Bài giảng Cơ sở lập trình: Phần 1 – ĐH CNTT&TT

Chia sẻ: Kiếp Này Bình Yên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:64

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ sở lập trình" tập trung vào những vấn đề rất cơ bản của cơ cở lập trình trong kinh tế với 3 chương và được chia ra thành 2 phần. Phần 1 sau đây cung cấp cho người học những nội dung: Giới thiệu cơ sở lập trình trong kinh tế, giới thiệu về ngôn ngữ C, những khái niệm và nguyên lý cơ bản của lập trình, các cấu trúc điều khiển, cấu trúc mảng. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở lập trình: Phần 1 – ĐH CNTT&TT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN KINH TẾ NGUYỄN VĂN HUÂN VŨ XUÂN NAM NGUYỄN VĂN GIÁP ĐỖ VĂN ĐẠI BÀI GIẢNG CƠ SỞ LẬP TRÌNH NGÀNH HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ THÁI NGUYÊN, NĂM 2012
MỤC LỤC Chương 1: GIỚI THIỆU CƠ SỞ LẬP TRÌNH TRONG KINH TẾ ............................. 5 1.1. Các khái niệm cơ bản ........................................................................................... 5 1.1.1. Ngôn ngữ máy ................................................................................................. 5 1.1.2. Ngôn ngữ lập trình ........................................................................................... 5 1.1.3. Chương trình .................................................................................................... 6 1.2. Sơ lược về cơ sở lập trình trong kinh tế ............................................................... 8 1.2.1. Khái niệm ........................................................................................................ 8 1.2.2. Tìm hiểu một số bài toán kinh tế điển hình ....................................................... 9 1.2.3. Bài toán phục vụ đám đông ............................................................................ 11 1.2.4. Bài toán dự trữ ............................................................................................... 12 Chương 2: CƠ SỞ LẬP TRÌNH NGÔN NGỮ C ......................................................... 15 2.1. Giới thiệu về ngôn ngữ C .................................................................................... 15 2.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển ngôn ngữ C .................................................. 15 2.1.2. Các tính chất đặc trưng của ngôn ngữ C ......................................................... 16 2.2. Những khái niệm và nguyên lý cơ bản của lập trình......................................... 20 2.2.1. Hệ thống ký hiệu và từ khoá........................................................................... 20 2.2.2. Khái niệm biến, hằng, biểu thức, câu lệnh ...................................................... 22 2.2.3. Các kiểu dữ liệu ............................................................................................. 27 2.2.4.. Các phép toán ............................................................................................... 34 2.3. Các cấu trúc điều khiển ...................................................................................... 37 2.3.1. Lệnh vào/ra .................................................................................................... 37 2.3.2. Lệnh lựa chọn if ............................................................................................. 41 2.3.3. Lệnh switch ................................................................................................... 44 2.3.4. Vòng lặp xác định for (biết trước số lần lặp)................................................... 45 2.3.5. Vòng lặp không xác định do ... while .. .......................................................... 49 2.3.6. Vòng lặp không xác định while ... .................................................................. 51 2.3.7. Các lệnh rẽ nhánh vô điều kiện....................................................................... 53 2.4. Cấu trúc mảng .................................................................................................... 56 2.4.1. Khái niệm ...................................................................................................... 56 2.4.2. Truy nhập đến các phần tử của mảng.............................................................. 57 2.4.3. Xâu kí tự và mảng .......................................................................................... 59 2.5. Con trỏ ................................................................................................................ 64 2.5.1. Khái niệm con trỏ........................................................................................... 64 2.5.2. Khai báo con trỏ ............................................................................................. 64 2.5.3. Các phép toán trên con trỏ .............................................................................. 67 2.5.4. Con trỏ và xâu ký tự....................................................................................... 68 2.6. Liên hệ giữa con trỏ và mảng ............................................................................. 70 2.6.1. Con trỏ và mảng một chiều ............................................................................ 70 2.6.2. Con trỏ và mảng hai chiều .............................................................................. 71 2.6.3. Con trỏ và mảng nhiều chiều .......................................................................... 72 2.6.4. Sử dụng biến trung gian ................................................................................. 73 2.6.5. Mảng các con trỏ ............................................................................................ 74 2.6.5. Cấp phát động con trỏ .................................................................................... 76 2.7. Kiểu cấu trúc....................................................................................................... 83 2.7.1. Khái niệm và định nghĩa cấu trúc ................................................................... 83 2.7.2. Khai báo cấu trúc ........................................................................................... 84 2.7.3. Truy cập các phần tử của cấu trúc ................................................................. 86 2
2.7.4. Mảng các cấu trúc .......................................................................................... 87 2.7.5. Con trỏ cấu trúc.............................................................................................. 90 2.8. Hàm và chương trình con ................................................................................... 92 2.8.1. Giới thiệu ....................................................................................................... 92 2.8.2. Các module chương trình trong C................................................................... 93 2.8.3. Thư viện các hàm chuẩn................................................................................. 93 2.8.4. Các hàm ......................................................................................................... 95 2.8.5. Các cơ chế truyền tham số .............................................................................. 99 2.8.6. Cấp lưu trữ và phạm vi hoạt động của các đối tượng .................................... 100 2.8.7. Con trỏ hàm ................................................................................................. 101 2.8.8. Hàm đệ qui .................................................................................................. 103 2.9. Các thao tác trên file văn bản........................................................................... 105 2.9.1. Mở file văn bản mới để cất dữ liệu .............................................................. 106 2.9.2. Đọc một file văn bản đã có ........................................................................... 106 2.9.3. Các thao tác vào/ra file mức thấp ................................................................. 109 2.9.4. Tạo file nhị phân để ghi................................................................................ 110 2.9.5. Đọc một file dữ liệu nhị phân ....................................................................... 112 2.9.6. Ghi file dữ liệu có cấu trúc (struct) ............................................................... 113 2.9.7. Đọc file dữ liệu cấu trúc ............................................................................... 115 2.9.8. Truy nhập trực tiếp file dữ liệu nhị phân....................................................... 116 2.9.9. So sánh và chọn phương án sử dụng ............................................................. 118 Chương 3: LẬP TRÌNH TRONG KINH TẾ.............................................................. 120 3.1. Bài toán lãi suất................................................................................................. 120 3.1.1. Phát biểu bài toán ......................................................................................... 120 3.1.2. Xây dựng chương trình ................................................................................ 120 3.2. Bài toán dự trữ.................................................................................................. 123 3.2.1. Mô hình quản lý dự trữ Wilson (tiêu thụ đều, bổ sung tức thời) .................... 123 3.2.2. Mô hình dự trữ tiêu thụ đều, bổ sung dần ..................................................... 125 3.3. Bài toán quy hoạch tuyến tính.......................................................................... 126 3.4. Bài toán phục vụ công cộng .............................................................................. 128 3
Lời nói đầu Cơ sở lập trình là môn học quan trọng đối với sinh viên ngành Hệ thống thông tin quản lý. Nhằm giúp các em sinh viên lam quen dần với lập trình và định hướng vào các bài toán kinh tế, môn học này trang bị cho sinh viên những kiến thức và kỹ năng lập trình và sử dụng nó như một công cụ để giải quyết những bài toán kinh tế phổ biến hiện nay. Mặc dù đã ra đời và phát triển qua nhiều thế hệ, song ngôn ngữ lập trình C là ngôn ngữ rất phù hợp cho việc thiết kế và phát triển các chương trình tính từ đơn giản đến phức tạp, từ những bài toán đơn thuần đến những tính toán khoa học phức tạp. Đặc trưng cơ bản của C là tốc độ thực hiện chương trình nhanh, linh hoạt và dễ dàng cài đặt cũng như sử dụng. Với thời lượng chương trình cho phép không nhiều nên bài giảng này chỉ tập trung vào những vấn đề rất cơ bản của cơ cở lập trình trong kinh tế với 3 chương : Chương 1 : Nghiên cứu tổng quan về cơ sở lập trình và giới thiệu sơ lược một số dạng toán kinh tế cơ bản. Chương 2 : Nghiên cứu về ngôn ngữ lập trình C từ cơ bản đến chuyên sâu. Chương 3 : Tìm hiểu những bài toán kinh tế phổ biến và xây dựng chương trình cho những bài toán dựa trên việc sử dụng ngôn ngữ lập trình C. Đây là bài giảng phục vụ cho sinh viên ngành Hệ thống thông tin quản lý với mục tiêu là hướng dẫn sinh viên nắm vững một ngôn ngữ lập trình cơ sở và cách thức vận dụng nó để lập trình giải các bài toán kinh tế phổ biến nên mang tính chất đặc thu riêng. Tuy nhiên, trong quá trình học tập sinh viên có thể tham khảo giáo trình và bài giảng liên quan khác để xây dựng và giải quyết bài toán của mình một cách tối ưu nhất. Mặc dù các tác giả đã có nhiều cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, những phần chưa được hoàn chỉnh trong bài giảng này. Chúng tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của bạn đọc để chúng tôi có thể chỉnh sửa, bổ sung giáo trình hoàn chỉnh phục vụ tốt hơn cho công tác giảng dạy, học tập của giáo viên và sinh viên. Thái Nguyên, tháng 02 năm 2012 Bộ môn Thương mại điện tử 4
Chương 1 GIỚI THIỆU CƠ SỞ LẬP TRÌNH TRONG KINH TẾ 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.1.1. Ngôn ngữ máy Ngôn ngữ máy (machine language hay machine code) là một loại ngôn ngữ lập trình trong đó, mọi chỉ thị đều được biểu diễn bằng các con số nhị phân 0 và 1. Đây là ngôn ngữ lập trình thế hệ đầu tiên. Tuy khó đọc và khó sử dụng, nhưng ngôn ngữ máy là ngôn ngữ duy nhất mà bộ vi xử lí có thể nhận biết và thực hiện một cách trực tiếp (tức không cần dịch sang bất kì ngôn ngữ nào khác). Lợi điểm chính của các chương trình viết bằng ngôn ngữ máy là có thể được thực thi một cách nhanh chóng (nhờ vi xử lí có thể xử lí các chỉ thị viết bằng ngôn ngữ máy một cách trực tiếp), dù vậy, nó lại không độc lập nền (platform-independent) – tức khi đem qua một máy có loại vi xử lí khác, chương trình có thể không thực thi được, do vi xử lí khác loại có thể có các tập lệnh khác. 1.1.2. Ngôn ngữ lập trình Ngôn ngữ lập trình (programming language) là một tập con của ngôn ngữ máy tính. Đây là một dạng ngôn ngữ được chuẩn hóa (đối lập với ngôn ngữ tự nhiên). Nó được dùng để miêu tả những quá trình, những ngữ cảnh một cách rất chi tiết. Định nghĩa (theo [Loud 94], T.3): Ngôn ngữ lập trình là một hệ thống được ký hiệu hóa để miêu tả những tính toán (qua máy tính) trong một dạng mà cả con người và máy đều có thể đọc và hiểu được. Theo định nghĩa ở trên thì một ngôn ngữ lập trình phải thỏa mãn được hai điều kiện cơ bản là: 1. Nó phải dễ hiểu và dễ sử dụng đối với người lập trình, để con người có thể dùng nó giải quyết các bài toán khác. 2. Nó phải miêu tả một cách đầy đủ và rõ ràng các tiến trình (process), để có thể chạy được trên các máy tính khác. Một tập hợp các chỉ thị được biểu thị nhờ ngôn ngữ lập trình để thực hiện các thao tác máy tính nào đó thông qua một chương trình. Các tên khác của khái niệm này nếu không bị lầm lẫn là chương trình máy tính hay chương trình điện toán. Lưu ý: Khái niệm chương trình (program) viết cho máy vi tính nhằm giải quyết một vấn đế nào đó thường được gọi là phần mềm máy tính. (Thí dụ chương 5
trình MS Word là một cách gọi chung chung, chính xác hơn là phần mềm MS Word thì rõ hơn đó là một chương trình ứng dụng.) Chữ lập trình dùng để chỉ thao tác của con người nhằm kiến tạo nên các chương trình máy tính thông qua các ngôn ngữ lập trình. Người ta còn gọi quá trình lập trình đó là quá trình mã hoá thông tin tự nhiên thành ngôn ngữ máy. Trong các trường hợp xác định thì chữ lập trình còn được viết là "viết mã" (cho chương trình máy tính). Như vậy, theo định nghĩa, mỗi ngôn ngữ lập trình cũng chính là một chương trình, nhưng có thể được dùng để tạo nên các chương trình khác. Một chương trình máy tính được viết bằng một ngôn ngữ lập trình thì những chỉ thị (của riêng ngôn ngữ ấy) góp phần tạo nên chương trình được gọi là mã nguồn của chương trình ấy. 1.1.3. Chương trình 1.1.3.1. Khái niệm Chương trình được xem như là một dãy các phát biểu (các lệnh) có thể thực hiện được theo một thứ tự nhất định để đạt được mục đích. Việc lập thành một chuỗi các lệnh được sắp xếp theo một trình tự xác định mô tả một lớp các quá trình tính toán nào đó được gọi là lập trình. 1.1.3.2. Đặc trưng của chương trình Một chương trình có thể được đánh giá theo ba đặc trưng sau a. Tính cấu trúc của chương trình: cách viết và tổ chức các thành phần của chương trình bao gồm: + Tính đơn thể: thường một chương trình được tổ chức thành nhiều đơn thể (chương trình con – subroutine hay còn gọi là thủ tục hay hàm) và có liên kết với nhau thông qua các lời gọi hàm. + Chương trình là một thể thống nhất: sự liên kết giữa các đơn thể bằng cơ chế truyền tham số của các thủ tục, hàm trong chương trình. + Phong thái lập trình: cách lập trình phải rõ ràng, dễ đọc, ngắn gọn, súc tích và nhất quán. Chương trình nguồn phải có các chú thích và có các hướng dẫn để những người khác có thể sử dụng một cách dễ dàng. b. Tính chức năng của chương trình: chỉ ra cách một chương trình đúng đắn có thể thực hiện được những công việc đặt ra và mức độ dễ sử dụng chương trình đó để giải quyết những bài toán tương tự hay thực hiện được trên nhiều máy khác nhau. Đó là các tính chất: + Tính tin cậy: chương trình đúng đắn và thực hiện cho kết quả chính xác, 6
+ Tính phổ dụng: chương trình áp dụng được cho một lớp nhiều bài toán tương tự có liên quan, + Tính tương thích: chương trình có thể dịch và thực hiện trên nhiều hệ máy tính khác nhau. c. Tính hiệu suất của chương trình: Một chương trình tốt có thể tương tác với người sử dụng, với nhiều thiết bị khác, quản lý hiệu quả các tài nguyên của máy tính (bộ nhớ, thời gian xử lý – bộ xử lý) và xử lý được các tình huống ngoại lệ khi chương trình thực hiện. Tính hiệu quả của chương trình được thể hiện qua: + Thân thiện với người sử dụng: chương trình dễ sử dụng và thân thiện với mọi người sử dụng, + Tính hiệu quả: chương trình sử hợp lý các tài nguyên của máy tính như bộ nhớ, bộ xử lý (thời gian thực hiện) và các thiết bị ngoại vi, v.v. + Bố cục trong sáng, rõ ràng: chương trình có thể tự xử lý được các trương hợp đặc biệt như các dữ liệu vào/ra không thích hợp hay những vấn đề tràn ô bộ nhớ, v.v. Thông thường, máy tính chỉ thực hiện được một nhóm các lệnh sơ cấp mà nó “hiểu” được và tuân theo các lệnh đó không biết mệt mỏi và rất tin cậy. 1.1.3.3. Quá trình phát triển chương trình Quá trình viết và thực hiện một chương trình truyền thống được thực hiện theo qui trình sau: + Sử dụng một hệ soạn thảo (editor) như turbo C hay turbo pascal để viết chương trình. + Dịch và gỡ lỗi cú pháp của chương trình, + Liên kết với các thư viện hay các mô đun chương trình khác + Thực hiện và kiểm thử chương trình: tìm lỗi ngữ nghĩa và lỗi thiết kế chương trình. + Xây dựng các bộ dữ liệu mẫu và chạy kiểm nghiệm kết quả. Quá trình này được mô tả như hình sau. 7
bài toán soạn thảo chương trình dịch chương trình mã thực tế nguồn đích .obj có lỗi gỡ lỗi có lỗi? có lỗi hết lỗi có lỗi? chương trình liên kết thực hiện .exe hết lỗi chương trình thư thực hiện bài viện toán có lỗi có lỗi thưc hết lỗi kết quả tính hiện? toán Hình 1-1 Các bước lập trình 1.2. Sơ lược về cơ sở lập trình trong kinh tế 1.2.1. Khái niệm Cơ sở lập trình trong kinh tế là một môn học nghiên cứu và vận dụng những công cụ lập trình cơ sở của công nghệ thông tin vào giải quyết các bài toán kinh tế. Môn học này trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về kỹ thuật lập trình và sử dụng ngôn ngữ lập trình đó để giải các bài toán kinh tế như: Bài toán trong kinh tế, Bài toán tối ưu, bài toán phục vụ đám đông, Bài toán dự trữ,… Từ khi máy tính điện tử ra đời đến nay, việc tính toán của con người đã thu được những kết quả đáng kinh ngạc. Những thành tựu mà máy tính điện tử nói riêng và ngành công nghệ thông tin và truyền thông nói chung đem lại đã làm thay đổi diện mạo của toàn bộ đời sống kinh tế - xã hội và chính trị của tất cả các nước, các khu vực trên toàn thế giới. Nhất là sự ảnh hưởng của nó đối với các hoạt động kinh tế. Nhiều bài toán kinh tế thuộc các lĩnh vực tính toán phức tạp như: Toán Kinh tế, mô hình tối ưu, lý thuyết hệ thống và điều khiển học ứng dụng trong kinh tế, lý thuyết phục vụ đám đông… trước khi mày tính ra đời khó giải thậm chí là chưa thể giải được thì nay với các các công cụ lập trình cơ sở như C/C++, Pascal, … đã xây 8
dựng và giải những bài toán này một cách nhanh chóng, chính xác góp phần to lớn vào sự phát triển và cuộc sống kinh tế của con người. Các bước nghiên cứu và ứng dụng lập trình cơ sở đối với các bài toán kinh tế bao gồm: a- Xác định vấn đề cần giải quyết, thu thập dữ liệu. b- Áp dụng các mô hình toán học. c- Xây dựng các thuật toán để giải bài toán đã mô hình hoá bằng ngôn ngữ thuận lợi cho việc lập trình cho máy tính. d- Tính toán thử và điều chỉnh mô hình nếu cần. e- Áp dụng giải các bài toán thực tế. 1.2.2. Tìm hiểu một số bài toán kinh tế điển hình 1.2.2.1. Bài toán về lãi suất Trong hoạt động kinh tế doanh nghiệp thì mảng kế toán - tài chính luôn được quan tâm hàng đầu. Giả sử doanh nghiệp ABC trong khoảng thời gian t có một khoản tiền nhàn rỗi là m và đem gửi ngân hàng với lãi suất là i%/năm. Tính xem trong khoảng thời gian t đó doanh nghiệp thu được bao nhiêu lãi? Ngược lại, một doanh nghiệp trong khoảng thời gian t’ có nhu cầu về vốn để đầu tư sản xuất kinh doanh và doanh nghiệp đi vay ngân hàng với số tiền m’ và lãi suất là i%/năm. Tính lãi mà doanh nghiệp phải trả cho ngân hàng? Trên đây là một ví dụ cụ thể về bài toán lãi suất mà mỗi doanh nghiệp khi thực hiện các kế hoạch sản xuất kinh doanh đều phải tính toán được. Tuy nhiên, với mỗi dạng vay hay cho vay thì sẽ có tương ứng những cách tính lãi khác nhau. Các cách tính lãi suất phổ biến hiện nay là: a. Tính lãi đơn Tính lãi đơn là cách tính lãi suất mà lãi thu được không được tính gộp vào gốc cho kỳ tính lãi sau. Thông thường cách tính lãi này có kỳ hạn trả lãi và lãi suất thường cao hơn các hình thức tính lãi khác. b. Tính lãi kép Tính lãi kép là cách tính lãi suất mà lãi suất thu được ở kỳ trước được tính gộp với gốc để tính lãi tiếp cho kỳ tính lãi sau. Tính lãi kép thường có lãi suất thấp hơn lãi đơn. 1.2.2.2. Bài toán về khấu hao tài sản Khấu hao TSCĐ là một yếu tố chi phí trong giá thành sản phẩm của doanh nghiệp nên việc lập kế hoạch khấu hao TSCĐ nằm trong nội dung của công tác lập kế hoạch tài chính của doanh nghiệp và có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với 9
doanh nghiệp. Để hiểu rõ về bài toán khấu hao tài sản, chúng ta đi tìm hiểu một số khái niệm cơ bản và các dạng khấu hao được áp dụng phố biến hiện nay. Nguyên giá tài sản cố định hữu hình: là toàn bộ các chi phí mà doanh nghiệp phải bỏ ra để có tài sản cố định tính đến thời điểm đưa tài sản đó vào trạng thái sẵn sàng sử dụng. Khấu hao tài sản cố định: là việc tính toán và phân bổ một cách có hệ thống nguyên giá của tài sản cố định vào chi phí sản xuất, kinh doanh trong thời gian sử dụng của tài sản cố định. Một số dạng khấu hao: - Phương pháp khấu hao tuyến tính cố định Phương pháp khấu hao này có ưu điểm là việc tính toán đơn giản, tổng mức khấu hao của TSCĐ được phân bổ đều đặn trong các năm sử dụng TSCĐ và không gây ra sự đột biến trong giá thành sản phẩm hàng năm. Nhưng phương pháp này có nhược điểm là trong nhiều trường hợp không thu hồi vốn kịp thời do không tính hết được sự hao mòn vô hình của TSCĐ. Trong thực tế, để tính khấu hao cho toàn bộ TSCĐ của doanh nghiệp, người ta thường xác định tỷ lệ khấu hao tổng hợp bình quân chung. Có nhiều cách xác định tỷ lệ khấu hao tổng hợp bình quân của doanh nghiệp nhưng cách xác định thông dụng nhất là theo phương pháp bình quân gia quyền - Phương pháp khấu hao nhanh Để thu hồi vốn nhanh, người ta có thể áp dụng các phương pháp khấu hao nhanh trong quá trình tính toán. Hai phương pháp khấu hao nhanh thường được sử dụng là phương pháp khấu hao theo số dư giảm dần và phương pháp khấu hao theo tổng số các năm, gọi tắt là phương pháp khấu hao theo tổng số 1.2.2.1. Bài toán quy hoạch tuyến tính Có thể tạm định nghĩa quy hoạch tuyến tính là lĩnh vực toán học nghiên cứu các bài toán tối ưu mà hàm mục tiêu (vấn đề được quan tâm) và các ràng buộc (điều kiện của bài toán) đều là hàm và các phương trình hoặc bất phương trình tuyến tính. Hiện nay, với sự phát triển không ngừng khoa học công nghệ, với lợi ích và mức độ ứng dụng của dạng toán quy hoạch tuyến tính hiện nay là rất rộng. Sự hiện 10
diện của các mô hình quy hoạch tuyến tính ở khắp nơi, bao trùm nhiều ngành khoa học khác. Toán học ứng dụng coi quy hoạch tuyến tính là một ngành quan trọng nhất và ngành càng có nhiều cống hiến cho xã hội. Trong kinh tế quy hoạch tuyến tính lại có vị trí hết sức quan trọng đối với các bài toán về lập kế hoạch sản xuât, các bài toán về cung cầu với hàm mục tiêu là cực đại lợi ích và cực tiểu nguồn lực. Không chỉ dừng ở đó, quy hoạch tuyến tính còn được sử dụng để nghiên cứu một loạt các ngành khoa học khác như: Điện tử viễn thông, Môi trường, Vật lý… Đối với mỗi bài toán quy hoạch tuyến bao gồm hai thành phần chính: 1. Hàm mục tiêu: Hàm mục tiêu là vấn đề mà chúng ta cần nghiên cứu. Hàm mục tiêu Max/min. 2. Các ràng buộc: Các ràng buộc là những điều kiện mà phương án chúng ta cần tìm phải thỏa mãn. 3. Phương án tối ưu: là nghiệm của bài toán quy hoạch tuyến tính. Nghiệm này có dạng một vector với những thành phần là các nhân tố có trong mô hình. Một số bài toán về quy hoạch tuyến tinh: - Bài toán lập kế hoạch sản xuất. - Bài toán về vận tải - Bài toán vốn đầu tư 1.2.3. Bài toán phục vụ đám đông 1.2.3.1. Mô tả hệ thống Chúng ta có thể mô tả hệ thống phục vụ đám đông bằng phương pháp "hộp đen" hoặc phương pháp “hộp trắng”. Sau đây ta mô tả hệ thống phục vụ đám đông bằng phương pháp “hộp đen” như sau: Dòng vào Hàng chờ Dòng ra (đã được phục vụ) ******** ******** Các kênh phục ******** vụ và nguyên tắc phục vụ Các yêu cầu không thảo mãn Các yêu cầu phục vụ Hình 1.2. Mô hình phục vụ đám đông 11
1.2.3.2. Các yếu tố của hệ thống phục vụ Một hệ thống phục vụ, dù ở qui mô nào, tính chất hoạt động ra sao, đều được đặc trưng bởi các yếu tố chủ yếu sau: a. Dòng vào. Dòng vào là dòng các yêu cầu đến hệ thống phục vụ, đòi hỏi được thoả mãn một yêu cầu nào đó: Ví dụ: Khách hàng đến một cửa hàng siêu thị để mua hàng, các đơn vị quân đội chờ qua phà để vượt sông, các khí tài chờ để được sửa chữa, bảo dưỡng v.v. - Tại các thời điểm khác nhau, các yêu cầu đến hệ thống phục vụ là ngẫu nhiên nên các dòng yêu cầu là những đại lượng ngẫu nhiên, tuân theo luật phân bố xác suất nào đó, do vậy nó có nhiều loại dòng vào. Trong khuôn khổ môn học này chúng ta chỉ xét hai loại dòng yêu cầu quan trọng, thường gặp nhất ở mọi hệ thống phục vụ, đó là: Dòng vào tiền định và Dòng vào Poát xông. b. Hàng chờ Hàng chờ là tập hợp các yêu cầu sắp xếp theo nguyên tắc nào đó để chờ được vào phục vụ trong hệ thống. c. Kênh phục vụ Kênh phục vụ là toàn bộ thiết bị kỹ thuật, con người hoặc một tổ hợp gồm các thiết bị kỹ Thuật cùng công nghệ tương ứng mà hệ thống sử dụng để phục vụ yêu cầu khách hàng. Đặc trưng quan trọng nhất là của kênh phục vụ là thời gian phục vụ. Đó là thời gian mỗi Kênh phải tiêu phí để phục vụ một yêu cầu. Thời gian phục vụ là một đại lượng ngẫu nhiên tuân theo một quy luật xác suất nào đó. Các dòng yêu cầu được phục vụ trong kênh phục vụ gọi là "dòng phục vụ". Khi dòng yêu cầu được phục vụ trên các kênh phục vụ (dòng phục vụ) là tối giản thì khoảng thời gian giữa các lần xuất hiện liên tiếp các yêu cầu là một đại lượng ngẫu nhiên tuân theo luật chỉ số, nghĩa là đại lượng ngẫu nhiên có phân bố xác suất dạng: 1.2.4. Bài toán dự trữ 1.2.4.1. Các định nghĩa 1. Hàng hoá: Hàng hoá là đối tượng vật chất được sử dụng, dự trữ cho hoạt động của hệ thống kinh tế - xã hội nào đó. 12
2. Nhu cầu: Nhu cầu là khối lượng hàng hoá cần thiết sẽ được hệ thống tiêu thụ trong một khoảng thời gian T (giả thiết T=1 đơn vị). Nhu cầu thông thường là một biến ngẫu nhiên nên nó tuân theo qui luật phân phối xác suất nào đó. 3. Cung cấp: Cung cấp là khả năng đáp ứng hàng hoá cho quá trình dự trữ và tiêu thụ của hệ thống. Trong các trường hợp cụ thể, cách thức cung cấp có thể khác nhau: Cung cấp theo từng đợt tập trung cường độ lớn, cung cấp đều đặn trong các khoảng thời gian v.v.... 4. Thời gian đặt hàng: Thời gian đặt hàng là khoảng thời gian từ khi bắt đầu đặt hàng đến khi hàng bắt đầu được dự trữ và tiêu thụ. Khoảng thời gian này cũng là một đại lượng ngẫu nhiên, do vậy sẽ tuân theo luật phân phối xác suất nào đó. 5. Chu kỳ dự trữ - tiêu thụ: Chu kỳ dự trữ - tiêu thụ là khoảng thời gian dự trữ và tiêu thụ khối lượng hàng của một lần đặt mua. 6. Điểm đặt hàng: Điểm đặt hàng là mốc mà lượng hàng dự trữ còn nhưng cần bắt đầu đặt hàng cho chu kỳ “dự trữ - tiêu thụ” sau đó. 7. Các loại chi phí. a. Chi phí mua hàng: Chi phí mua hàng là chi phí trực tiếp cho một đơn vị hàng về đến kho ( bao gồm: giá hàng, chi phí vận chuyển, bốc xếp lên xuống..) chi phí mua hàng còn gọi là giá hàng. b. Chi phí đặt hàng: Chi phí đặt hàng là chi phí cố định cho một lần đặt hàng, bao gồm chi phí giao dịch, chi phí cho các nghiệp vụ khác. c. Chi phí dự trữ (Chi phí kho) Chi phí dự trữ là chi phí cho việc bảo quản một đơn vị hang hoá trong một đơn vị thời gian. Chi phí dự trữ tỷ lệ với giá hàng qua một hệ số gọi là hệ số chi phí dự trữ (hay còn gọi là hệ số bảo quản). d. Chi phí do không đảm bảo nhu cầu: Chi phí do không đảm bảo nhu cầu là chi phí phải chịu thiệt thòi khi thiếu một đơn vị hàng hoá trong một đơn vị thời ian. e. Chi phí do dư thừa hàng: Chi phí do dư thừa hàng (dư thừa so với nhu cầu thực tế) là chi phí phát sinh khi chúng ta dự trữ quá mức cần thiết. Chẳng hạn, tổn thất do ứ đọng vốn, do hang quá thời gian sử dụng, do hàng giảm chất lượng v.v.. 1.2.4.2. Các lớp mô hình quản lý dự trữ Có 2 lớp mô hình quản lý dự trữ chủ yếu sau: - Lớp mô hình quản lý dự trữ với các yếu tố phi ngẫu nhiên. - Lớp mô hình quản lý dự trữ với các yếu tố ngẫu nhiên. Trong hầu hết các hoạt động kinh tế - xã hội người ta phải giải quyết bài toán dự trữ, thực chất là bài toán lựa chọn phương án dự trữ các nguồn lực sao cho chi phí ít tốn kém nhất. Trong phần này chúng ta xét một lớp bài toán cụ thể giải quyết 13
các mối quan hệ kinh tế trong quá trình sự trữ. Việc thể hiện bài toán dưới dạng mô hình cho phép mở rộng khả năng ứng dụng trong những tình huống tương tự, hoặc khi có thể quy vấn đề cần giải quyết về dạng bài toán dự trữ. Mô hình điều khiểu dữ trữ như tên gọi ban đầu của mô hình này, xuất phát từ bài toán quản lý một hệ thống kho. Tuy nhiên trong thực tế, mô hình này không chỉ được sử dụng để phân tích, điều khiển dự trự mà còn được dùng như một công cụ mô hình hóa nhiều vấn đề trong các lĩnh vực quản lý sản xuất, kinh doanh dịch vụ. Các đối tượng được mô hình hóa cũng theo đó mà ngày càng phức tạp hơn. Với một số mô hình được giới thiệu sau đây chúng ta sẽ lần lượt nghiên cứu từ các mô hình đơn giản. Với các yếu tố tất định, diễn biến đều đặn đến các mô hình trong đó các yếu tố có tính ngẫu nhiên. Mặt khác, ta sẽ nghiên cứu từ các mô hình thuần túy dự trữ đến các mô hình sản xuất kinh doanh. 14
Chương 2 CƠ SỞ LẬP TRÌNH NGÔN NGỮ C 2.1. Giới thiệu về ngôn ngữ C 2.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển ngôn ngữ C Ngôn ngữ C do Brian W. Kemighan và Dennis M. Ritchie phát triển vào đầu những năm 70 tại phòng thí nghiệm Bell (thuộc công ty viễn thông T &T của hoa kỳ) với mục đích ban đầu để phát triển hệ điều hành Unix. Song nhờ tính ưu việt và mền dẻo nên nó đã được giới tin học nhanh chóng chấp nhận như là một ngôn ngữ chính thống nhà nghề. Đến năm 1978, bản in đầu tiên về ngôn ngữ C đã được in thành sách “The Programming Language” do Kernighan và Richie viết. C cũng mau chóng được Viện tiêu chuẩn hoá của Mỹ (ANSI: American National Standard Institute) làm thành tiêu chuẩn với tên gọi “ANSI C” vào năm 1983. Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO (International Standard Ogranization) cũng xây dựng chuẩn cho C. Phần lớn các ý tưởng quan trọng nhất của C xuất phát từ một ngôn ngữ cũ hơn có tên là BCPL do Martin Richards nghiên cứu ảnh hưởng của BCPL lên C gián tiếp thông qua ngôn ngữ BCPL, do Ken Thompson viết năm 1970 cho hệ Unix chạy trên họ máy tính PDP-7. Ngoài việc C được dùng để viết hệ điều hành Unix (hiện nay trên 90% chương trình nguồn của các hệ điều hành Unix (được viết bằng c, chưa đầy 10% bằng hợp ngữ), người ta nhanh chóng nhận ra sức mạnh của C trong việc xử lý các vấn đề hiện đại của tin học: xử lý số, văn bản, cơ sở dữ liệu, lập trình hướng đối tượng. Thực tế C đã tổ hợp được các thành tựu tiên tiến của tin học và đã trở thành một chuẩn mặc nhiên. Liên quan đến sự hình thành và phát triển của ngôn ngữ, có một số sự kiện đáng quan tâm sau: Năm l978, cuốn giáo trình dạy lập trình bằng ngôn ngữ C với tên “The C Programming Language” do chính hai tác giả của ngôn ngữ Brian W. Kemighan và Dennis M. Ritchie biên soạn đã được xuất bản và được phổ biến rộng rãi. Năm 1983 một tiểu ban của Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ (ANSI) được thành lập nhằm đề xuất ra một chuẩn cho ngôn ngữ. 15
Năm l988 chuẩn ANSI C chính thức được ban hành. Chuẩn này bao gồm các mô tả về ngôn ngữ và quy định các thư viện chuẩn của ngôn ngữ C, nhờ đó tăng tính khả chuyển của chương trình viết bằng C. Trong thế giới PC, có các hệ chương trình dịch C nổi tiếng như là: Turbo c, Borland C của Borland inc. MSC, VC của Microsoft Corp. Lattice C của Lattice Sự phát triển của ngôn ngữ lập trình trong những năm 80 đã đưa đến phong cách lập trình hướng đối tượng mà một trong những ngôn ngữ rất được ưa dùng là C++, bổ sung mới các yếu tố hướng đối tượng vào ngôn ngữ C. 2.1.2. Các tính chất đặc trưng của ngôn ngữ C 2.1.2.1. Các tính chất đặc trưng của ngôn ngữ C C là ngôn ngữ lập trình vạn năng được dùng để viết các hệ điều hành như Unix cũng như các chương trình ứng dụng như qlvb (quản lý văn bản), csdl (cơ sở dữ liệu), v . ... C là ngôn ngữ có mức độ thích nghi cao. Do các kiểu dữ liệu và cấu trúc điều khiển của C có hầu hết trên các máy tính nên thư viện lúc chạy cần để cài đặt chương trình là khá gọn. Hơn nữa vì ngôn ngữ phản ánh khả năng của máy tính hiện đại nên chương trình C tỏ ra là đủ hữu hiệu, tức là không nhất thiết phải cần tới hợp ngữ. Mặc dù vậy C vẫn độc lập với bất kỳ kiến trúc máy đặc thù nào và với một chút thận trọng vẫn dễ dàng viết các chương trình khả chuyển (portability) tức là những chương trình có thể chạy mà không cần phải thay đổi gì khi có thay đổi về phần cứng. Ưu điểm C là ngôn ngữ mạnh và mềm dẻo C là ngôn ngữ được các nhà tin học chuyên nghiệp dùng phổ biến, nhất là trong sản xuất phần mềm hệ thống (hệ điều hành, chương trình dịch, soạn thảo văn bản, cơ sở dữ liệu , bảng tính ...). một trong các lý do này là tính hiệu quả của chương trình được dịch ra. một chương trình C khi dịch ra có thể đạt tới 80% tính năng của chương trình đó viết bằng mã máy. Có khá nhiều thư viện và chương trình tiện ích khác cho C có thể khai thác được.. C là ngôn ngữ có thể chuyển dịch được hay còn gọi là dẽ thích nghi. Tính thích nghi hay tính di chuyển được hiểu là chương trình viết bằng C cho máy ibm 16
có thể chạy trên máy vax của công ty digital cho dịch lại vẫn chạy được ngay sau khi có một vài chỉnh sửa nhỏ. C là ngôn ngữ có ít từ khoá, là các từ dùng riêng cho ngôn ngữ khi viết chương trình. C là ngôn ngữ có cấu trúc Modul, đó chính là việc sử dụng các chương trình con loại hàm (Function). Các hàm này có thể sử dụng nhiều lần trong chương trình hay trong chương trình khác. Nhược điểm Cú pháp của ngôn ngữ C thuộc loại lạ và khó học. Một số ký hiệu của C có nhiều nghĩa khác nhau. Thí dụ ký hiệu * là toán tử nhân, là toán tử không định hướng, là toán tử thay thế ... Việc sử dụng các ký hiệu này phụ thuộc vào ngữ cảnh sử dụng. 2.1.2.2. Cấu trúc cơ bản của một chương trình trong C Hãy xem các thành phần của chương trình xinchao.c sau đây chương trình hiện lên dòng “chao cac ban!” trên màn hình: /*xinchao.c*/ #include #include void main(){ printf("chao cac ban SV nganh HTTTKT!\n"); getch(); } Thực hiện chương trình Các bước để thực hiện chương trình này như sau: trước tiên bạn phải tạo ra chương trình nguồn có tên xinchao.c trên một hệ soạn thảo nào đó; bước tiếp theo là dịch chương trình để tạo ra một file chương trình ( xinchao.exe); sau bước thứ hai nếu không có lỗi biên dịch, bạn đã có thể thực hiện được chương trình từ dấu nhắc của hệ điều hành. Định nghĩa hàm Một chương trình C, với bất kỳ kích thước nào cũng đều bao gồm một hay nhiều hàm, các hàm này sẽ xác định các thao tác tính toán thực tế cần phải thực hiện. Các hàm của C cũng tương tự như các hàm và thủ tục của chương trình viết bằng Pascal. Trong chương trình ví dụ trên, main() là một hàm như vậy. Thông 17
thường chúng ta có thể lấy bất kỳ tên nào để đặt cho hàm, nhưng main() là một hàm đặc biệt - chương trình C luôn luôn bắt đầu thực hiện tại điểm đầu của hàm này. Điều này có nghĩa mọi chương trình trong C đều phải có một (và chỉ một) hàm main() ở đâu đó trong chương trình. Hàm main() này thường gọi tới các hàm khác để thực hiện công việc của nó, một số hàm nằm trong chương trình, số khác nằm trong các thư viện của các hàm chuẩn. Khai báo File tiêu đề Khi sử dụng các hàm trong các thư viện chuẩn, chúng ta phải khai báo file tiêu đề (header file) chứa hàm nguyên mẫu tương ứng của hàm đó, câu lệnh được bắt đầu bằng #include theo sau là tên header file. Trong ví dụ trên, chúng ta có sử dụng hàm printf() là hàm chuẩn được khai báo trong file stdio.h và hàm getch() được khai báo trong conio.h do đó trong chương trình có hai dòng sau ở trên đầu # include #include Dòng chú thích Dòng chú thích giải thích mục đích của chương trình. Mọi ký tự nằm giữa /* và */ đều được chương trình dịch bỏ qua; ta được phép dùng chúng để làm cho chương trình dễ hiểu. Lời chú thích có thể xuất hiện ở bất kỳ đâu trong chương trình, chứa được tất cả các ký tự và có thể trải dài trên nhiều dòng khác nhau. Dấu kết thúc câu lệnh Trong chương trình mỗi câu lệnh được kết thúc bằng dấu chấm phẩy (;). Ví dụ: printf (“ xin chao cac ban\n “) ; Mô hình tổng thể của một chương trình trong C 18
lời gọi các thư viện chương trình # include # define Khai báo tên các hàm với các tham số: function Khai báo các biến ngoài: Định nghĩa kiểu dữ liệu : typedeft phần mô tả của các hàm thành phần function{ khai báo các biến, hằng sử dụng các hàm khác } 2.2.3 Các bước cơ bản khi viết một chương trình Bước 1: Bước thảo chương Dùng các hệ soạn thảo văn bản (text editor) để viết chương trình. Có thể dùng bất cứ một hệ soạn thảo văn bản nào để soạn thảo, song mỗi ngôn ngữ đều có một hệ soạn thảo riêng của mình, điều đó rất thuận lợi, nó giúp người lập trình sửa lỗi cập nhật một cách dễ dàng. Sau khi soạn thảo xong thì cất chương trình lên đĩa. Các file chương trình của C hay C++ có dạng *.cpp. Bước 2: Dịch chương trình Gọi chương trình dịch C. Chương trình dịch có nhiệm vụ dịch chương trình viết bằng C của người lập trình sang mã máy với 2 giai đoạn: dich ra file obj và liên kết các file obj lại với nhau qua chương trình liên kết linker. Kết quả dịch được chứa trong các file *.com, *.exe, *.obj. Giai đoạn này cho phép ta phát hiện các lỗi về cú pháp khi viết chương trình. Nếu có lỗi, chương trình dịch sẽ báo lỗi. Ta phải quay về bước 1, dùng Editor để sửa. Bước 3: Cho chạy chương trình và thử 19
Nếu các kết quả nhận được là sai thì ta phải tự tìm lỗi vì đây là lỗi logic, lỗi về thuật toán giải, máy tính không thể phát hiện được các lỗi này như là các lỗi cú pháp của chương trình. Chương trình dịch có 2 kiểu: Biên dịch (compiler) Thông dịch (interpreter) Biên dịch nghĩa là dịch toàn bộ chương trình đã được viết sẵn theo một ngôn ngữ nào đó. Thông dịch sẽ dịch và thực hiện ngay lập tức từng dòng lệnh trong quá trình lập trình. Có thể so sánh chương trình biên dịch như là người dịch sách, còn chương trình thông dịch ví như người phiên dịch hay thông ngôn. C, Pascal là loại ngôn ngữ được dịch theo kiểu biên dịch. Ghi nhớ: Các chú thích bắt đầu bằng /* và kết thúc bởi */. Người lập trình có thể chèn các chú thêm vào bất kì chỗ nào có thể đặt dấu phân cách trong chương trình. Các chú thích đưa chương trình dịch bỏ qua. Việc thêm các chú thích làm cho chương trình dễ đọc hơn... Chỉ thị tiền xử lý # include báo cho chương trình dịch kết hợp file tiêu đề chứa các khai báo của các hàm vào ra chuẩn trong chương trình. Chương trình C bao gồm một hoặc nhiều hàm, trong số đó nhất định phải có một và chỉ một hàm main(). Mọi chương trình C bắt đầu được thực hiện tại điểm bắt đầu của hàm main(). 2.2. Những khái niệm và nguyên lý cơ bản của lập trình 2.2.1. Hệ thống ký hiệu và từ khoá 2.2.1.1. Bộ ký tự Mọi ngôn ngữ lập trình đều được xây dựng từ một bộ ký tự nào đó. Các ký tự được nhóm lại theo nhiều cách khác nhau để lập nên các từ. Đến lượt mình, các từ lại được liên kết theo một qui tắc (đó là cú pháp của ngôn ngữ lập trình) nào đó để tạo thành các câu lệnh. Một chương trình bao gồm nhiều câu lệnh diễn đạt một thuật toán nào đó. Ngôn ngữ lập trình C được xây dựng trên bộ ký tự sau:  Các chữ cái hoa : a.. z  Các chữ cái thường: a .. z 20