать ошибки, содержащиеся в программе, проводить тестирование и отладку программ, в том числе с использованием встроенных 
средств отладки среды программирования. 

1. Краткие теоретические сведения о языке С  
и разработке консольных приложений  
в среде Visual C++  

Система программирования Visual C++ предоставляет возможность разработки и отладки различных программных продуктов, в том числе приложений, работающих как с использованием графического интерфейса пользователя, так и в консольном режиме. Последние имеют интерфейс пользователя в 
виде текстового окна, называемого окном программы, в котором последовательно, строка за строкой отображаются данные, вводимые пользователем с 
клавиатуры, и данные, выводимые программой. Позицию начала ввода или 
вывода в окне программы указывает курсор — мигающий символ, имеющий 
вид подчеркивания в режиме вставки или прямоугольника в режиме замены.  
По умолчанию длина строки равна 80 знакам (знакоместам), а количество строк — 50. Изменить эти и другие параметры окна программы, например шрифт, цвет символов и фона, позволяет диалог, открывающийся при 
вводе команды Свойства в системном меню окна программы при ожидании 
ввода данных. Можно также развернуть окно во весь экран кнопкой Развернуть, увеличив до максимума количество знакомест в строках и сняв ограничение на количество строк.  
При вводе пользователь имеет возможность редактировать последние вводимые данные, используя клавиши с печатными символами, а также клавиши 
BackSpace (удаление последнего введенного символа), Delete (удаление символа справа от курсора), Insert (переключение режимов вставки и замены),  
(удаление всех введенных символов),  (перемещение курсора в предыдущую позицию),  (перемещение курсора в следующую позицию). Если 
в окне диалога, открывающемся при вводе команды Свойства системного меню 
окна программы, установить на вкладке Общие флажок Выделение мышью, то 
становится возможным выделять части текста буксировкой мыши, копировать 
выделенное в буфер обмена щелчком ее правой клавиши и затем вставлять в 
позицию курсора щелчком правой клавиши. Завершается ввод нажатием клавиши Enter, при этом курсор перемещается в начало новой строки.  
Вывод данных из программы выполняется в виде текста, символ за символом при автоматическом перемещении курсора в очередную позицию 
строки, а при достижении ее конца — в начало новой строки.  
Консольный режим обычно используется в тех случаях, когда основным 
требованием к программе является минимизация времени счета и расхода 
оперативной памяти. На подготовку таких программ требуется меньше времени, поэтому консольный режим удобно использовать для быстрой проверки и отладки отдельных алгоритмов. В связи с изложенным и с учетом того, 
что ставится задача изучения типовых алгоритмов программирования и вы