Aplicația Prelucrării Matricei Rarefiate prin Memorarea Compactă Sistematica

1.Introducere în limbajul C

Acest limbaj de programare cu cel mai scurt nume posibil, a fost creat in 1972 de catre Dennis Ritchie si Brian Kernigham pentru dezvoltaea sistemului de operare UNIX. Istoria sa merita mentionata deoarece este relevanta pentru caracterizarea limbajului.

Asadar, se punea problema conceperii unui sistem de operare universal, care sa poata functiona, teoretic, pe orice tip de masina – sistemul UNIX. Pentru aceasta era nevoie de un limbaj care sa exploateza toate posibilitatile unei masini, dar care nu putea fi limbajul de asamblare, deoarece el este specific masinii – o noua implementare presupunea rescrierea integrala a sistemului. Din aceasta dilema s – a putut iesi construind un limbaj de nivel inalt (initial limbajul B, ulterior C ) care introducea si concepte de nivel scazut, hardware ( registru, adresa, locatie de memorie absoluta etc.).

Mai bine de 90 % din sursele primului sistem de operare UNIX ( implementat pe o masina PDP – 7 ) au fost scrise utilizand limbajul C, iar pentru restul modulelor, s – a apelat la limbajul de asamblare. Sistemul astfel obtinut a fost distribuit impreuna cu codul sursa si cu descrierea noului limbaj folosit, cu intentia vadita de a – l transforma intr – un sistem de operare universal. Succesul nu a sosit imediat, dar era asigurat de noua metoda de lucru. Programatorii au fost incitati sa dezvolte acest sistem, extinzandu – l cu noi module si sa il implementeze pe alte masini prin rescrierea acelei minime parti ( sub 10 % ) in limbaj de asamblare „C” devenea un limbaj de referinta.

Dupa acest scurt preambul, iata care sunt principalele caracteristici ale limbajului:

- Limbaj structural de nivel inalt;

- Poseda concepte de nivel scazut, ceea ce permite exploatarea portabila a caracteristicilor intime ale unei masini.

Spre exemplu, o variabila foarte des utilizata poate fi declarata „register” (registru ) si atunci ea va fi memorata intr – un registru al microprocesorului, nu intr – o locatie din memoria interna, marind ( uneori considerabil ) viteza de executie.

- Rutine de conversie a datelor foarte evoluate ( conversii implicite, intrari, iesiri, conversii in memorie );

- Tipuri de date ce pot fi definite de catre utilizator;

- Gestionarea elaborata a datelor de tip dinamic;

- Definirea unor noi functii;

- Adresari indirecte ale datelor, variabilelor ( pointeri );

- Recursivitate

- Set complet de functii matematice etc.;

- Functii pentru realizarea de grafica elementara 2D;

- Functii de apel la servicii DOS;

- Posibilitatea folosirii metodei overlay pentru un program;

- Si nu in ultimul rand, concizie deosebita a limbajului ( set de operatori si instructiuni foarte concise).

Compilatorul C ofera programatorului o flexibilitate mai mare in scrierea programelor decat alte limbaje. De aceea, programarea in C e mai expusa la erori decat in Pascal. Varianta numita C++ imbina calitatile limbajului C cu avantajele programarii orientate pe obiecte ( POO ).

1.

Asadar, iata un limbaj care suplimenteaza limbajul Pascal si poate pretinde pe drept cuvant suprematia in randul limbajelor structurate de uz general. Pentru versiunile standard ale implementarilor limbajului C, exista medii de programare de tip „turbo” ce apartin, dupa cum ne – am obisnuit, firmelor : Microsoft – produsul Quick C – si Borland – produsul Turbo C.

Borland C++4.0 – este un mediu de programare de permite crearea de aplicatii Windows ireprosabile din punct de vedere al prezentarii grafice si al functionarii. Sistemul Windowd poate fi manipulat in intimitatea sa cu Borland C++4.0, acest lucru insemnand ca stapanirea produsului nu este tocmai facila, ci necesita un efort deosebit in privinta studiului. Ca facilitate deosebita, mentionam posibilitatea realizarii unui multitasking cooperant.

1.1 Avantajele limbajului C

- Cod mai eficient pentru operatiile de intrare/ iesire pe disc;

- Modulul Vision contine mai putine erori de fabricatie decat cel din Pascal

Este de mentionat ca, in general, 99% din presupusele erori se datoreaza programatorului si numai 1 % sunt erori reale. O metoda sigura de a depista cine se inseala este de a intra cu un depanator in executabilul produs si de a analiza codul la nivelul de limbaj de asamblare.

- Libertate de exprimare sporita, dar siguranta de functionare diminuata;

- Concizie seducatoare a exprimarii

- Programele sursa circula de regula in limbajul C.

In dictionarul de informatica, limbajul C este definit astfel:

Limbaj de programare dezvoltat de catre americanul Dennis Ritchie in cadrul laboratoarelor Bell in anul 1972.

Limbajul C pune la dispozitia programatorilor tipuri fundamentale de date : caractere,, numere intregi, numere reale. Pot fi create si tipuri derivate ca tablourile sau structurile. Tipul asresa ( sau „pointer”0 care corespunde notiunii de adresa a unui obiect, ofera numeroase posibilitati, indeosebi pentru operarea cu tablouri sau functii. Posibilitatea de a efectua compilari separate precum si existenta unei biblioteci de proceduri standard faciliteaza scrierea modulara a programelor. Conceptul initial ca un limbaj de nivel jos, C se caracterizeaza printr – o sintaxa relariv flexibila ( mai ales datorita unei incadrari mai putin rigide a variabilelor in tipuri precum si datorita conversiilor implicite intre tipuri ) si prin notatii relativ ezoterice uneori ( care vizeaza concizia scrierii, dar ingreuneaza lectura). Limbajul C isi datoreaza notorietatea faptului ca prima sa utilizare a fost rescrierea completa a versiunii de referinta a sistemului de operare Unix. Astazi C este limbajul de referinta in mediul Unix.

C++ Limbaj de programare conceput de Bjarne Stroustrup si formalizat prima oara in 1983.

C++ corecteaza unele neajunsuri ale limbajului C ( indeosebi prin introducerea unei rigurozitati crescute in cazul tipurilor ) si introduce posibilitatea folosirii notiunii de date abstracte precum si pe acea a programarii structurate pe obiect.

2.

Implementarea conceptelor de clasa, instanta si functii virtuale, existenta unor

functii particulare atasate claselor ( constructorii si distructorii ), posibilitatea de control fin pentru dreptul de acces la obiecte prin notiunea de prieteni, posibilitatea de supraincarcare a operatorilor, plus existenta mecanismului de mostenire ( simplu sau multiplu ) au facut din C++ un limbaj foarte popular. C++ poate fi considerat un succesor al limbajului C.

2. Noţiuni fundamentale despre matrice rarefiate

Matricele rarefiate îşi găsesc aplicabilitatea în modelarea unor procese de natură industrială, economică, tehnică, socială, etc.

Modelele matematice ale proceselor reale implică un număr foarte mare de variabile şi restricţii care prezintă fenomenul de raritate (sparsity), adică de slabă interconectare a elementelor sale. Luarea în consideraţie a fenomenului de raritate furnizează un nou mod de abordare foarte eficient, ce implică în dezvoltarea aplicaţiilor informatice folosirea unor structuri de date speciale, care să conducă la reducerea resurselor de memorie şi a timpului de calcul.