Тема 1.3: Системное программное обеспечение

Тема 1.4: Сервисное программное обеспечение и основы алгоритмизации

Введение в экономическую информатику

1.4. Сервисное программное обеспечение ПК и основы алгоритмизации

1.4.2. Основы алгоритмизации и языки программирования

Алгоритм и его свойства

Решение задач на компьютере основано на понятии алгоритма. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к исходному результату.

Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Разработка алгоритма является сложным и трудоемким процессом. Алгоритмизация – это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ.

Изобразительные средства для описания (представление) алгоритма

Для записи алгоритма решения задачи применяются следующие изобразительные способы их представления:

1. Словесно- формульное описание.
2. Блок-схема (схема графических символов).
3. Алгоритмические языки.
4. Операторные схемы.
5. Псевдокод.

Для записи алгоритма существует общая методика:

1. Каждый алгоритм должен иметь имя, которое раскрывает его смысл.
2. Необходимо обозначить начало и конец алгоритма.
3. Описать входные и выходные данные.
4. Указать команды, которые позволяют выполнять определенные действия над выделенными данными.

Общий вид алгоритма:

• название алгоритма;
• описание данных;
• начало;
• команды;
• конец.

Формульно-словесный способ записи алгоритма характеризуется тем, что описание осуществляется с помощью слов и формул. Содержание последовательности этапов выполнения алгоритмов записывается на естественном профессиональном языке предметной области в произвольной форме.

Графический способ описания алгоритма (блок - схема) получил самое широкое распространение. Для графического описания алгоритмов используются схемы алгоритмов или блочные символы (блоки), которые соединяются между собой линиями связи.

Каждый этап вычислительного процесса представляется геометрическими фигурами (блоками). Они делятся на арифметические или вычислительные (прямоугольник), логические (ромб) и блоки ввода-вывода данных (параллелограмм).

Рис. 1.

Порядок выполнения этапов указывается стрелками, соединяющими блоки. Геометрические фигуры размещаются сверху вниз и слева на право. Нумерация блоков производится в порядке их размещения в схеме.

Алгоритмические языки - это специальное средство, предназначенное для записи алгоритмов в аналитическом виде. Алгоритмические языки близки к математическим выражениям и к естественным языкам. Каждый алгоритмический язык имеет свой словарь. Алгоритм, записанный на алгоритмическом языке, выполняется по строгим правилам этого конкретного языка.

Операторные схемы алгоритмов. Суть этого способа описания алгоритма заключается в том, что каждый оператор обозначается буквой (например, А – арифметический оператор, Р – логический оператор и т.д.).

Операторы записываются слева направо в последовательности их выполнения, причем, каждый оператор имеет индекс, указывающий порядковый номер оператора. Алгоритм записывается в одну строку в виде последовательности операторов.

Псевдокод – система команд абстрактной машины. Этот способ записи алгоритма с помощью операторов близких к алгоритмическим языкам.

Принципы разработки алгоритмов и программ

Типы алгоритмических процессов

По структуре выполнения алгоритмы и программы делятся на три вида:

• линейные;
• ветвящиеся;
• циклические;

Линейные вычислительные процессы

Линейный алгоритм (линейная структура) – это такой алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз. Схема представляет собой последовательность блоков, которые располагаются сверху вниз в порядке их выполнения. Первичные и промежуточные данные не оказывают влияния на направление процесса вычисления.

Алгоритмы разветвляющейся структуры

На практике часто встречаются задачи, в которых в зависимости от первоначальных условий или промежуточных результатов необходимо выполнить вычисления по одним или другим формулам.

Такие задачи можно описать с помощью алгоритмов разветвляющейся структуры. В таких алгоритмах выбор направления продолжения вычисления осуществляется по итогам проверки заданного условия. Ветвящиеся процессы описываются оператором IF (условие).

Рис. 2.

Циклические вычислительные процессы

Для решения многих задач характерно многократное повторение отдельных участков вычислений. Для решения таких задач применяются алгоритмы циклической структуры (циклические алгоритмы). Цикл – последовательность команд, которая повторяется до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Циклическое описание многократно повторяемых процессов значительно снижает трудоемкость написания программ.

Существуют две схемы циклических вычислительных процессов.

Рис. 3.

Особенностью первой схемы является то, что проверка условия выхода из цикла проводится до выполнения тела цикла. В том случае, если условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу.

Особенностью второй схемы является то, что цикл выполняется хоты бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла осуществляется после того, как тело цикла выполнено.

Существуют циклы с известным числом повторений и итерационные циклы. При итерационном цикле выход из тела цикла, как правило, происходит при достижении заданной точности вычисления.

Языки программирования

Языки программирования – это искусственные языки записи алгоритмов для исполнения их на ЭВМ. Программирование (кодирование) - составление программы по заданному алгоритму.

Классификация языков программирования. В общем, языки программирования делятся на две группы: операторные и функциональные. К функциональным относятся ЛИСП, ПРОЛОГ и т.д.

Операторные языки делятся на процедурные и непроцедурные (Smalltalk, QBE). Процедурные делятся на машино - ориентированные и машино – независимые.

К машино – ориентированным языкам относятся: машинные языки, автокоды, языки символического кодирования, ассемблеры.

К машино – независимым языкам относятся:

1. Процедурно – ориентированные (Паскаль, Фортран и др.).
2. Проблемно – ориентированные (ЛИСП и др.).
3. Объектно-ориентированные (Си++, Visual Basic, Java и др.).

Р

программы подготовки специалистов среднего звена (квалифицированных рабочих, служащих)
для специальностей технического профиля 09.02.05.Прикладная информатика (по отраслям))
на базе основного общего образования
с получением среднего общего образования

Скачать:

Предварительный просмотр:

Министерство образования Саратовской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области «Энгельсский политехникум»

(ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум»)

Р абочая программа учебной дисциплины

ОП.17 ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

программы подготовки специалистов среднего звена (квалифицированных рабочих, служащих)

для специальностей технического профиля 09.02.05.Прикладная информатика (по отраслям))

на базе основного общего образования

с получением среднего общего образования

2016 г.

УТВЕРЖДАЮ зам. директора по учебной работе _______________ /Думан О.А. « » 2016 г. _____________________________________ _______________ /_________________/ «_______»_____________2015 г. «_______»_____________2016 г. _______________ /_________________/ «_______»_____________2017 г. _______________ /_________________/ «_______»_____________2018 г. _______________ /_________________/ «_______»_____________2019 г.

Рабочая программа учебной дисциплины разработана в соответствии с требованиями ФГОС среднего общего образования, утверждённого приказом Министерства образования и науки РФ № 413 от «17» мая 2012г., с изменениями и дополнениями от 29 декабря 2014г.

ОДОБРЕНО на заседании предметно-цикловой комиссии информационно-коммуникационных технологий Протокол №__, дата «___»________2016 г. Председатель комиссии ________/________/ Протокол №__, дата «___»________2017 г. Председатель комиссии ________/________/ Протокол №__, дата «___»________2018 г. Председатель комиссии ________/________/ Протокол №__, дата «___»________2019 г. Председатель комиссии ________/________/	ОДОБРЕНО методическим советом ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум» Протокол №___ от «_____» __________2017 г. Председатель _____________/______________/ Протокол №___ от «_____» __________2018 г. Председатель _____________/______________/ Протокол №___ от «_____» __________2019 г. Председатель _____________/______________/
Ивашов Юрий Александрович, преподаватель ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум»
Рецензенты: Внутренний Чиканкова Наталия Александровна, преподаватель ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум» Внешний

Рекомендована Экспертной комиссией согласно приказа министерства образования Саратовской области от 13.01.2011 года № 28 «О подготовке основных профессиональных образовательных программ среднего профессионального образования»

разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего профессионального образования (далее – СПО)

09.02.05 - Прикладная информатика (по отраслям)

Организация-разработчик: ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум»

Разработчики:

Ивашов Юрий Александрович, преподаватель

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3 УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

название программы учебной дисциплины

1.1. Область применения программы

Рабочая программа учебной дисциплины «Основы алгоритмизации и программирования» соответствует требованиям ФГОС по специальности 09.02.05 - Прикладная информатика (по отраслям) базовой подготовки и работодателей.

Учебная дисциплина «Основы алгоритмизации и программирования» является вариативной частью программы подготовки специалистов среднего звена по специальности и входит в учебный цикл профессиональных дисциплин.

Учебная дисциплина направлена на формирование общих и профессиональных компетенций:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

ПК 1.1. Обрабатывать статический информационный контент.

ПК 1.2. Обрабатывать динамический информационный контент

ПК 2.3. Разрабатывать и публиковать программное обеспечение и информационные ресурсы отраслевой направленности со статическим, динамическим и интерактивным контентом.

ПК 2.4. Проводить отладку и тестирование программного обеспечения отраслевой направленности.

Преподавание дисциплины осуществляется на основе современных компьютерных технологий и предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические занятия, семинар-диалог, работа в малых группах, самостоятельная работа студента под контролем преподавателя (домашние задания), консультации.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме проверки выполнения практических заданий по дисциплине, устного опроса, промежуточный контроль в форме контрольной работы и промежуточная аттестация в виде экзамена.

Программа профессионального модуля может быть использована в дополнительном профессиональном образовании и профессиональной подготовке специалистов в области прикладной информатики в различных областях при наличии среднего (полного) общего образования.

1.2. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

В результате освоения дисциплины обучающийся должены:

уметь:

• разрабатывать схемы работы программы (блок-схемы);
• разрабатывать программное обеспечение с помощью языков программирования;
• осуществлять выбор метода отладки программ;
• решать задачи тестирования и отладки программного обеспечения;
• использовать инструментальные среды поддержки разработки, системы управления;
• идентифицировать, анализировать и структурировать данные;

знать:

• свойства алгоритма: конечность, определенность, результативность, массовость;
• область определения алгоритма.
• базовые структуры алгоритмов: линейные, разветвляющиеся, циклические.

• базовые и динамические структуры данных и операции над ними;
• операторы языка Pascal, C, C++.

Максимальной учебной нагрузки обучающегося 180 часов , в том числе:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 120 часов ;

самостоятельной работы обучающегося 60 часов .

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Объем часов
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
в том числе:
Практические занятия
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета

2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Основы алгоритмизации и программирования»

Наименование разделов и тем			Объем часов	Уровень освоения
Раздел 1. Основные принципы алгоритмизации и программи- рования
Тема1.1 Основные понятия алгоритмизации
		Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов. Формы записей алгоритмов. Общие принципы построения алгоритмов. Основные алгоритмические конструкции: линейные, разветвляющиеся, циклические.
		Данные: понятие и типы. Основные базовые типы данных и их характеристика. Структурированные типы данных и их характеристика. Методы сортировки данных
	Практические занятия
	Контрольные работы по теме « Составление блок-схем алгоритмов»
	Составление блок-схем линейных алгоритмов Составление блок-схем разветвляющихся алгоритмов Составление блок-схем циклических алгоритмов Составление блок-схем алгоритмов сортировки данных
Тема 1.2. Логические основы алгоритмизации
		Основы алгебры логики. Логические операции с высказываниями: конъюнкция, дизъюнкция, инверсия. Законы логических операций. Таблицы истинности.
	Практические занятия Составление таблиц истинности
	Самостоятельная работа обучающихся Типовой расчет «Логические основы программирования»
Тема 1.3. Языки и системы программирования
		Эволюция языков программирования. Классификация языков программирования. Элементы языков программирования. Понятие системы программирования. Исходный, объектный и загрузочный модули. Интегрированная среда программирования.
	Самостоятельная работа обучающихся Построение таблицы классификации
Тема 1.4 Методы программирования
		Методы программирования: структурный, модульный, объектно-ориентированный. Достоинства и недостатки методов программирования.
		Общие принципы разработки программного обеспечения. Жизненный цикл программного обеспечения. Типы приложений. Консольные приложения. Оконные Windows приложения. Web-приложения. Библиотеки. Web-сервисы.
	Контрольные работы по теме « Основы программирования»
	Самостоятельная работа обучающихся Творческая работа «Жизненный цикл программного продукта» (на примере любого программного продукта)
Раздел 2. Программирование на алгоритмическом языке
Тема 2.1. Основные элементы языка
		История развития языка программирования. Структурная схема программы на алгоритмическом языке. Лексика языка. Переменные и константы. Типы данных. Выражения и операции
	Самостоятельная работа обучающихся Типовой расчет «Операции и выражения в алгоритмических языках»
Тема 2.2. Операторы языка
		Синтаксис операторов: присваивания, ввода-вывода. Синтаксис операторов: безусловного и условного переходов. Синтаксис операторов: циклов. Составной оператор.
		Вложенные условные операторы. Циклические конструкции. Циклы с предусловием и постусловием.
	Практические занятия Составление программ линейной структуры. Составление программ разветвляющейся структуры. Составление программ циклической структуры. Составление программ усложненной структуры.
	Самостоятельная работа обучающихся Типовой расчет «Задачи линейной и ветвящейся конструкции» Типовой расчет «Задачи циклической конструкции»
Тема 2.3. Массивы
		Массивы, как структурированный тип данных. Объявление массива. Стандартные функции для массива целых и вещественных чисел.
		Ввод и вывод одномерных массивов. Ввод и вывод двухмерных массивов. Обработка массивов.
	Практические занятия Обработка одномерных массивов. Обработка двухмерных массивов. Использование стандартных функций для работы с массивами.
	Самостоятельная работа обучающихся Типовой расчет «Одномерные массивы» Типовой расчет «Двумерные массивы»
Тема 2.4. Строки и множества
		Структурированные типы данных: строки и множества. Объявление строковых типов данных. Поиск, удаление, замена и добавление символов в строке. Операции со строками. Стандартные функции и процедуры для работы со строками. Объявление множества. Операции над множествами.
	Практические занятия Работа со строковыми переменными. Использование стандартных функций и процедур для работы со строками. Работа с данными типа множество. Разработка программ со структурированными типами данных. Разработка усложненных программ со структурированными типами данных.
	Самостоятельная работа обучающихся Типовой расчет «Строки и символы» Типовой расчет «Множества» Типовой расчет «Комбинированный тип»
Тема 2.5. Процедуры и функции
		Понятие подпрограммы. Процедуры и функции, их сущность, назначение, различие. Организация процедур, стандартные процедуры. Процедуры, определенные пользователем: синтаксис, передача аргументов.
		Формальные и фактические параметры. Процедуры с параметрами, описание процедур. Функции: способы организации и описание. Вызов функций, рекурсия.
		Программирование рекурсивных алгоритмов. Стандартные функции.
	Практические занятия Организация процедур. Использование процедур. Организация функций. Использование функций. Применение рекурсивных функций. Использование процедур и функций
	Самостоятельная работа обучающихся Типовой расчет «Подпрограммы»
Тема 2.6. Организация ввода-вывода данных. Работа с файлами
		Типы файлов. Организация доступа к файлам.
		Файлы последовательного доступа. Открытие и закрытие файла последовательного доступа. Запись в файл и чтение из файла последовательного доступа. Файлы произвольного доступа. Порядок работы с файлами произвольного доступа. Создание структуры записи. Открытие и закрытие файла произвольного доступа.
		Запись и считывание из файла произвольного доступа. Использование файла произвольного доступа. Стандартные процедуры и функции для файлов разного типа.
	Практические занятия Выполнение операций с файлом последовательного доступа. Выполнение операций с файлом произвольного доступа. Разработка программ с чтением и записью файлов разных типов. Использование стандартных процедур и функций для работы с файлами.
	Самостоятельная работа обучающихся Типовой расчет «Типизированные файлы» Типовой расчет «Текстовые файлы»
Раздел 3. Программирование в объектно-ориентированной среде
Тема 3.1. Основные принципы объектно-ориентированного программирования (ООП)
		История развития ООП. Базовые понятия ООП: объект, его свойства и методы, класс, интерфейс. Основные принципы ООП: инкапсуляция, наследование, полиморфизм. Событийно-управляемая модель программирования. Компонентно-ориентированный подход. Классы объектов. Компоненты и их свойства.
Тема 3.2. Интегрированная среда разработчика
		Требования к аппаратным и программным средствам интегрированной среды разработчика. Интерфейс среды разработчика: характеристика, основные окна, инструменты, объекты.
		Форма и размещение на ней управляющих элементов. Панель компонентов и их свойства. Окно кода проекта. Состав и характеристика проекта. Выполнение проекта. Настройка среды и параметров проекта.
	Практические занятия Изучение интегрированной среды разработчика. Создание простого проекта.
Тема 3.3. Этапы разработки приложения
		Проектирование объектно-ориентированного приложения. Создание интерфейса пользователя. Программирование приложения. Тестирование, отладка приложения. Создание документации.
	Самостоятельная работа обучающихся Творческая работа «Создание программного продукта»
Тема 3.4. Иерархия классов
		Классы объектно-ориентированного языка программирования: виды, назначение, свойства, методы, события. Объявление класса, свойств и методов экземпляра класса. Наследование. Перегрузка методов.
	Практические занятия Объявление класса, создание экземпляров класса. Создание наследованного класса. Перегрузка методов.
Тема 3.5. Визуальное событийно-управляемое программирование
		Основные компоненты (элементы управления) интегрированной среды разработки, их состав и назначение. Дополнительные элементы управления. Свойства компонентов (элементов управления). Виды свойств. Синтаксис определения свойств. Категория свойств. Назначение свойств и их влияние на результат. Управление объектом через свойства. События компонентов (элементов управления), их сущность и назначение. Создание процедур на основе событий. Процедуры, определенные пользователем: синтаксис, передача аргументов. Вызов событий.
	Практические занятия Создание проекта с использованием кнопочных компонентов. Создание проекта с использованием компонентов для работы с текстом. Создание проекта с использованием компонентов ввода и отображения чисел, дат и времени. Создание проекта с использованием компонентов стандартных диалогов и системы меню.
	Самостоятельная работа обучающихся Создание программного продукта: калькулятор Создание программного продукта: текстовый редактор Создание программного продукта: графический редактор
Тема 3.6. Разработка оконного приложения
		Разработка функционального интерфейса приложения. Создание интерфейса приложения. Разработка функциональной схемы работы приложения. Создание процедур обработки событий. Компиляция и запуск приложения.
	Практические занятия Разработка оконного приложения. Разработка оконного приложения с несколькими формами. Разработка многооконного приложения.
	Контрольные работы по теме « Объектно-ориентированное программирование»
	Самостоятельная работа обучающихся Создание программного продукта: график функции. Создание программного продукта: обучающее - контролирующая программа.

3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

3.1 Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета основы алгоритмизации и программирования, с подключением к сети Интернет.

Оборудование кабинета:

• рабочее место каждого обучающегося (по количеству обучающихся в учебной группе на занятии) в составе: персональный компьютер;
• рабочее место преподавателя, в составе: персональный компьютер;
• локальная сеть;
• подключение к сети Интернет;
• мультимедийный проектор;
• интерактивная доска;
• принтер;
• сканер.

Программное обеспечение рабочих мест:

• Операционная система;
• Браузер;
• Антивирусное ПО;
• Среда программирования.

3.2. Информационное обеспечение обучения

Основные источники:

1. Семакин, И. Г., Шестаков, А. П. Основы алгоритмизации программирования (учебник для СПО). [Текст]/ И. Г. Семакин, А. П. Шестаков – Москва, 2012 г. – 400 с.
2. Колдаев, В. Д. Основы алгоритмизации и программирования. [Текст]/ В. Д. Колдаев – Москва, 2011 г.
3. Андреева Т.А. Программирование на языке Pascal: учеб. пособие. Бином. Лаборатория знаний, 2011. 234 с.
4. Некрасов В.П. Turbo Pascal 7.0. Основы программирования. Ч. 1. Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2011. 60 с.
5. Епанешников А.М. Программирование в среде Turbo Pascal 7.0: учеб. пособие. 4-е изд., испр. М.: Диалог-МИФИ, 2010. 367 с.
6. Репаков, Г.Г. Turbo Pascal для студентов и школьников / Г.Г. Репаков. - СПб.: БХВ- Петербург, 2009,- 245с.
7. Хореев, П.Б. Технология объектно-ориентированного программирования: учебное пособие для вузов / П. Б. Хорев. - Москва: Академия, 2008. - 448с
8. Голицына О.Л, Партыка Т.Л., Попов И.И. Языки программирования. 2-е изд., перераб. и доп./ Голицына О.Л, Партыка Т.Л., Попов И.И. – М.: Издательство «Форум», 2010. - 400 с. (Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации)

Дополнительная литература

1. Голицина, О. Л., Попов, И.И Основы алгоритмизации и программирования. [Текст]/ О. Л. Голицина, И. И. Попов – Москва, 2004 г.
2. Могилев, А. В., Пак, Н. И., Хеннер, Е. К. Информатика. [Текст]/ А. В. Могилев, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер – Москва, 2004 г.
3. Могилев, А. В., Пак, Н. И., Хеннер, Е. К. Практикум по информатике. [Текст]/ А. В. Могилев, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер – Москва, 2005 г.
4. Семакин, И. Информатика. Задачник-практикум. Том 1. - [Текст]/ И. Семакин – Москва. 2011 г.
5. Попов В.Б. Turbo Pascal для школьников: Учеб. пособие. - 3-е изд., доп. – М.: Финансы и статистика, 2010. – 352 с.

4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, устного опроса, а также выполнения обучающимися внеаудиторной самостоятельной работы.

Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания)	Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
Умения:
использовать языки программирования, строить логически правильные и эффективные программы	Экспертное оценивание выполнения лабораторных работ, практических занятий и самостоятельной работы
Знания:
общих принципов построения алгоритмов, основных алгоритмических конструкций
понятия системы программирования	Экспертное оценивание выполнения лабораторной и самостоятельной работы, устный опрос
основных элементов процедурного языка программирования, структуры программы, операторов и операций, управляющих структур, структур данных, файлы, кассы памяти
подпрограммы, составление библиотек программ	Экспертное оценивание выполнения лабораторных работ, практических занятий и самостоятельных работ, тестирование
объектно-ориентированной модели программирования, понятия классов и объектов, их свойств и методов	Экспертное оценивание выполнения самостоятельной работы, устный опрос

Результаты		Формы и методы контроля
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес	Демонстрация интереса к будущей профессии
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество	обоснование выбора и применения методов и способов решения профессиональных задач в области разработки технологических процессов; Демонстрация эффективности и качества выполнения профессиональных задач	Устный опрос, электронное тестирование экзамен Экспертное наблюдение и оценка на практических и лабораторных занятиях, выполнения работ по учебной практике

Результаты (освоенные общие компетенции)	Основные показатели результатов подготовки	Формы и методы контроля
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.	Демонстрация способности принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность	Экспертное наблюдение и оценка на практических и лабораторных занятиях, выполнения работ по учебной практике
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития	Нахождение и использование информации для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития	Экспертное наблюдение и оценка на лабораторных и практических занятиях, выполнения самостоятельной работы и заданий по учебной практике
ОК 5. Использовать информационнокоммуникационные технологии в профессиональной деятельности	Демонстрация навыков использования информационнокоммуникационные технологии в профессиональной деятельности	Экспертное наблюдение и оценка на практических и лабораторных занятиях, выполнения работ по учебной практике
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями	Взаимодействие с обучающимися, преподавателями и мастерами в ходе обучения	Экспертное наблюдение и оценка на практических и лабораторных занятиях, выполнения работ по учебной практике
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий	Проявление ответственности за работу подчиненных, результат выполнения заданий	Экспертное наблюдение и оценка на практических и лабораторных занятиях, выполнения работ по учебной практике
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации	Планирование обучающимся повышения личностного и квалификационного уровня	Экспертное наблюдение и оценка выполнения самостоятельных работ и заданий по учебной практике, тестирование
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности	Проявление интереса к инновациям в области профессиональной деятельности	Экспертное наблюдение и оценка на практических и лабораторных занятиях, выполнения работ по учебной практике, тестирование
ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)	Демонстрация готовности к исполнению воинской обязанности	Экспертное наблюдение и оценка на практических и лабораторных занятиях, выполнения работ по учебной практике

Оценка индивидуальных образовательных достижений по результатам текущего контроля и промежуточной аттестации производится в соответствии с универсальной шкалой (таблица).

Процент результативности (правильных ответов)	Качественная оценка индивидуальных образовательных достижений
	балл (отметка)	вербальный аналог
90 ÷ 100		отлично
80 ÷ 89		хорошо
70 ÷ 79		удовлетворительно
менее 70		неудовлетворительно

На этапе промежуточной аттестации по медиане качественных оценок индивидуальных образовательных достижений экзаменационной комиссией определяется интегральная оценка освоенных обучающимися профессиональных и общих компетенций.

Министерство образования Республики Беларусь

УО «Полоцкий государственный университет»

Факультет информационных технологий

Кафедра технологий программирования

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Основы алгоритмизации и программирования»

Выполнил:

Хрол Д.А.

Новополоцк 2010

Введение

Решение задачи №1

Решение задачи №2

Решение задачи №3

Решение задачи №4

Решение задачи №5

1 Постановка задачи и выбор метода обработки информации

3 Разработка алгоритма и его описание

4 Описание программы

4.1 Структура программы

4.2 Описание подпрограмм

Заключение и выводы

Введение

С каждым днём программирование становиться всё более популярно среди обычных пользователей, что связано с интенсивным развитием информационных технологий. В начале компьютерной эры программисты были рабами вычислительных машин. Разработчики программного обеспечения должны были писать свои команды на единственном языке, который понимали компьютеры, - в двоичном коде, и программы выглядели как последовательность нулей и единиц. По мере того как время шло, и алгоритмы усложнялись, программирование требовало все больше времени, а внесение изменений в программы и их модернизация становились практически невозможными.

Язык Паскаль относится к процедурно-ориентированным языкам высокого уровня

Достоинства языка Паскаль:

.относительная простота (т.к. разрабатывался с целью обучения программированию);

.идеология языка Паскаль близка к современным методикам и технологиям программирования, в частности, к структурному программированию и нисходящему проектированию (метод пошаговой детализации) программ. Паскаль может использоваться для записи программы на различных уровнях ее детализации, не прибегая к помощи схем алгоритмов;

.гибкие возможности в отношении используемых структур данных;

.высокая эффективность программ;

.наличие средств повышения надежности программ, включающих контроль правильности использования данных различных типов и программных элементов на этапах трансляции, редактирования и выполнения.

В связи с этим язык Паскаль в настоящее время находит самое широкое распространение для решения большого круга разнообразных практических и научных задач.

В рамках курсовой работы необходимо разработать пять программ на различную тематику согласно заданию курсовой работы.

Цели курсовой работы:

− разработка программ согласно заданию курсовой работы;

− систематизация и закрепление теоретических знаний и практических умений, полученных за время обучения дисциплины «Основы алгоритмизации и программирования».

1. Решение задачи №1

Постановка задачи и выбор метода обработки информации

Первой задачей курсовой работы является вычисление суммы рядя с точностью ε = 10-5:

Значение X вводится с клавиатуры.

Математическая формулировка задачи и выбор метода обработки информации

Для решения данной задачи будет использоваться формула, приведенная ниже:

Программный код

программа паскаль задача алгоритм

var, x2k, s, e, eps: real;: integer;: integer;("X="); readln(x);:= 0; eps:= 0.00001; k:= 0;:= 1; x2k:= 1;:= minus * (-1);k:= x2k * x * x;(k);:= minus * x2k / (2 * k * (2 * k - 1));:= s + e;abs(e) < eps;("S=", s:8:5);.

Рисунок 1. Разработка алгоритма и его описание

Инструкция по эксплуатации программы

Пользователь вводит значение X с клавиатуры. Далее происходят вычисления по заданному алгоритму до значения с точностью, равной 10-5. После нахождения результата сумма выводится на экран.

2. Решение задачи №2

По условию второй задачи в квадратной матрице необходимо поменять местами элементы строки и столбца, на пересечении которых находится минимальный из положительных элементов

Форма представления исходных данных

Данные представлены в виде одномерного массива.

Рисунок 2. Разработка алгоритма и его описание

Описание программы. Структура программы.

Программа состоит из 2 подпрограмм и основной программы. Под программы предназначены для поиска минимального из положительных элементов и для замены элементов строки и столбца, на пересечении которых находится минимальный элемент.

Описание подпрограмм

Подпрограмма MinPosition предназначена для поиска минимального из положительных элементов матрицы:

function MinPosition(a:array of array of integer):string;,j,min:integer;:string;:=60;i:=0 to s doj:=0 to s do(a[i][j]>0) and (a[i][j]

Подпрограмма ReplaceElems предназначена для замены элементов строки и столбца, на пересечении которых находится минимальный элемент:

procedure ReplaceElems(var a:array of array of integer; str, col:integer);,j:integer;j:=0 to s do:=a[j];[j]:=a[j];[j]:=tmp;;;

Инструкция по эксплуатации программы

После запуска программы будет сгенерирована матрица, заполненная случайными числами. После этого на экран будет выведена исходная матрица и матрица, полученная в результате выполнения программы.

3. Решение задачи №3

Постановка задачи и выбор метода обработки информации.

Форма представления исходных данных

Данные представлены в виде матрицы, размер которой необходимо ввести в начале выполнения программы.

Разработка алгоритма и его описание

По условию задачи, массив необходимо отсортировать пирамидальной сортировкой. Сортировка пирамидой использует сортирующее дерево. Сортирующее дерево- это такое двоичное дерево, у которого выполнены условия:

.Каждый лист имеет глубину либо d либо d − 1, d- максимальная глубина дерева.

.Значение в любой вершине больше, чем значения её потомков.

Удобная структура данных для сортирующего дерева- такой массив Array, что Array- элемент в корне, а потомки элемента Array[i]- Array и Array.

Алгоритм сортировки будет состоять из двух основных шагов:

.Выстраиваем элементы массива в виде сортирующего дерева:

[i]>=Array[i]>=Array,

при 1<=i

Этот шаг требует O(n) операций.

2.Будем удалять элементы из корня по одному за раз и перестраивать дерево. То есть на первом шаге обмениваем Array и Array[n], преобразовываем Array, Array, …, Array в сортирующее дерево. Затем переставляем Array и Array, преобразовываем Array, Array, …, Array в сортирующее дерево. Процесс продолжается до тех пор, пока в сортирующем дереве не останется один элемент. Тогда Array, Array, …, Array[n]- упорядоченная последовательность. Сортировка организована в виде подпрограммы PyramidalSort.

Описание программы

Структура программы

Программа состоит из 2 программ и основной части. Подпрограммы предназначены для преобразования элементов в сортирующее дерево и для сортировки элементов.

Описание подпрограмм

Подпрограмма DownHeap предназначена для преобразования элементов в сортирующее дерево:

procedure DownHeap(index, Count: integer; Current: integer);: Integer;index < Count div 2 do:= (index + 1) * 2 - 1;(Child < Count - 1) and (Arr < Arr) then:= Child + 1;Current >= Arr then;:= Arr;:= Child;;:= Current;;

Подпрограмма PyramidalSort предназначена для сортировки дерева:

procedure PyramidalSort(var Arr: mas; Count: integer);: integer;: integer;i:= (Count div 2) - 1 downto 0 do(i, Count, Arr[i]);i:= Count - 1 downto 0 do:= Arr[i]; Arr[i]:= Arr;(0, i, Current);;

Инструкция по эксплуатации программы

Для начала работы программы необходимо указать количество элементов массива. После обработки на экране будет показан исходный массив и массив, полученный в результате работы программы.

4. Решение задачи №4

Постановка задачи и выбор метода обработки информации.

Перед каждым словом исходного предложения напечатать его порядковый номер. Вывести на экран преобразованное предложение. Результат вывести на экран и в текстовый файл.

Форма представления исходных данных

Исходными данными к программе является предложение, представленное в виде последовательности слов и символов.

Рисунок 3. Разработка алгоритма и его описание

Исходный код программы

uses crt;,num:integer;,word,res:string;:text;

writeln("Введите предложение:");

readln(s);:=0;i:=1 to length(s) do(f,output.txt);(f);(s[i]<>" ")then(s[i],word,length(word)+1);length(s)=i then:=res+" "+inttostr(num)+" - "+word;;;(word<>"") then(num);res="" then:=res+" "+inttostr(num)+" - "+word;:=res+" "+inttostr(num)+" - "+word;;:="";; end; end;("Результат выполнения");

writeln(f,res);(f);.

Инструкция по эксплуатации программы

После запуска программы необходимо ввести предложение. В результате выполнения программы на экране будет показано исходное предложение с проставленными перед каждым словом порядковым номерами. Также результат будет записан в файл output.txt.

5. Решение задачи №5

1 Постановка задачи и выбор метода обработки информации

Создать файл, содержащий сведения о пациентах глазной клиники. Структура записи: фамилия пациента, пол, возраст, место проживания (город), диагноз. На экран и в отдельный файл вывести: количество иногородних пациентов, прибывших в клинику; список пациентов старше X лет с диагнозом Y. Значения X и Y ввести с клавиатуры. Программа должна выполнять следующие дополнительные функции: создание новой базы данных; открытие базы из файла; сохранение базы в файл; добавление записей; удаление записей; поиск записей по одному из полей; сортировку по одному из полей методом, указанным в задаче 3; вывод базы данных на экран; выход из программы. Для реализации основных действий алгоритма использовать подпрограммы. Для обработки записей реализовать динамическую структуру данных односвязный список.

2 Форма представления исходных данных

Исходными данными к программе являются сведения о пациентах глазной поликлиники.

3 Разработка алгоритма и его описание

Программа реализована в виде ряда мелких подпрограмм, каждая из которых соответствует одной из функций (создание базы, сохранение базы, добавление записи, удаление записи, удаление всех записей, поиск записей, сортировка записей, формирование отчета, выход из программы).

Рисунок 4

4 Описание программы

4.1 Структура программы

Структуру программы можно представить в виде процедур и функций, выполняющих определённые действия. В программе предусмотрено создание отчета. Сортировка записей производится пирамидальным методом.

4.2 Описание подпрограмм

С помощью процедуры slist_add можно добавлять данные о пациентах в базу:

procedure slist_add(var q: pslist; a: tclient);, n: pslist;:= q;l <> nil then while l^.o <> nil do l:= l^.o;(n);^.a:= a;^.o:= nil;l <> nil then l^.o:= n else q:= n;;

Для удаления записей служит процедура slist_del:

procedure slist_del(var q: pslist; var a: tclient);: pslist;:= q;n <> nil then:= n^.o;:= n^.a;(n);;

Процедура menu_load необходима для загрузки файла базы данных:

procedure menu_load;: string;: file of tclient;: tclient;

write(Введите имя файла для загрузки: ");

readln(f);_destroy(q);(t, f);(t);not eof(t) do(t, a);_add(q, a);;(t);("Данные загружены");_wait;

Процедура menu_save нужна для сохранения существующей базы:

procedure menu_save;: string;: file of tclient;: pslist;

write("Введите имя файла для сохранения: ");

readln(f);(t, f);(t);:= q;o <> nil do(t, o^.a);:= o^.o;;(t);("Данные сохранены");

Процедура поиска записей:menu_search;: string;: pslist;: integer;: boolean;

write( Введите фразу для поиска: ");

readln(p);:= q;:= 0;:= false;o <> nil do(n);(Pos(p, o^.a.name) > 0) or (Pos(p, o^.a.pol) > 0) or (Pos(p, o^.a.town) > 0) or (Pos(p, o^.a.diag) > 0) then:= true;_line(n, o);; := o^.o;;not pres then writeln("Записи не найдены");_wait;

Процедура menu_report выводит на экран и в файл отчет по базе данных:

writeln("ПЕРЕЧЕНЬ ИНОГОРОДНИХ ПАЦИЕНТОВ");

writeln(f, "ПЕРЕЧЕНЬ ИНОГОРОДНИХ ПАЦИЕНТОВ);

p:= q;p <> nil dop^.a.town <> TOWN then(p^.a.name:15, " ", p^.a.town);(f, p^.a.name:15, " ", p^.a.town);;:= p^.o;;(Введите возраст для поиска: "); readln(a);("Введите диагноз: "); readln(s);("ПЕРЕЧЕНЬ ПАЦИЕНТОВ СТАРШЕ ", a, " ЛЕТ С ДИАГНОЗОМ "", s, """);

writeln(f, "ПЕРЕЧЕНЬ ПАЦИЕНТОВ СТАРШЕ ", a, " ЛЕТ С ДИАГНОЗОМ "", s, """);

p:= q;:= false;p <> nil do(p^.a.age >= a) and (p^.a.diag = s) then

writeln(p^.a.name:15, " ", p^.a.age, " ëåò");(f, p^.a.name:15, " ", p^.a.age, " ëåò");

b:= true;;:= p^.o;;not b then ("Пациенты не найдены");

writeln(f, "Пациенты не найдены");

end;(f);_wait;;

Для сортировки записей используются две процедуры Sort и DownHeap. Процедура DownHeap преобразует элементы в дерево. Процедура Sort непосредственно сортирует данное дерево.

procedure Sort(var q: pslist; Count: Integer; Field: Integer);DownHeap(index, Count: integer; Current: pslist);: Integer;index < Count div 2 do:= (index + 1) * 2 - 1;(Child < Count - 1) and (data_compare(slist_at_pos(q, Child + 1), slist_at_pos(q, Child), Field)) then:= Child + 1;data_compare(Current, slist_at_pos(q, Child), Field) then;_set(slist_at_pos(q, index), slist_at_pos(q, Child));:= Child;;_set(slist_at_pos(q, index), Current);;: integer;: pslist;(Current);i:= (Count div 2) - 1 downto 0 do_set(Current, slist_at_pos(q, i));(i, Count, Current);;i:= Count - 1 downto 0 do _set(Current, slist_at_pos(q, i));_set(slist_at_pos(q, i), slist_at_pos(q, 0));(0, i, Current);;;

5.5 Инструкция по эксплуатации программы

После запуска программы на экране появляется главное меню программы (рисунок 5).

Рисунок 5 - Главное меню

Непосредственно с помощью данного меню и происходит управление программой. Для выбора желаемого действия необходимо нажать соответствующую клавишу.

После выбора пункта меню «загрузить базу» и «сохранить базу» на экране появится окно, куда необходимо ввести название ранее созданного файла (рисунок 6).

Рисунок 6 - Окно загрузки и сохранения файла базы данных

После выбора пункта меню «добавить запись» на экране появится окно следующего вида, куда необходимо занести информацию о пациенте

Рисунок 7 - Добавление записи

Для удаления записи необходимо выбрать пункт «удалить запись», после чего необходимо ввести номер удаляемой записи (рисунок 8).

Рисунок 8 - Удаление записей

Для поиска записей необходимо выполнить пункт меню «поиск записей», далее ввести критерии поиска (рисунок 9).

Рисунок 9 - Поиск записей

Для сортировки и создания отчетов необходимо также выбрать соответствующие пункты меню, после чего следовать инструкциям программы. Отчет сохраняется в папке с программой под названием eye.txt.

Заключение и выводы

Изначально язык программирования Паскаль был предназначен для обучения программированию. Но вскоре было обнаружено, что Паскаль пригоден для написания настоящих программ. И благодаря этому популярность Паскаля начинает расти. Его и сейчас изучают в школах, институтах и в других учебных заведениях. Паскаль имеет более простой синтаксис, нежели другие языки программирования. Но язык Паскаль больше всего близок к идеальному алгоритмическому процедурному языку, поскольку он полностью реализует принципы структурного программирования.

В рамках курсовой работы было разработано пять программ различного вида и различной тематики:

.Вычисление суммы ряда;

.Обработка одномерных массивов;

.Обработка матриц;

.Обработка строк;

.Работа с файлами, реализация структуры данных «односвязный список».

Курсовая работа выполнена в полном объеме, в соответствии с вариантом задания. В ходе курсовой работы были приобретены теоретические и практические навыки программирования на языке Паскаль.

Список использованной литературы

1.Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Начальный курс: Учебное пособие. - М.: Норидж, 1997.

Бородич Ю.С., Вальвачев А.Н., Кузьмич А.И. Паскаль для персональных компьютеров. - Мн.: Выш.шк.; БФГИТМ «НИКА», 1991.

Офицеров Д.В., Долгий А.Б., Старых В.А. Программирование на персональных ЭВМ: Практикум: Учеб.пособие. - Мн.: Выш.шк., 1993.

Кулагин Н.Б. Программирование в Turbo Pascal 7.0 и Delphi. - СПб.:BHV, 2000.

Пильщиков В.Н. Сборник упражнений по языку Паскаль. М.: Наука, 1989.

Грогоно П. Программирование на языке Паскаль. - М.: Мир, 1982.

Хьюз Дж., Мичтом Дж. Структурный подход к программированию. - М.: Мир, 1980.

Мануйлов В.Г. Разработка программного обеспечения на Паскале. - М.: Приор, 1996.

Гудман С., Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ алгоритмов. - М.:Мир, 1981.

Дейкстра Э. Дисциплина программирования. - М.: Мир, 1978. http://lib.ru/ctotor/dejkstra.

Фаронов В.В. Практика программирования. М.: МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК, 1993. http://borlpasc.narod.ru/docym/farpract/oglav.htm

CIT Forum (Форум IT технолоний) [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.citforum.ru/database/classics/chen/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САРАПУЛЬСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 230103

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ»

ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ

ГР. АСУ-31СЗ СУХИХ А.В.

ПРОВЕРИЛ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ МЫМРИНА М.Л.

2005/2006 уч. год

1. ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА 3

2. ЭЛЕМЕНТЫ ЯЗЫКА TURBO PASCAL 13

2.1. Алфавит 13

2.2. Идентификаторы 14

2.3. Комментарии 14

3. ЛЕКСИКА ЯЗЫКА С++ 16

4. ЛИТЕРАТУРА 21

1. ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА

Одним из фундаментальных понятий в информатике является понятие алгоритма. Происхождение самого термина «алгоритм» связано с математикой. Это слово происходит от Algorithmi – латинского написания имени Мухаммеда аль-Хорезми (787 – 850) выдающегося математика средневекового Востока. В своей книге "Об индийском счете" он сформулировал правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними столбиком. В дальнейшем алгоритмом стали называть точное предписание, определяющее последовательность действий, обеспечивающую получение требуемого результата из исходных данных. Алгоритм может быть предназначен для выполнения его человеком или автоматическим устройством. Создание алгоритма, пусть даже самого простого, - процесс творческий. Он доступен исключительно живым существам, а долгое время считалось, что только человеку. В XII в. был выполнен латинский перевод его математического трактата, из которого европейцы узнали о десятичной позиционной системе счисления и правилах арифметики многозначных чисел. Именно эти правила в то время называли алгоритмами.

Данное выше определение алгоритма нельзя считать строгим – не вполне ясно, что такое «точное предписание» или «последовательность действий, обеспечивающая получение требуемого результата». Поэтому обычно формулируют несколько общих свойств алгоритмов, позволяющих отличать алгоритмы от других инструкций.

Такими свойствами являются:

Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего.

Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

Результативность (конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.

Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

На основании этих свойств иногда дается определение алгоритма, например: “Алгоритм – это последовательность математических, логических или вместе взятых операций, отличающихся детерменированностью, массовостью, направленностью и приводящая к решению всех задач данного класса за конечное число шагов”. Такая трактовка понятия “алгоритм” является неполной и неточной. Во-первых, неверно связывать алгоритм с решением какой-либо задачи. Алгоритм вообще может не решать никакой задачи. Во-вторых, понятие “массовость” относится не к алгоритмам как к таковым, а к математическим методам в целом. Решение поставленных практикой задач математическими методами основано на абстрагировании – мы выделяем ряд существенных признаков, характерных для некоторого круга явлений, и строим на основании этих признаков математическую модель, отбрасывая несущественные признаки каждого конкретного явления. В этом смысле любая математическая модель обладает свойством массовости. Если в рамках построенной модели мы решаем задачу и решение представляем в виде алгоритма, то решение будет “массовым” благодаря природе математических методов, а не благодаря “массовости” алгоритма.

Разъясняя понятие алгоритма, часто приводят примеры “бытовых алгоритмов”: вскипятить воду, открыть дверь ключом, перейти улицу и т. д.: рецепты приготовления какого-либо лекарства или кулинарные рецепты являются алгоритмами. Но для того, чтобы приготовить лекарство по рецепту, необходимо знать фармакологию, а для приготовления блюда по кулинарному рецепту нужно уметь варить. Между тем исполнение алгоритма – это бездумное, автоматическое выполнение предписаний, которое в принципе не требует никаких знаний. Если бы кулинарные рецепты представляли собой алгоритмы, то у нас просто не было бы такой специальности – повар.

Правила выполнения арифметических операций или геометрических построений представляют собой алгоритмы. При этом остается без ответа вопрос, чем же отличается понятие алгоритма от таких понятий, как “метод”, “способ”, “правило”. Можно даже встретить утверждение, что слова “алгоритм”, “способ”, “правило” выражают одно и то же (т.е. являются синонимами), хотя такое утверждение, очевидно, противоречит “свойствам алгоритма”.

Само выражение “свойства алгоритма” некорректно. Свойствами обладают объективно существующие реальности. Можно говорить, например, о свойствах какого-либо вещества. Алгоритм – искусственная конструкция, которую мы сооружаем для достижения своих целей. Чтобы алгоритм выполнил свое предназначение, его необходимо строить по определенным правилам. Поэтому нужно говорить не о свойствах алгоритма, а о правилах построения алгоритма, или о требованиях, предъявляемых к алгоритму.

Первое правило – при построении алгоритма прежде всего необходимо задать множество объектов, с которыми будет работать алгоритм. Формализованное (закодированное) представление этих объектов носит название данных. Алгоритм приступает к работе с некоторым набором данных, которые называются входными, и в результате своей работы выдает данные, которые называются выходными. Таким образом, алгоритм преобразует входные данные в выходные.

Это правило позволяет сразу отделить алгоритмы от “методов” и “способов”. Пока мы не имеем формализованных входных данных, мы не можем построить алгоритм.

Второе правило – для работы алгоритма требуется память. В памяти размещаются входные данные, с которыми алгоритм начинает работать, промежуточные данные и выходные данные, которые являются результатом работы алгоритма. Память является дискретной, т.е. состоящей из отдельных ячеек. Поименованная ячейка памяти носит название переменной. В теории алгоритмов размеры памяти не ограничиваются, т. е. считается, что мы можем предоставить алгоритму любой необходимый для работы объем памяти.

В школьной “теории алгоритмов” эти два правила не рассматриваются. В то же время практическая работа с алгоритмами (программирование) начинается именно с реализации этих правил. В языках программирования распределение памяти осуществляется декларативными операторами (операторами описания переменных). В языке Бейсик не все переменные описываются, обычно описываются только массивы. Но все равно при запуске программы транслятор языка анализирует все идентификаторы в тексте программы и отводит память под соответствующие переменные.

Третье правило – дискретность. Алгоритм строится из отдельных шагов (действий, операций, команд). Множество шагов, из которых составлен алгоритм, конечно.

Четвертое правило – детерменированность. После каждого шага необходимо указывать, какой шаг выполняется следующим, либо давать команду остановки.

Пятое правило – сходимость (результативность). Алгоритм должен завершать работу после конечного числа шагов. При этом необходимо указать, что считать результатом работы алгоритма.

Итак, алгоритм – неопределяемое понятие теории алгоритмов. Алгоритм каждому определенному набору входных данных ставит в соответствие некоторый набор выходных данных, т. е. вычисляет (реализует) функцию. При рассмотрении конкретных вопросов в теории алгоритмов всегда имеется в виду какая-то конкретная модель алгоритма.

Любая работа на компьютере – это есть обработка информации. Работу компьютера можно схематически изобразить следующим образом:

“Информация” слева и “информация” справа – это разные информации. Компьютер воспринимает информацию извне и в качестве результата своей работы выдает новую информацию. Информация, с которой работает компьютер, носит название “данные”.

Компьютер преобразует информацию по определенным правилам. Эти правила (операции, команды) заранее занесены в память компьютера. В совокупности эти правила преобразования информации называются алгоритмом. Данные, которые поступают в компьютер, называются входными данными. Результат работы компьютера – выходные данные. Таким образом, алгоритм преобразует входные данные в выходные:

Теперь можно поставить вопрос: а может ли человек обрабатывать информацию? Конечно, может. В качестве примера можно привести обычный школьный урок: учитель задает вопрос (входные данные), ученик отвечает (выходные данные). Самый простой пример: учитель дает задание – умножить 6 на 3 и результат написать на доске. Здесь числа 6 и 3 – входные данные, операция умножения – алгоритм, результат умножения – выходные данные:

Вывод: решение математических задач – частный случай преобразования информации. Компьютер (по-английски означает вычислитель, на русском языке – ЭВМ, электронная вычислительная машина) был создан как раз для выполнения математических расчетов.

При решении любой математической задачи мы составляем алгоритм решения. Но прежде мы сами и выполняли этот алгоритм, то есть доводили решение до ответа. Теперь же мы будем только писать, что нужно сделать, но вычисления проводить не будем. Вычислять будет компьютер. Наш алгоритм будет представлять собой набор указаний (команд) компьютеру.

Когда мы вычисляем какую-либо величину, мы записываем результат на бумаге. Компьютер записывает результат своей работы в память в виде переменной. Поэтому каждая команда алгоритма должна включать указание, в какую переменную записывается результат.

Трактовка работы алгоритма как преобразования входных данных в выходные естественным образом подводит нас к рассмотрению понятия “постановка задачи”. Для того чтобы составить алгоритм решения задачи, необходимо из условия выделить те величины, которые будут входными данными и четко сформулировать, какие именно величины требуется найти. Другими словами, условие задачи требуется сформулировать в виде “Дано... Требуется” – это и есть постановка задачи.

Алгоритм применительно к вычислительной машине – точное предписание, т.е. набор операций и правил их чередования, при помощи которого, начиная с некоторых исходных данных, можно решить любую задачу фиксированного типа.

Программирования , рассматриваемого в учебном пособии. В...

Программирование и основы алгоритмизации (2)

Курсовая работа >> Информатика

Основы алгоритмизации (2)

Методичка >> Информатика

Гистограмму для нечетного. Тема №3. Основы алгоритмизации Задание 18. Дать определение алгоритму... . Пpогpаммиpование: выбор языка программирования ; уточнение способов организации данных... чего во всех языках программирования имеются специальные процедуры. ...

Чтобы писать приложения разного уровня сложности, сначала необходимо получить знания по том, как это делается. И начинать желательно с самой основы алгоритмизации и программирования. Вот о них мы и поговорим в рамках статьи.

Так называется комплексная техническая наука, задача которой - систематизация приёмов создания, обработки, передачи, сохранения и воспроизведения данных с использованием Также к ней относят принципы функционирования и методы управления, которые помогают достичь цели. Сам термин «информатика» имеет французское происхождения и является гибридом слова «информация» и «автоматика». Возник он благодаря разработке и распространению новых технологий сбора, обработки и передачи данных, которые были связаны с их фиксацией на машинных носителях. Вот какое происхождение имеет информатика. Основы алгоритмизации и программирования являются одним из самых важных направлений данной науки.

Чем она занимается?

Перед информатикой стоят такие задачи:

1. Аппаратная и программная поддержка вычислительной техники.
2. Средства обеспечения взаимодействия человека и компьютерных составляющих между собой.

Для обозначения технической части часто применяется термин «интерфейс». Вот перед нами произвольная программа. Основы алгоритмизации и программирования всегда используются при создании продуктов массового распространения, которые «должны» завоевать широкую аудиторию. Ведь для популярности разрабатываемое приложение должно оптимально работать и выглядеть.

Представление алгоритмов

Они могут быть записаны значительным количеством способов. Наиболее популярными являются следующие:

1. Словесно-формульное описание. Подразумевается размещение текста и конкретных формул, которые будут объяснять особенности взаимодействия во всех отдельных случаях.
2. Блок-схема. Подразумевается наличие графических символов, которые дают возможность понять особенности взаимодействия программы внутри себя и с другими приложениями или аппаратной составляющей компьютера. Каждый из них может отвечать за отдельную функцию, процедуру или формулу.
3. Подразумевается создание отдельных способов описания под конкретные случаи, которые показывают особенности и очередность выполнения задач.
4. Операторные схемы. Подразумевается создание прототипа - в нем будет показано взаимодействие на основании путей, которые пройдут отдельные операнды.

Псевдокод. Набросок костяка программы.

Запись алгоритма

Как начать создавать свой прообраз программы, функции или процедуры? Для этого достаточно пользоваться такими общими рекомендациями:

1. У каждого алгоритма должно быть своё имя, которое объясняет его смысл.
2. Обязательно следует позаботиться о присутствии начала и конца.
3. Должны описываться входные и выходные данные.
4. Следует указать команды, с помощью которых будут выполняться определённые действия над конкретной информацией.

Способы записи

Представлений алгоритма может быть целых пять. Но вот способов записи всего лишь два:

1. Формально-словесный. Он характеризуется тем, что описание производится главным образом с использованием формул и слов. Содержание, а также последовательность выполнения этапов алгоритма в этом случае записывается на естественном профессиональном языке в произвольной форме.
2. Графический. Наиболее распространен. Для него используются блочные символы или схемы алгоритмов. Связь между ними показывается с помощью специальных линий.

Разрабатываем программную структуру

Можно выделить три основных вида:

1. Линейный. При этой структуре все действия выполняют последовательно в порядке очереди и всего один раз. Схема выглядит как последовательность блоков, расположенных сверху вниз, в зависимости от порядка их выполнения. Получаемые первичные и промежуточные данные не могут повлиять на направление вычислительного процесса.
2. Ветвящийся. Нашел широкое применение на практике, при решении сложных задач. Так, если необходимо принимать во внимание первоначальные условия или промежуточные результаты, то необходимые вычисления выполняются в соответствии с ними и направление вычислительного процесса может меняться в зависимости от получаемого результата.

Циклический. Чтобы облегчить себе работу со многими задачами, некоторые участки программного кода имеет смысл многократно повторять. Чтобы не прописывать сколько раз и что нужно сделать, используют циклическую структуру. Она предусматривает наличие последовательности команд, которая будет повторяться до выполнения заданного условия. Использование циклов позволяет многократно снизить трудоемкость написания программы.

Программирование

Важным является на котором будут создаваться программы. Следует учесть, что многие из них «заточены» под конкретные условия работы (например, в браузере). В целом языки программирования делят на две группы:

1. Функциональные.
2. Операторные:

Не процедурные;

Процедурные.

Можете предположить, какие из них чаще всего применяются? Операторно-процедурные - вот ответ. Они могут быть ориентированы на машины или независимыми. К первым относят ассемблеры, автокоды, символическое кодирование. Независимые делят, основываясь на их ориентации:

• процедурные;
• проблемные;
• объектные.

Каждый из них имеет свою сферу применения. Но для написания программ (полезных приложений или игр) чаще всего используются объектно-ориентрованные языки. Конечно, можно воспользоваться и другими, но дело в том, что они являются наиболее проработанными для создания конечных продуктов потребления для широких масс. Да, и если пока у вас нет точного видения, с чего начать, предлагаю обратить внимание на основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования. Сейчас это очень популярное направление, по которому можно найти уйму учебного материала. Вообще основы алгоритмизации и языки программирования сейчас нужны ввиду того, что существует недостаток квалифицированных разработчиков, и их важность в будущем будет только расти.

Заключение

При работе с алгоритмами (а в последующем и с программами) следует стремиться продумать все детали до самой мелкой. В последующем выявление каждого непроработанного участка кода приведёт только к дополнительным работам, увеличению затрат на разработку и сроков выполнения задачи. Тщательное планирование и проработка всех нюансов позволит значительно сэкономить время, усилия и деньги. Что ж, сейчас могут сказать, что после прочтения данной статьи у вас есть понятие про основы алгоритмизации и программирования. Осталось только применить эти знания. Если есть желание изучить тему более детально, могу посоветовать книгу «Основы алгоритмизации и программирования» (Семакин, Шестаков) 2012 года.