Программный способ (алгоритмический)

Алгоритм, предназначенный для записи на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. Такой язык называется языком программирования, а запись алгоритма на этом языке – программа. Языки программирования предназначены для создания программ, которые могут быть исполнены ЭВМ или другими автоматическими устройствами, например, станками с числовым программным управлением.

Задача №1: Рассчитать площадь и периметр прямоугольника по двум известным сторонам.

Данная задача не должна представлять особой трудности, так как построена она на хорошо известных всем нам формулах расчёта площади и периметра прямоугольник.

Составим алгоритм решения подобных задач:

1. Прочитать задачу.

2. Выписать известные и неизвестные нам переменные в «дано». (В задаче №1 к известным переменным относятся стороны: a, b; к неизвестным — площадь S и периметр P)

 

 

3. Вспомнить либо составить необходимые формулы. (У нас: S=a*b; P=2*(a+b)).

4. Структура программы, решающей данную задачу, тоже проста:

1. Описание переменных;

2. Ввод значений сторон прямоугольника;

3. Расчёт площади прямоугольника;

4. Расчёт периметра прямоугольника;

5. Вывод значений площади и периметра;

6. Конец.

 

5. Разработать блок-схему.

 

 

 

Практическое задание.

1. Разработать блок-схему программу вычисления площади квадрата.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФиИКТ.00.00.ТО

Контрольные вопросы:

1. Что такое алгоритм?

2. Какие свойства алгоритмов Вам известны?

 

Вывод:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

Разраб.

Савченков А.Е.

Провер.

Рязанцева О.В.

Утверд.

Рязанцева О.В.

Тема практической работы

Лит.

Листов

гр.

 Практическая работа №5

Тема работы: «Основные алгоритмические конструкции и их описание средствами языков программирования».

Цель работы: изучить основные алгоритмические конструкции и их описание средствами языков программирования.

Оборудование: персональный компьютер с выходом в Интернет.

ТСО: мультимедийный проектор, экран, ПК.

Программное обеспечение: Microsoft WINDOWS7, Open Office, Антивирус eScan, Paint, Internet Explorer.

Ход работы:

 Основные структуры алгоритмов – это ограниченный набор блоков и стандартных способов их соединения для выполнения типичных последовательностей действий.

Приводимые ниже структуры рекомендуются при использовании так называемого структурного подхода к разработке алгоритма и программ. Структурный подход предполагает использование только нескольких основных структур, комбинация которых даёт все многообразие алгоритмов и программ.

К основным структурам относятся:

1. Следование. Последовательное размещение блоков и групп блоков. В программе реализуется последовательным размещением операторов.

2. Цикл До. Применяется при необходимости выполнить какие-либо вычисления несколько раз до выполнения некоторого условия. Особенность этого цикла в том, что он всегда выполняется хотя бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла происходит после того, как тело цикла выполнено. Тело цикла – та последовательность действий, которая выполняется многократно (в цикле). Начальные присвоения – задание начальных значений тем переменным, которые используются в теле цикла.

 

На естественном языке циклу До соответствует последовательность операторов:

1. Операторы начальных присвоений

2. Операторы тела цикла

3. Если условие идти к 2

Цикл, использованный в приведённом выше примере, это цикл До.

3. Цикл Пока. Цикл Пока отличается от цикла До тем, что проверка условия проводится до выполнения тела цикла, и если при первой проверке условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу.

На естественном языке циклу Пока соответствует последовательность операторов:

1. Операторы начальных присвоений

2. Если условие идти к 5

3. Операторы тела цикла

4. Идти к 2

5.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФиИКТ.00.00.ТО

…

4. Разветвление. Применяется, когда в зависимости от условия нужно выполнить либо одно, либо другое действие. Действие 1 или действие 2 может в свою очередь содержать несколько этапов.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФиИКТ.00.00.ТО

На естественном языке разветвлению соответствует последовательность операторов:

1. Если условие идти к 4

2. Операторы действия 2

3. Идти к 5

4. Операторы действия 1

5. …

5. Обход. Частный случай разветвления, когда одна ветвь не содержит никаких действий.

На естественном языке обходу соответствует последовательность операторов:

1. Если условие идти к 3

2. Операторы действия

3. …

 

6. Множественный выбор. Является обобщением разветвления, когда в зависимости от значения переменной (I) выполняется одно из нескольких действий. При I=1 выполняется действие S1, при I=2 – действие S2 и т.д.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

Практическое задание.

Группа 1	Группа 2	Группа 3
Вычислить периметр прямоугольника, при заданных значениях его сторон. Найдите ошибку: 10 А=4 20 В=2.5 30 P=2*(А+В) 40 PRINT ”В=”;В	Вычислить объём круга () заданного радиуса. Допишите программу: 10 20 R=2.5 30 40 PRINT	Разработать программу, согласно своему варианту:

Вывод: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФиИКТ.00.00.ТО

Разраб.

Савченков А.Е.

Провер.

Рязанцева О.В.

Утверд.

Рязанцева О.В.

Тема практической работы

Лит.

Листов

гр.

Практическая работа №6

Тема работы: «Использование логических высказываний и операций в алгоритмических конструкциях».

Цель работы: овладение навыками алгоритмического мышления и составление программ на языке программирования, реализующих логические операции.

Оборудование: персональный компьютер с выходом в Интернет.

ТСО: мультимедийный проектор, экран, ПК.

Программное обеспечение: Microsoft WINDOWS7, Open Office, Антивирус eScan, Paint, Internet Explorer.

Ход работы: 

Символы, воспринимаемые ЭВМ на языке Бейсик, могут быть подразделены на следующие группы:

а) прописные и строчные латинские буквы А, В,………….Z

                                                             а, b,…………...z

б) прописные и строчные русские буквы А, Б,……..Я

                                                         а, б,………я

в) цифры арабские 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

г) знаки арифметических операций

    ^ возведение в степень 

    * умножение

    / деление

    + сложение

- вычитание

\ целочисленное деление

д) знаки отношений

    = равно                             <> не равно

    < меньше                      <= меньше или равно

    > больше                           >= больше или равно

е) знаки логических операций

    AND (и), OR (или), NOT (не) и др.

ж) специальные символы.;:”’()[]!?%$ пробел и пр.

Константа - это величина, которая не изменяется в процессе выполнения задачи. Константы бывает трех типов:

константа

строковые

числовые

целые

вещества

                 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Символьные константы  - набор любых символов алфавита, заключенных в кавычки. Длина не более 255 символов.

Примеры: а) «УКНЦ»

        б) «Решений нет»

        в) «2000 год»

Числовые константы

Знак «+» перед числом не ставится, а целая часть при записи десятичных дробей отделяется точкой. Нулевую целую часть дробного числа можно опускать.

Пример:

Целые	Действительные
489	.009
-362	.78

                                              

Числовые вещественные константы записываются в десятичном виде в фиксированной или плавающей формах.

Пример:

Фиксированная форма

5,171

731,1371

12,56

Плавающая форма

3,74Е05 (3,74*10⁵)

1Е-03 (1*10^-3)

При плавающей форме константы символ Е служит разделителем мантиссы и порядка.

В таком формате выводятся

                                                            

              Положительные числа: <0.01 и >1000000

              Отрицательные числа: >-0,01 и <-1000000

Переменная – это величина, которая изменяет свое значение в процессе выполнения задачи.

 

константа

строковые

числовые

целые

веществ

                                              

 

 

Числовая переменная в Бейсике обозначается любой буквой латинского алфавита или любой буквой, за который следует одна цифра. Например:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

              F, MI, Y1, B3

Совокупность букв и цифр, обозначающих переменную, называют её именем.

Из всего имени для обозначения переменной в памяти компьютера используется только два первых символа.

Введём

    ALPHA=10

    AL=20

    ALx1=30

    AL1=40

Запросим значения переменных: AL, ALPHA, ALX1, AL1

   ? ALPHA |

   ? AL      |    Каждый раз получим число 40.

   ? ALX1 |

   ? a11      |

        

Служебные слова нельзя использовать в качестве имен. Тип переменной определяется типом принимаемых ею значений

Примеры

    F, MI, Y1, B3, FUN

    E(I), F(4,K), K$(L), Y1(I,J), M(5)

Первые пять примеров - имена простых переменных.

Последние пять – имена переменных с индексами (т.е. имена элементов массивов, в которых за именем в круглых скобках указывают один или два индекса).

Выражения бывают:

Арифметические

Строковые

Логические

Арифметические выражения составляются из чисел и переменных с помощью знаков арифметических действий и круглых скобок, а также могут включать в себя стандартные функции Бейсика. Каждая функция обозначается соответствующим именем, за которым следует аргумент в круглых скобках.

Внутри скобок и в бесскобочных записях действий совпадает с общепринятыми: сначала вычисляются действия в скобках, затем стандартные функции, затем возведения в степень, потом умножения и деления и наконец, сложения и вычитания. Операции одного приоритета выполняются слева направо. Перечень стандартных функций:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Название функции	Обозначение
Синус х	SIN(X)
Косинус х	COS(X)
Тангенс х	TAN(X)
Арктангенс х	ATN(X)
Случайное число между 0 и 1	RND(X)
Абсолютное значение х	ABS(X)
Целая часть х	INT(X)
Натуральный логарифм х	LOG(X)
Экспонента х	EXP(X)
Квадратный корень х	SQR(X)
Остаток от деления х на у	X MOD Y

                            

arcctg x = pi/2-arctg x

arcsin x = arctg(x/ )

arccos x = pi/2-arctg(x/ )

     lg x = ln x/ln 10

Аргумент X может быть переменная A, B. Тригонометрические функции вычисляются для аргументов, выраженных в радианах.

Аргумент функции RND не используется и может быть любым числом.

Примеры записи арифметических выражений с функциями:

Обычная запись	Запись на Бейсик
Ax^2+bx+c	A*X^2+B*X+C
A1(x^2+14, 3y1)	A(I)*(X^2+14.3*Y(I))
3x	3*X(X/2)
	(-B-SQR(B^2-4*A*C))/(2*A)
аrctg(3x-2 )	ATN(3*X-2*EXP(ABS(X-1,8)))

 

Строковыми выражениями являются строковые константы, переменные и функции. О последнем речь пойдет дальше. Выполняя над строковыми выражениями операцию сложения (+), или присоединения мы снова получаем строковые выражение.

Наряду с арифметическими выражениями, значениями которых являются десятичные числа, в языке Бейсик используются также логические выражения.

Логические выражения представляют собой два арифметических выражения или два символьных выражения, соединенных между собой одной из операцией отношения: =, <, <=, >, >=, <>. Такой вид логических выражений называют простым условием.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

  Примеры:

          X ≥ 0                     X>=0

      ax²=bx+c                   A*X^2=B*X+C

      lnx<2 x                 LOG(X)<2*SIN(X)^2

                                                  A$=”поверхность”

                                                  “Стол”=”стол”

 

Сравнение символьных выражений происходит посимвольно слева направо.

Простое выражение отношения может принимать только два значения TRUE – истина или FALSE – ложь. При этом если соответствующее отношение выполняется, то его значение будет TRUE, в противном случае – FALSE. Используются выражения отношения в операторах IF (если) в качестве проверяемых условий для организации разветвлений при вычислениях.

Используя простые выражения отношения с помощью логических операций, получают выражения отношения более общего вида.

Такой вид логического выражения называют составным условием.

Примеры:

1) x принадлежит [0,10]   X<=10 AND X>=0

2) x не принадлежит [0,10] X<0 OR X>10

Порядок выполнения операций: скобки, NOT, AND, OR

Задание:

1. Даны текущие значения переменных: X=2, Y=3, A=5

Определить истинность условий (т.е. определить значение логического выражения)

а) X<=2                             в) A+X^2=Y^2

б) X*Y>X^Y                    г) INT(Y/X)=Y*X

2. Определить истинность условий:

а) “Звук”=”звук”

б) “улица Калинина”=”ул. Калинина”

3. Вычислить следующие выражения при a=true и b=false

а) A OR B AND A   б) (A OR B) AND NOT A

в) NOR A AND B             г) NOT (A AND B)

Например:

2 + 3 > 3 + 1 – да (истинно)

0 < –5 – нет (ложно)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Практическое задание.

Запишите в обычной математической форме арифметические выражения:

Мат.форма	Basic
	a / b^2;
	a+b/c+1;
	1/a*b/c;
	a-b^c/2;
	(a^b)^c/2;
	a/b-c/d*p*q;
	x^y+z/a/b;
	4/3*3.14*r^3;
	b/sqr(a*a+b);
	d*c/2-R+a^3;

 

Вывод:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

Разраб.

Савченков А.Е.

Провер.

Рязанцева О.В.

Утверд.

Рязанцева О.В.

Тема практической работы

Лит.

Листов

гр.

Практическая работа №7

Тема работы: «Примеры построения алгоритмов с использованием конструкций проверки условий, циклов и способов описания структур данных. Разработка несложного алгоритма решения задачи».

Цель работы: Научиться разрабатывать алгоритм решения задачи

Оборудование: персональный компьютер с выходом в Интернет.

ТСО: мультимедийный проектор, экран, ПК.

Программное обеспечение: Microsoft WINDOWS7, Open Office, Антивирус eScan, Paint, Internet Explorer.

Ход работы:

Фрагмент блок-схемы представляет алгоритм, который содержит команды ветвления:

 

- команду ветвления в сокращенной форме, в которую вложена команда ветвления в полной форме;

- две команды ветвления в полной форме, одна из которых вложена в другую;

- две команды ветвления в сокращенной форме, одна из которых вложена в другую;

- команду ветвления в полной форме, в которую вложена команда ветвления в сокращенной форме.

 

Практическое задание:

1. Определите значение целочисленной переменной х (y=25; 65; 55) после выполнения следующего фрагмента блок-схемы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

X=55

x=y2rguyuyyyyyuyyyydyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy                                                            да                                        нет x>y                     нет                     да X=x+y X=x-y

y	x
25
65
55

 

Вывод:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

Разраб.

Савченков А.Е.

Провер.

Рязанцева О.В.

Утверд.

Рязанцева О.В.

Тема практической работы

Лит.

Листов

гр.

Практическая работа №8

 

Тема работы: «Среда программирования».

Цель работы: Изучить среду программирования, отработать навыки вычисления арифметических выражений, научиться составлять простейшие программы.

Оборудование: персональный компьютер с выходом в Интернет.

ТСО: мультимедийный проектор, экран, ПК.

Программное обеспечение: Microsoft WINDOWS7, Open Office, Антивирус eScan, Paint, Internet Explorer.

Ход работы:

Основные понятия языка Qbasic

Программа – это набор машинных команд, которые следует выполнить компьютеру для реализации того или иного алгоритма.

Иными словами, программа – это форма представления алгоритма для исполнения его машиной.

Под языком программирования (ЯП) понимают совокупность средств и правил представления алгоритма в виде, приемлемом для компьютера.

Команды на языке программирования называются операторами

Чтобы начать работу с QBasic, надо запустить программу QBasic.exe.

(Команда: Пуск→Мой компьютер→Локальный диск С:\→папка Qbasic→файл QB)

После запуска QBasic на экране появится окно:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

После написания программы, чтобы ее просмотреть, надо нажать клавишу F5. Программа будет исполнена в случае отсутствия синтаксических ошибок. При допуске ошибки после запуска программы на экране появится окно с сообщением об ошибке. Можно выбрать кнопку Справка, чтобы получить информацию о допущенной ошибке, либо нажать клавишу Enter или Esc. После осуществляется возврат в окно редактирования, где курсор будет находиться в том месте, где была допущена ошибка. После исправления ошибок можно запустить программу с места, где она прервалась– F5, запустить программу сначала– Shift+F5. нажатием клавиши Alt осуществляется попадание в меню.

Для перехода на русский язык предназначено правое сочетание клавиш Ctrl+Shift,на английский– левое сочетание клавиш Ctrl+Shift

Алфавит языка программирования, например, QBasic содержит  следующие символы:

1. заглавные буквы латинского алфавита;

2. арабские цифры;

3. разделители;,;.: ' (апостроф) " () % (целая величина), & (длинное целое число), (пробел),! (признак вещественной величины), # (признак второй точности), $ (текстовая величина);

4. знаки арифметических операций: +, -, *, / (деление), ^ (возведение в степень), \ (деление нацело), «MOD» (деление по модулю);

5. знаки операций отношений: >, <, =, < > (не равно), > =,< =.

Если необходимо вычислить значение арифметического выражения или нескольких арифметических выражений, то необязательно составлять программу. Можно использовать ЭВМ в режиме непосредственного счета.

Для этого не нужно делать никаких специальных переходов, потому что при включении ЭВМ находится в этом режиме.

Для того чтобы произвести вычисления, достаточно после оператора PRINT набрать нужное выражение.

ПРИМЕР: Нахождение значения арифметического выражения  

в QBasic будет выглядеть следующим образом–

PRINT 23*456-12/35+ SQR(56)

После запуска программы на исполнение нажатием клавиши F5 будет получено значение данного арифметического выражения: 10495.14.

Оператор PRINT в QBasic предназначен для вывода данных на экран. Если после оператора PRINT взять любую последовательность символов в кавычки, то эта последовательность и будет выведена на экран.

Практическое задание

Задание 1. Разработать блок-схему и программу вычисления выражения  при .

 

Задание 2.

Группа 1	Группа 2	Группа 3
Вычислить периметр прямоугольника, при заданных значениях его сторон. Найдите ошибку: 10 А=4 20 В=2.5 30 P=2*(А+В) 40 PRINT ”В=”;В	Вычислить объём круга () заданного радиуса. Допишите программу: 10 20 R=2.5 30 40 PRINT	Разработать программу, согласно своему варианту:

Задание 3. Определите значение целочисленной переменной х (y=25; 65; 55) после выполнения следующего фрагмента блок-схемы.

 

X=55 x=y2rguyuyyyyyuyyyydyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy                                                            да                                        нет x>y                     нет                     да X=x+y X=x-y

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

Вывод:_________________________________________________________

___________________________________________________________

__________________________________________________________

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

Разраб.

Савченков А.Е.

Провер.

Рязанцева О.В.

Утверд.

Рязанцева О.В.

Тема практической работы

Лит.

Листов

гр.

Практическая работа №9

 

Тема работы: «Тестирование программы».

Цель работы: Овладение навыками ручного тестирования и составление

тестовых случаев.

Оборудование: персональный компьютер с выходом в Интернет.

ТСО: мультимедийный проектор, экран, ПК.

Программное обеспечение: Microsoft WINDOWS7, Open Office, Антивирус eScan, Paint, Internet Explorer.

Ход работы:

Общие сведения

Практическое задание.

Тести́рование програ́ммного обеспе́че́ния — процесс исследования, испытания программного продукта, имеющий своей целью проверку соответствия между реальным поведением программы и её ожидаемым поведением на конечном наборе тестов, выбранных определенным образом.

Практическое задание.

1	2	3
Разработать программу, согласно своему варианту:	Разработать программу, согласно своему варианту:	Разработать программу, согласно своему варианту:

 

Вывод:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

Разраб.

Савченков А.Е.

Провер.

Рязанцева О.В.

Утверд.

Рязанцева О.В.

Тема практической работы

Лит.

Листов

гр.

Практическая работа № 10

Тема работы: «Программная реализация несложного алгоритма».

Цель работы: Закрепить знания по теме программирование, научиться реализовывать алгоритмы в среде программирования.

Оборудование: персональный компьютер с выходом в Интернет.

ТСО: мультимедийный проектор, экран, ПК.

Программное обеспечение: Microsoft WINDOWS7, Open Office, Антивирус eScan, Paint, Internet Explorer.

Ход работы:

Практическая часть:

Пример программ на языке Паскаль

Несложные задачи	Условный оператор и оператор выбора
Вывод предложения begin writeln('Привет, мир!'); end.   Площадь круга   Вычисление А в степени 8 Вычисления расстояния между точками на прямой Нахождение гипотенузы	Минимум из двух значений var x,y: integer; min: integer; begin write('Введите x и y: '); readln(x,y); if x min:= x else min:= y; writeln('Минимум = ',min); end. Определение четности числа Состоит ли двузначное число из одинаковых чисел Упорядочивание двух чисел по возрастанию

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПР.ИНФ.00.00.ТО

Пример программ на языке Basic

Несложные задачи	Условный оператор и оператор выбора
Вывод предложения Площадь круга   Вычисление А в степени 8 Вычисления расстояния между точками на прямой Нахождение гипотенузы	Минимум из двух значений Определение четности числа Состоит ли двузначное число из одинаковых чисел Упорядочивание двух чисел по возрастанию Проверка чисел на двузначность

 

 

Вывод:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________