Въведение 1а

Учебник: Cay Horstmann, Computing Concepts with C++ Essentials, Third Edition, John Wiley & Sons, 2003.                        
                      Cay S. Horstmann, Timothy A. Budd, Big C++, 2nd Edition, Wiley, January 2009. 

Какво е компютър?

Няма дефиниция, понятието се променя с времето.
Компютрите могат да се справят с повтарящи се задачи.
Компютърът може да се програмира, че да се справи с различни задачи:

• Баланс на сметки.
• Сърфиране в интернет.
• Обработка на текст.
• Играене на игри.

Компютърни действия са съставени от огромен брой изключително примитивни операции. Примери за примитивни операции:

• Сложи червена точка в тази позиция на екрана.
• Вземи число от дадено място в паметта.
• Изпрати буквата A към принтера.
• Събери тези две числа.
• Ако стойността е отрицателна, продължи програмата с тази инструкция.

Компютърът дава илюзията за плавно изпълнение, защото той изпълнява тези операции с голяма скорост (каква?).
Компютрите са гъвкави: те могат да се справят с широк спектър от задачи, тъй като те изпълняват различни програми, всяка от които прави компютъра да работи по конкретна задача.

Джон Атанасов - история на компютрите.
От микрокомпютър до суперкомпютър. Многопроцесорни компютри, квантови компютри.
Херц, гигахерц; байт, гигабйт; флопс (FLOPS), гигафлопс, екзафлопс (EFLOPS = 1000 petaFLOPS)
(10³ - кило, 10⁶ - мега, 10⁹ - гига, 10¹² - тера, 10¹⁵ - пета)
2013, Tianhe-2, рекорд от 33.86 petaFLOPS, разпределени изчисления, облаци
Пример:
MacBook Pro 13" Dual-Core i5
Анонсиран: June 2012
2.5GHz / 4GB / 500GB / Intel HD Graphics 4000 / с international клавиатура

Какво е програмиране?

• Програмата дава на компютъра последователността на стъпките, необходими за изпълнение на дадена задача.
• Компютърният програмист проектира, пише и прилага тези програми.
• Повечето компютърни потребители не са компютърни програмисти.
• Програмирането е важно умение за информатика, софтуерния инженер и специалист по мрежите.  Еднакво важно за двата модула на програмата "Информационни технологии" - Технологии за компютърни игри,  Бизнес информатика.
• Програмирането не е единствено техническо умение, необходими за да бъдете успешен компютърен специалист, но е най-основното и най-важното.
• Началните ви програми ще са досадни и няма да си съперничат със софтуера, който сте ползвали като потребител.
• След като развиете определени умения, дори и прости програми могат да бъдат вълнуващи.

Анатомия на компютъра

• CPU - централен процесор - параметри, 2.5GHz, 10 GFLOPS (теоретично)
  
• Memory - памет - параметри, 4GB
  • RAM (Random Access Memory): read-write memory (primary storage), , 4GB
  • ROM (Read Only Memory): contains certain programs that must always be present, the code needed to start a computer.
  • Secondary storage (e.g. a hard drive or flash memory) provides persistent storage, 500GB
    
• Bus (шина) - линии, които свързват CPU, RAM и други устройства.

• Мotherboard (дънна платка): CPU, memory, bus, card slots (слотове) свързващи дъното с други устройства (LAN card, sound card, video card, etc.).
• Peripherals (периферия) свързва компютъра с човека (Universal Serial Bus - USB):
  • Monitor
  • Mouse
  • Keyboard
  • Printer
  • Camera
• Компютрите се свързват помежду си чрез компютърни мрежи (жични или безжични).

* Процесорът изпълнява машинни инструкции, които са:

• Пределно прости:
  1. Премести съдържанието на клетка 40000 от паметта в регистъра eax.
  2. Извади 100 от регистъра eax.
  3. Ако резултатът е положителен, продължи с инструкция от клетка 11280.
• Кодирани като числа (процесор 80386)
  

  161 40000 45 100 127 11280

• Досадни с вероятност за грешки като числа, за да се въвеждат ръчно.
• Всеки процесор има свой ​​собствен набор от машинни инструкции.

* Асемблер - език от ниско ниво:

• Първа стъпка - даване на имена на командите:
  

  mov 40000, %eax
  sub 100, %eax
  jg 11280

• Втора стъпка - използване на имена вместо адреси:
  

  mov int_rate, %eax
  sub 100, %eax
  jg int_error

• По-лесни за четене и писане.
• Все още процесорно зависими.

* Програмни езици от високо ниво:

• Независими от хардуера.
• "Лесни" за четене и писане (от човек).
• Спазващи правила, по-строги от тези на човешките езици.
  

  if (int_rate > 100) message_box("Interest rate error");

• Превеждани (транслирани) от компилатори на машинен език.

* Специална компютърна програма, наречена компилатор, превежда описанието на по-високо ниво (език за програмиране) в машинни инструкции за конкретен процесор (машинен език).
* Компилаторите следват строги конвенции (правила) по отношение на използването на езика за програмиране. Когато компилатор чете инструкции за програмиране (изрази, операции и оператори) на език за програмиране, той ще ги преведе в машинен код, само ако входът следва езиковите конвенции точно.
* Строгите правила предотвратяват по-катастрофални грешки, които биха могли да възникнат, ако компилаторът трябва "да гадае".
* Има много (стотици) езици за програмиране (List of programming languages).
* Различията в езиците за програмиране понякога са незначителни, но в други случаи са съществени.

• C++:
  

  if (int_rate > 100) message_box("Interest rate error");

• Visual Basic
  

  if int_rate > 100 then System.Console.Write("Interest rate error") end if

** История на езика С++. 

* Езикът С се създава и развива заедно с операционната система UNIX. Първата версия е създадена през 1973 г. от Денис Ричи. Езикът се развива интензивно и през 1977 г. UNIX е пренаписана на С. Стандартна версия на езика е установена през 1989 година.
* Езикът С++ е създаден от Бьорн Страуструп 1983 г., като към езика С са добавени нови елементи. Всъщност възниква нов обектно-ориентиран език, който веднага получава много широко разпространение. Стандартизацията на езика завършва през 1998 година, като книгата на Страуструп e всъщност този стандарт.

** Компилатори и среди за програмиране на С и С++
* Unix ОС (Ubuntu и др.), Мас:
- GCC е GNU компилатор, който поддържа най-новите версии (стандарти) на езиците C, C++;
- текстов редактор

*  Системи (среди) за програмиране за MS Windows - обикновено се състоят от текстов редактор, компилатор, библиотеки и система за проверка на програмите (debug). За С/С++ по-известните среди за програмиране са:
- MS Visual C++ - продукт на Майкрософт, не поддържа С++ стандарт;
- Dev C++ - поддържа С++ стандарт, няма help за езика и удобен дебъгер;
- Code::Blocks - The open source, cross platform, free C++ IDE.