Notiuni Introductive in c++!

Calculatorul a fost inventat de om pentru a prelucra informatia. El il ajuta sa prelucreze foarte usor, intr-un timp foarte scurt, cu foarte mare acuratete, o mare cantitate de informatie, foarte complexa.
Prelucrarea informatiei este veche de cind lumea. Prelucrarea voluntara a informatiei s-a facut insa abia atunci cind babillonienii au scris primele semne cuneiforme pe tablite de lut. Asadar, prima manifestare a prelucrarii informatiei a fost scrisul. Inca din antichitate pot fi puse in evidenta doua tipuri de prelucrari de informatii :
Prelucrarea textului – scrisul
Prelucrarea numerelor – calculul numeric
Prelucrarea automata a informatiei a fost posibila o data cu aparitia calculatoarelor electronice. Asadar, scopul utilizarii unui calculator este de a prelucra informatia. Informatia prelucrata poate fi text, numere, imagini sau sunete si este pastrata pe diferite medii de stocare, in diferite formate sub forma de date.
Transformarea datelor in informatii nu este un atribut exclusiv al calculatorului. Acest fenomen a aparut o data cu omul. De la primele reprezentari ale unor cantitati, cu ajutorul degetelor, al pietricelelor sau al betisoarelor, si de la manipularea manuala a acestor obiecte pentru a afla cite zile mai sunt pina la un anumit eveniment, sau cite animale au fost vinate, sau citi razboinici are tribul vecin, putem spune ca are loc un proces de transformare a datelor in informatii. Degetele, pietricelele si betele reprezinta datele, iar ceea ce se obtine prin manipularea lor repezinta informatia. Ceea ce deosebeste un astfel de proces de o prelucrare cu ajutorul calculatorului sunt viteza de obtinere a informatiilor si modul de reprezentare a informatiilor sub forma de date.
Calculatorul nu stie sa prelucreze decit siruri de cifre binare care pot fi modelate fizic prin impulsuri de curent, cu doua niveluri de tensiune, ce corespund celor doua cifre binare 0 si 1. Prin urmare, datele vor fi codificari binare ale informatiei existente in exteriorul calculatorului. Daca, intr-o prelucrare manuala, datele sunt reprezentate de obiecte care pot fi manipulate de om (betisoare, pietricele sau degete ), in cazul unei prelucrari automate datele vor fi reprezentate prin obiecte pe care le poate manipula calculatorul, adica siruri de biti.
Asadar din punct de vedere al unei prelucrari automate a informatiei, diferenta dintre data si informatie este :

*
informatia este un mesaj care inlatura necunoasterea unui anumit eveniment si are caracter de noutate. Informatiile sunt interpretate de oameni.
*
data este reprezentarea informatiei in interiorul calculatorului. Calculatorul nu intelege continutul acestor date, el numai le prelucreaza prin operatii specifice fiecarui tip de data. In urma prelucrarii datelor, calculatorul poate furniza omului informatii.

Pentru a rezolva o anumita sarcina, trebuie sa coneastem modul in care o putem rezolva. Pentru aceasta trebuie sa gasim o anumita metoda, adica un set de pasi pe care trebuie sa-i executam ca sa realizam sarcina. Acest set de pasi formeaza algoritmul pentru rezolvarea problemei respective. Initial, studiul algoritmilor a fost o disciplina a matematicii prin care se cauta sa se gaseasca un set unic de instructiuni prin care sa se descrie rezolvarea oricarei probleme dintr-o anumita categorie. Exemple de algoritmi matematici : algoritmul lui Euclid, algoritmul impartirii a doua numere, algoritmul extragerii radacinii patrate dintr-un numar. Cu timpul, descrierea metodei de rezolvare a unei probleme cu ajutorul algoritmilor s-a extins si in alte domenii de activitate.
La fel ca si omul, si un calculator, pentru a putea rezolva o anumita sarcina trebuie sa aiba cunostiinte despre modul in care poate sa o rezolve, adica sa cunoasca algoritmul de rezolvare a problemei. Aceasta informatie i se transmite calculatorului prin intermediul unui program. Deoarece limbajul natural nu este inteles de calculator, care este construit astfel incit sa poata prelucra numai cifre binare, programul prin care i se comunica algoritmul este scris intr-un limhaj de programare. Limbajul de programare este un limbaj artificial care prin exprimari simbolice ( instructiuni ), descrie operatiile de prelucrare pe care trebuie sa le execute calculatorul. El ii permite omului sa comunice cu calculatorul ( sa ii dea comenzi pe care sa le execute ), deoarece fiecare instructiune din limbajul de programare va fi tradusa intr-un grup de instructiuni masina ( instructiuni in limbaj sau cod masina ) adica un sir de biti care au o anumita semnificatie pentru calculator. Acest limbaj se numeste limbaj masina deoarece este propriu fiecarui tip de masina in parte fiind implementat sub forma de circuite electronice in procesor.
Asadar o sarcina se poate rezolva cu ajutorul calculatorului numai daca modul in care se rezolva poate fi descompus in pasi pentru a putea fi descris cu ajutorul unui algoritm, deoarece calculatorul este o masina algoritmica.
Dezvoltarea prelucrarii automate a informatiilor cu ajutorul calculatorului s-a facut in doua directii :

*
dezvoltarea echipamentelor astfel incit acestea sa fie capabile sa stocheze cit mai multa informatie, pe care sa o prelucreze cu viteza cit mai mare, folosind algoritmi cit mai complecsi.
*
Gasirea de noi algoritmi, cit mai performanti, pentru rezolvarea problemelor complexe si imbunatatirea tehnicilor de reprezentare si comunicare a lor.

Folosirea calculatorului a dus la aparitia unei noi stiinte si a unui nou
domeniu de activitate : informatica.
Informatica reprezinta un complex de discipline prin care se asigura prelucrarea rationala a informatiilor prin intermediul masinilor automate.
Primul calculator electronic a aparul in 1946, ca urmare a unei cereri precise din partea armatei americane, care a fost capabila sa finanteze un proiect atit de costisitor. Apoi, administratia americana a cumparat primul calculator non-militar in 1951, pentru recensamintul populatiei. Doi ani mai tirziu a fost construit primul calculator destinat unei firme particulare, cind General Electric a cumparat un calculator pentru uzina sa din Louisville. Incepind din 1953, firma IBM a inceput sa patrunda si ea pe piata de calculatoare, prezentindu-si calculatoarele in medii stiintifice. Astfel, calculatoarele au inceput sa patrunda si in mediile universitare. Dezvoltarea continua a echipamentelor electronice de calcul a facut ca din 1965 informatica sa nu mai fie doar o activitate anexa, ci sa devina ea insasi o industrie. In contextul unei cresteri puternice a pietei, calculatorul a devenit o unuealta folosita in toate domeniile de activitate.
La primele calculatoare electronice programele erau scrise in cod masina (binar) sau erau cablate sub forma de circuite electronice. Modificarea unui program sau introducerea unuia nou erau foarte complicate, deoarece insemna introducerea programului bit cu bit. Din necesitatea rezolvarii acestei probleme au aparut primele sisteme de operare si primele limbaje de programare, numite limbaje de nivel inalt : in 1956 limbajul Fortran, orientat pe calcule stiintifice si in 1960 limbajul Cobol, orientat pe aplicatii economice care folosesc putine operatii de calcul, dar care manipuleaza un volum mare de date. Limbajele de programare s-au dezvoltat continuu pentru a se adapta la noile echipamente hardware, la noile sisteme de operare si la noile cerinte ale utilizatorilor, care insemnau de fapt noi sarcini pe care trebuia sa le rezolve calculatorul, adica noi algoritmi orientati pe rezolvarea anumitor probleme. In 1971 a fost creat in universitatile elvetiene limbajul Pascal, primul limbaj structurat ( fiecare prelucrare elementara este considerata un bloc, iar blocurile pot fi inchise – incapsulate – unele in altele ). O data cu aparitia microcalculatoarelor, acest limbaj sa raspindit mult. Limbajul Basic a fost creat in Statele Unite, in 1975, ca un limbaj interactiv si nu putea fi folosit decit pe microcalculatoare. El permitea abordarea programarii si de catre persoane care nu erau specialiste in informatica. In 1971 a fost creat, de firma Bell-Telephone, limbajul C, pentru a permite realizarea sistemului de operare Unix. Este un limbaj foarte performant, care poseda atit conceptele limbajelor structurate de nivel inalt, cit si conceptele limbajelor de nivel scazut, care ii permit accesul la hardware. Programele scrie in limbajele aparute recent au crescut productivitatea programatorilor. Limbajele de nivel inalt au pus bazele ingineriei programarii.
La inceputul anilor 60, in mediile universitare au inceput sa se formeze departamente pentru cercetarea si studierea calculatoarelor. Cu timpul a aparut o bogata literatura de specialitate, iar cursurile din domeniul informaticii au inceput sa fie orientate pe subdomenii si sa fie gradate pe niveluri de dificultate.
Algoritmi.
Datele de intrare sunt supuse unui proces de prelucrare pentru a se obtine detele de iesire. In functie de rezultatele care se doresc, prelucrarea datelor este realizata dupa un anumit algoritm.
Algoritmul reprezinta o multime ordonata si finita de pasi executabili prin care se defineste fara echivoc modul in care se poate realiza o anumita sarcina.
Intre datele de intrare si datele de iesire ale unui algoritm exista o relatie bine determinata de insasi constructia algoritmului.
In activitatile zilnice intilnim la tot pasul algoritmi : algoritmul de utilizare a masinii de spalat rufe sau vase, algoritmul de inregistrare pe o caseta video, algoritmul de construire a modelului unui avion, algoritmul de rezolvare a unei probleme de matematica. De fapt aproape toate actiunile noastre se desfasoara dupa un algoritm bine definit.
Algoritmii au urmatoarele proprietati :

*
Claritatea. Orice algoritm trebuie sa fie precis definit, sa prezinte clar toate etapele care trebuie parcurse pina la obtinerea solutiei, fara sa formuleze nimic ambiguu.
*
Finitatea. Algoritmul trebuie sa fie format dintr-un numar finit de pasi, prin executarea carora sa se ajunga la rezolvarea problemei si obtinerea rezultatelor.
*
Succesiunea determinata a pasilor. Pasii care compun algoritmul trebuie executati intr-o ordine bine definita. De obicei ei se executa in oridine secventiala . In cazul in care apare necesitatea schimbarii acestei ordini, trebuie sa se precizeze clar pasul care urmeaza sa fie executat.
*
Universalitatea. Algoritmul trebuie sa permita rezolvarea unei clase de probleme care sunt de acelasi tip si care difera intre ele numai prin datele de intrare. El trebuie sa ofere posibilitatea de a rezolva orice problema din clasa respectiva.
*
Realizabilitatea. Pasii care compun algoritmul trebuie sa reprezinte operatii care se pot executa cu resursele disponibile.
*
Eficienta. Operatiile care compun algoritmul trebuie alese astfel incit solutia problemei sa fie obtinuta dupa un numar minim de pasi, cu precizia prestabilita sau cu o precizie satisfacatoare.