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» : учеб-
ное 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 при-
ложений 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 специально-
стей 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 програм-
мирования на языке C в среде программирования MS Visual Studio (VS) 
с примерами программ, а также комплектами заданий на выполнение лабора-
торных работ. Оно предназначено для самостоятельной проработки студента-
ми материала дисциплины «Информатика», входящей в образовательную про-
грамму бакалавриата и специалитета по направлениям подготовки 09.03.01 
«Информатика и вычислительная техника», 11.05.01 «Радиоэлектронные си-
стемы и комплексы», 15.03.06 «Мехатроника и робототехника», 16.03.01 «Тех-
ническая физика», 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические сред-
ства», 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 ин-
формационных технологий, свойства информации, математические и логиче-
ские основы ЭВМ, технические средства и программное обеспечение, сети 
ЭВМ, базы данных.  
В связи с этим на семинарских занятиях рассматриваются основы про-
граммирования и конкретный язык программирования, приобретаются навы-
ки решения практических задач.  
Лабораторные работы предназначены для приобретения опыта практи-
ческой реализации основной профессиональной образовательной программы. 
Методические указания к лабораторным работам прорабатываются студен-
тами во время самостоятельной подготовки. Необходимый уровень подготов-
ки контролируется в ходе проведения лабораторных работ.  
В пособии приведены примеры реализации типовых алгоритмов про-
граммирования и решения задач, требующих использования характерных 
приемов программирования.  
Самостоятельная работа студентов включает проработку лекционного 
курса, практических занятий, подготовку к лабораторным работам (разработ-
ку алгоритма решаемой задачи, кодирование алгоритма на языке программи-
рования). Результаты выполнения лабораторных работ студентов учитывают-
ся на промежуточной аттестации.  
Каждая рассматриваемая тема завершается списком контрольных вопро-
сов, а также комплектом заданий, которые используются при проведении ла-
бораторных работ. Выполнение данных заданий является необходимым усло-
вием подготовки к рубежным контролям, так как аналогичные задания пред-
лагаются 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 итого-
вые 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 кон-
трольные мероприятия, сдать и защитить лабораторные работы.  
Промежуточная аттестация по дисциплине (экзамен) основывается на 
результатах текущего контроля, а также включает ответы на вопросы по лек-
ционному материалу. Аттестация служит для оценки владения студентом 
ключевыми, базовыми положениями предметной области, умением их при-
менять при решении практических задач.  
Освоение дисциплины, ее успешное завершение на стадии промежуточ-
ного контроля (экзамена) возможно только при регулярной работе во время 
семестра и планомерном прохождении текущего контроля. Отчитаться по че-
тырем 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 обще-
ства существенное внимание уделяется и преподаванию аналогичной дисци-
плины 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 (характер-
ных приемов программирования) рассматривается как база для дальнейшего 
освоения дисциплины, в ходе которого студенты учатся работать с различ-
ными типами и структурами данных, разрабатывать алгоритмы решения бо-
лее сложных задач. Конкретный изучаемый студентами язык программиро-
вания, на котором реализуются рассматриваемые алгоритмы, выступает в 
этом случае как инструмент для практического воплощения основных теоре-
тических положений.  
В ходе последующего изучения дисциплины при решении более слож-
ных 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, студен-
ты 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 — форми-
рования основ логического мышления.  
Многолетняя практика преподавания дисциплины «Информатика» сту-
дентам-первокурсникам свидетельствует о том, что уровень их начальной 
подготовки различается существенным образом, у многих из студентов от-
сутствуют умения и навыки логического построения алгоритма решения по-
ставленной задачи. Проблема усугубляется в дальнейшем еще и тем, что в 
силу разных причин студенты должным образом не осваивают раздел, по-
священный разработке и реализации основных типов алгоритмов и характер-
ных приемов программирования.  
В пособии рассматривается программирование основных алгоритмиче-
ских структур: линейной, разветвляющейся, циклической. Реализация указан-
ных простейших алгоритмов требует, с одной стороны, умений программиро-
вать 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 рас-
сматриваемых 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, приме-
нения пользовательских и стандартные модулей.  
Модуль 6 «Визуальное проектирование и событийное программирова-
ние» охватывает основные понятия объектно-ориентированного программи-
рования (класс, объект), принципы объектно-ориентированного программи-
рования (инкапсуляция, наследование, полиморфизм), библиотеки классов 
среды разработки, а также основные принципы создания приложений с ис-
пользованием форм и палитры компонентов.  
В модуле 7 «Разработка и отладка приложений в визуальном режиме, 
реализующих изученные приемы обработки информации разного типа» рас-
сматриваются вопросы разработки и отладки приложений по обработке мас-
сивов чисел, строк, структур, а также бинарных и текстовых файлов, подклю-
чения модулей пользователя, создания многооконных приложений.  
Модуль 8 «Разработка и отладка приложений с использованием графи-
ческих возможностей программирования» посвящен изучению графических 
возможностей среды программирования, компонентов среды для создания 
графических приложений и функций для изображения графических примити-
вов, а также принципов создания рисунков, чертежей, графиков и преобразо-
вания изображений, их использования для создания приложений, обеспечи-
вающих 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 определен-
ной 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 при-
ложения, а также средств отладки.  
Модуль 1 предусматривает также изучение основ языка программирова-
ния (типы данных, константы, переменные, выражения, операторы, библио-
течные функции, структура программы), проведение анализа основных алго-
ритмических структур и правил их программирования.  
Кроме того, в модуле 1 изучаются основные операторы языка програм-
мирования, позволяющие реализовывать программы линейной разветвляю-
щейся и циклической структур (операторы присваивания, условного перехо-
да, 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 тести-
рование 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 раз-
работки и отладки различных программных продуктов, в том числе приложе-
ний, работающих как с использованием графического интерфейса пользовате-
ля, так и в консольном режиме. Последние имеют интерфейс пользователя в 
виде текстового окна, называемого окном программы, в котором последова-
тельно, 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 количе-
ство строк — 50. Изменить эти и другие параметры окна программы, напри-
мер 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 Развер-
нуть, увеличив до максимума количество знакомест в строках и сняв ограни-
чение на количество строк.  
При вводе пользователь имеет возможность редактировать последние вво-
димые данные, используя клавиши с печатными символами, а также клавиши 
BackSpace (удаление последнего введенного символа), Delete (удаление симво-
ла справа от курсора), Insert (переключение режимов вставки и замены),  
(удаление всех введенных символов),  (перемещение курсора в пре-
дыдущую 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 кла-
виши 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-