«программирование»
Скачать 1.89 Mb.
|
| Тема 2. Алгоритмические структуры Разработка линейных алгоритмов. Разработка алгоритмов с ветвлением. Разработка циклических алгоритмов (циклы с пред- и постусловием, цикл с параметром). Трассировка алгоритма. Разработка алгоритмов с подпрограммами. Тема 6. Основные операторы языка Алгебраические и логические выражения, правила их записи. Присваивание. Совместимость по присваиванию. Ввод и вывод данных в консольном режиме. Условный оператор. Оператор выбора. Операторы цикла (циклы с пред- и постусловием, цикл с параметром). Тема 7. Структурированные типы языка программирования высокого уровня Характеристики структурированных типов данных. Массивы. Линейные и двумерные массивы. Длинная арифметика. Строки. Множества. Записи. Типизированные файлы. Организация файлов записей. Нетипизированные файлы. Текстовые файлы. Прямой доступ к компонентам файлов. Сортировка файлов. Тема 9. Процедуры и функции. Модули Процедуры. Разработка и вызов. Функции. Разработка и вызов. Разработка программ на основе структурного подхода. Внешние подпрограммы. Рекурсивные подпрограммы. Модули. Структура и разработка. Стандартные модули. Тема 10. Организация динамических структур данных (абстрактных типов данных): стек, очередь, двоичное дерево поиска Динамически распределяемая память и ее использование при работе со стандартными типами данных. Однонаправленные списки. Двунаправленные списки. Стеки. Очереди. Деки. Двоичные деревья поиска. Тема 11. Введение в объектно-ориентированное программирование Основные понятия ООП. Разработка программ на основе ООП. Наследование и полиморфизм в ООП. Тема 12. Реализация абстракций данных методами объектно-ориентированного программирования Абстрактные типы и структуры данных. Классы, объекты, поля, методы. Конструкторы и деструкторы. Свойства и методы объектов. Раннее связывание и позднее связывание. Математические объекты: рациональные и комплексные числа, вектора, матрицы.
Раздел 1. Введение в алгоритмизацию и программирование Тема 1. Методологии программирования. Программирование как раздел информатики. Метафоры (парадигмы) программирования. Методологии программирования. Основные понятия и определения. История и эволюция. Классификация по ядрам методологии: императивное программирование, объектно-ориентированное, функциональное, логическое. Топологическая специфика методологий. Тема 2. Алгоритмические структуры. Этапы решения задач на ЭВМ. Понятие алгоритма. Исполнитель, система команд исполнителя. Свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов. Принципы структурного программирования. Основные алгоритмические структуры и их суперпозиции. Тема 3. Синтаксис и семантика формального языка. Естественные и формальные языки. Понятия о синтаксисе и семантике формального языка. Нормальные формы Бэкуса-Наура и синтаксические диаграммы Вирта. Язык программирования. Классификация языков программирования. Система программирования. Раздел 2. Структурный подход к программированию Тема 4. Основные конструкции алгоритмических языков. Общие конструкции алгоритмических языков: алфавит, величина (тип, имя и значение). Выражение. Тип выражения. Арифметическое выражение. Символьное выражение. Логическое выражение. Стандартные функции. Структура программы. Тема 5. Простые типы языка программирования. Общая характеристика языка Object Pascal. Структуры данных: упорядоченность, однородность, способ доступа. Определение констант. Описание переменных. Стандартные типы данных. Целые типы. Символьный и булевский типы данных. Эквивалентность и совместимость типов. Типы, определяемые программистом: перечисляемый, интервальный. Тип дата-время. Тема 6. Основные операторы языка. Перечень операторов Object Pascal. Оператор присваивания. Операторы (процедуры) ввода-вывода. Управление выводом данных в консольном режиме (простейшее форматирование). Условный оператор. Логические выражения. Оператор множественного ветвления. Операторы цикла: с предусловием, с постусловием, с параметром. Тема 7. Структурированные типы языка программирования высокого уровня. Массивы. Примеры задач с численными, символьными, булевскими массивами. Строковый тип данных. Записи. Оператор присоединения. Записи с вариантами. Множественный тип. Задание множественного типа и множественной переменной. Операции над множествами. Операции отношения. Примеры задач на множественный тип. Файлы. Понятие логического и физического файлов. Файловые типы. Общие процедуры для работы с файлами. Типизированные файлы. Текстовые файлы. Нетипизированные файлы и процедуры ввода-вывода. Прямой и последовательный доступ к компонентам файлов. Тема 8. Алгоритмы поиска и сортировки. Простой и бинарный поиск. Сортировки: выбором, обменом, вставкой. Анализ сложности алгоритмов на примере сортировок. Раздел 3. Модульное программирование. Программирование абстрактных типов данных Тема 9. Процедуры и функции. Модули. Подпрограммы. Формальные параметры. Параметры-значения, параметры-переменные, параметры-константы. Локальные и глобальные идентификаторы подпрограмм. Процедуры и функции. Рекурсия. Внешние подпрограммы. Модули. Общая структура модуля. Подпрограммы в модулях. Компиляция и использование модулей. Тема 10. Организация динамических структур данных (абстрактных типов данных): стек, очередь, двоичное дерево поиска. Динамические структуры. Динамическое распределение памяти. Виды списков. Примеры использования списков. Организация динамических структур данных: стек, очередь, двоичное дерево поиска. Раздел 4. Объектно-ориентированное программирование Тема 11. Введение в объектно-ориентированное программирование. Введение в объектно-ориентированное программирование (ООП) и проектирование. Инкапсуляция, наследование, полиморфизм. Примеры задач. Тема 12. Реализация абстракций данных методами объектно-ориентированного программирования. Математические объекты: рациональные и комплексные числа, вектора, матрицы. Библиотеки объектов. Тема 13. Объектно-событийное и объектно-ориентированное программирование. Идеология программирования под Windows. Событие и сообщение. Виды событий. События от мыши и клавиатуры. Программирование управления событиями. Обработка исключительных событий. Основы визуального программирования. Компонент. Иерархия компонентов.
Вопросы к экзамену 5 семестр
Проводятся три аттестации студентов на 8-й, 16-й неделях и в сессионный период. Максимальное количество баллов 1-я аттестация - 30 баллов 2-я аттестация - 30 баллов 3-я аттестация премиальные баллы – 10 баллов (экзамен/зачет) - 30 баллов _______________________ Итого - 100 баллов
Литература Основная 1.Могилёв А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: Учеб. пособие для студ. пед. ву-зов / Под ред. Е.К. Хеннера. — М., Academia, 2004. 2. Сборник задач по программированию. / Авт.-сост. А.П. Шестаков; Перм. ун-т. — Пермь, 2001. (Ч. I — 76 с.; Ч. II (Олимпиадные задачи) — 112 с.) 3. Семакин И.Г., Шестаков А.П. Основы программирования: Учебник. — М.: Мастерство, НМЦ СПО; Высшая школа, 2004. — 432 с. Дополнительная 1.Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. — М.: Мир, 1989.
Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины При освоении дисциплины для выполнения лабораторных работ необходимы персональные компьютеры с набором программного обеспечения: системы программирования (Turbo Pascal, Delphi, Free Pascal). УМК по дисциплине в электронном виде находится в библиотеке и методическом кабинете кафедры информатики и ВТ ПГПУ, на данном сайте и может быть использован для самостоятельной работы. Дополнительный набор ссылок на Интернет-ресурсы: http://citforum.ru http://delphi.org.ru http://durus.ru http://www.rushelp.com http://www.delphimaster.ru http://www.codenet.ru/cat/Languages/Delphi http://rudelphi.info/ http://www.delphikingdom.com http://www.compdoc.ru http://www.emanual.ru http://www.delphisources.ru/ http://www.delphi.int.ru http://ishodniki.ru http://delcb.com Учебно-методический блок 4.1. Блок лекций Лекция №1. Введение в алгоритмизацию и программирование Основным в процессе программирования является разработка алгоритма. Это один из наиболее сложных этапов решения задачи с использованием ЭВМ. В начале обучения программированию, на наш взгляд, целесообразно не привязываться сразу к какому-либо языку, разрабатывать алгоритмы без записи на языках программирования высокого уровня (ЯПВУ), а, например, с помощью блок-схем или иным аналогичным способом. После такой "чистой" алгоритмизации учащимся или студентам проще перейти к записи того же алгоритма на определённом языке программирования. В настоящей публикации продемонстрирован именно такой подход. Напомним, что основными алгоритмическими структурами (ОАС) являются следование, развилка и цикл. В более сложных случаях используются суперпозиции (вложения) ОАС. Ниже приведены графические обозначения (обозначения на блок-схемах) ОАС.    Структура “следование” Полная развилка Неполная развилка    Цикл с предусловием (цикл ПОКА) Цикл с постусловием (цикл ДО)Цикл с параметром На схемах СЕРИЯ обозначает один или несколько любых операторов; УСЛОВИЕ есть логическое выражение (ЛВ) (если его значение ИСТИНА, переход происходит по ветви ДА, иначе — по НЕТ). На схеме цикла с параметром использованы обозначения: ПЦ — параметр цикла, НЗ — начальное значение параметра цикла, КЗ — конечное значение параметра цикла, Ш — шаг изменения параметра цикла. Начало и конец алгоритма на блок-схемах обозначают овалом, вводимые и выводимые переменные записываются в параллелограмме. В примерах мы будем использовать запись алгоритмов с помощью блок-схем и словесное описание. Линейные алгоритмы Простейшие задачи имеют линейный алгоритм решения. Это означает, что он не содержит проверок условий и повторений. Пример 1. Пешеход шел по пересеченной местности. Его скорость движения по равнине v1 км/ч, в гору — v2 км/ч и под гору — v3 км/ч. Время движения соответственно t1, t2 и t3 ч. Какой путь прошел пешеход?
Для проверки работоспособности алгоритма необходимо задать значения входных переменных, вычислить конечный результат по алгоритму и сравнить с результатом ручного счета. Пример 2. Дано натуральное трехзначное число n, в записи которого нет нулей. Составить алгоритм, который возвращает значение ИСТИНА, если верно утверждение: "число n кратно каждой своей цифре", и ЛОЖЬ — в противном случае.
На приведенной выше схеме DIV и MOD соответственно операции деления нацело и получения остатка от целочисленного деления. В фигурных скобках записаны пояснения (комментарии) к операторам. Развилка Достаточно часто то или иное действие должно быть выполнено в зависимости от значения логического выражения, выступающего в качестве условия. В таких случаях используется развилка. Пример 1. Вычислить значение функции 
При тестировании алгоритмов с развилкой необходимо подбирать такие исходные данные, чтобы можно было проверить все ветви. В приведенном выше примере должно быть по крайней мере три тестовых набора. Пример 2. Дано натуральное число n. Если число нечётное и его удвоение не приведет к выходу за 32767 (двухбайтовое целое число со знаком), удвоить его, иначе — оставить без изменения. Чтобы удовлетворить условию удвоения, число n должно быть нечетным и меньше 16384.
Рассмотренный пример иллюстрирует неполную развилку. Также следует отметить, здесь логическое выражение, являющееся условием, содержит 2 операнда. Циклы Если какие-либо операторы необходимо выполнить несколько раз, то их не переписывают каждый раз заново, а организуют цикл. Пример 1. Подсчитать количество нечетных цифр в записи натурального числа n. Идея решения. Из заданного числа выбирать из младшего разряда цифру за цифрой до тех пор, пока оно не исчерпается, т.е. станет равным нулю. Каждую нечётную цифру учитывать.
Задача решена двумя способами. Слева решение оформлено с использованием цикла с предусловием, справа — с постусловием. Пример 2. Дана последовательность, общий член которой определяется формулой Вычислить при n>2 сумму тех ее членов, которые больше заданного числа e. При решении задачи находится очередной член последовательно и, если он больше e, добавляется к сумме.
В рассмотренных выше примерах количество повторений заранее неизвестно. В первом оно зависит от количества цифр в записи натурального числа, во втором — от числа e. В тех же случая, когда количество шагов известно из условия задачи, проще и предпочтительней использовать цикл с параметром. Пример 3. Найти произведение первых k натуральных чисел, кратных трём. При составлении алгоритма учтем, что первое натуральное число, кратное 3, есть тройка, а все последующие больше предыдущего на 3.
Другие примеры будут записаны уже на ЯПВУ. В настоящей же публикации предпринята попытка продемонстрировать, что изучение программирования разумно начинать собственно с разработки алгоритмов, не акцентируя первоначально внимания на записи алгоритма на том или ином языке программирования. В то же время автор, являясь сторонником структурного подхода к программированию, предлагает придерживаться этого подхода и при программировании на уровне блок-схем. Лекция №2 . Структурный подход к программированию Для программной обработки с помощью компьютера данные представляются в виде величин и их совокупностей. Величина — это элемент данных с точки зрения их семантического (смыслового) содержания или обработки. Смысловое (семантическое) разбиение данных производится во время постановки задачи и разработки алгоритма ее решения (входные, выходные и промежуточные). Исходные (входные, аргументы) — это данные, известные перед выполнением задачи, из ее условия. Выходные данные (результаты) — результат решения задачи. Переменные, которые не являются ни аргументом, ни результатом алгоритма, а используются только для обозначения вычисляемого промежуточного значения, называются промежуточными. Необходимо указывать имена и типы данных — целый, вещественный, логический и символьный. Имена в языках программирования принято называть идентификаторами. Есть идентификаторы переменных, констант, типов, функций и т.д. С понятием величины связаны следующие характеристики (атрибуты):
Во время выполнения программы в каждый конкретный момент величина имеет какое-то значение или не определена. Постоянной называется величина, значение которой не изменяется (поскольку такое изменение запрещено) в процессе исполнения алгоритма, а остается одним и тем же, указанным в тексте алгоритма. Переменной называется величина, значение которой меняется (в общем случае, может изменяться) в процессе исполнения алгоритма. Тип выражения определяется типами входящих в него величин, а также выполняемыми операциями. В языке Pascal тип величины задают заранее, т.к. все переменные, используемые в программе, должны быть объявлены в разделе описания с указанием их типа. Различают переменные следующих простых типов: целые (Integer, Byte, ShortInt, Word, LongInt), вещественные (Real, Double, Single, Extended), логический (Boolean), символьный (Char), перечисляемый, диапазонный (интервальный).  В целом, иерархия типов в языке Pascal следующая: Объявления служат для компилятора источником информации о свойствах величин, используемых в программе, и установления связи между этими величинами и их идентификаторами, фиксируя тем самым конкретный смысл, предписанный различным идентификаторам в программе. Согласно объявленным переменным и их количеству компилятор резервирует необходимый объем памяти для хранения значений величин, над которыми выполняются требуемые операции. Описание переменной: идентификатор переменной: тип; Пример описания: Var D, C, N : Integer; LogPer : Boolean; A, B : Real; K : Char; Тип переменной определяет диапазон допустимых значений, принимаемых величинами этого типа; набор операций, допустимых над данной величиной; объем памяти, отводимой под эту переменную; способ представления величин в памяти компьютера. Каждый тип имеет свой идентификатор. Идентификатор. Количество байт Диапазон (множество) значений Операции Примечание. Приведенное здесь описание простых типов актуально для Turbo Pascal; в других реализациях Pascal объёмы памяти и значения числовых величин могут лежать в других диапазонах. О представлении информации в памяти компьютера можно прочесть в данной статье. Обмен информацией с компьютером предполагает использование определенных средств ввода-вывода. В ЭВМ основным средством ввода является клавиатура, вывода — дисплей. Процедура, которая в режиме диалога с клавиатуры присваивает значение для переменной величины, называется процедурой ввода. В языке Pascal она выглядит следующим образом: Read(список переменных); Например, Var A : Real; B : Integer; C : Char; Begin Read(A, B, C) End. Читается: “Ввести вещественную А, целую В и символьную С”. Как только в программе встречается вызов процедуры Read, ЭВМ приостанавливает выполнение этой программы и ждет, пока пользователь введет с клавиатуры соответствующие значения, которые будут присваиваться переменным, перечисленным в списке ввода, в порядке перечисления. Значения вводимых данных одновременно отображаются на экране дисплея. После нажатия клавиши enter, когда все переменные примут свои значения из входного набора данных, определенного пользователем, выполнение программы продолжается с оператора, следующего за Read. В списке ввода значения разделяются между собой пробелом (либо каждое вводится в отдельной строке). Присваивание значений из входного потока выполняется слева направо в соответствии с порядком следования переменных в процедуре Read. Процедура ReadLn похожа на Read. Разница лишь в том, что ReadLn реагирует на конец строки, и в случае его обнаружения происходит сразу переход к следующей строке. Примеры ввода данных с помощью процедуры ReadLn: ReadLn(A, B, C); ReadLn(X); ReadLn(LogPer); Процедура, которая позволяет выводить значения переменных (выражений) на экран, называется процедурой вывода. В Pascal эта команда выглядит следующим образом Write (список выражений) Например Write ('Выходное значение: ', C); В списке вывода может быть либо одно выражение, либо последовательность выражений, разделенных между собой запятыми. Процедура Write осуществляет вывод значений выражений, приведенных в его списке, на текущую строку до ее заполнения. С помощью процедуры WriteLn реализуется вывод значений выражений, приведенных в его списке, на одну строку дисплея и переход к началу следующей строки. Примеры вывода данных: Write(A, B, C); WriteLn('Корнем уравнения является ', X); WriteLn(LogPer); Для управления размещением выводимых значений процедуры Write и WriteLn используются с форматами. Под форматом данных понимается расположение и порядок кодирования отдельных полей элементов данных. Процедура вывода с форматом для целого типа имеет вид: WriteLn(A : N, B : M, C : L); Здесь N, M, L — выражения целого типа, задающие ширину поля вывода значений. При выводе вещественных значений Write(R) без указания формата выводит вещественное R в поле шириной 18 символов в форме с плавающей запятой в нормализованном виде. Для десятичного представления значения R применяется оператор с форматами вида WriteLn(R : N : M). В десятичной записи числа R выводится M (0 ≤ M ≤ 24) знаков после запятой, всего выводится N знаков. Примеры: WriteLn(N : 4); WriteLn(K : 10 : 5, S : 7 : 3); Общая структура программы на Pascal такова: Program имя программы; {заголовок} {раздел описаний} Const Константа1 = значение; {объявление констант} Константа2 = значение; ... КонстантаN = значение; Type ...; {объявление типов} Var СписокПеременных1 : Тип; {описание переменных} СписокПеременных2 : Тип; ... СписокПеременныхN : Тип; Label СписокМеток; Function ... Procedure ... Begin {раздел операторов} End. Оператор присваивания — один из самых простых и наиболее часто используемых операторов в любом языке программирования, в том числе и в Pascal. Он предназначен для вычисления нового значения некоторой переменной, а также для определения значения, возвращаемого функцией. В общем виде оператор присваивания можно записать так: переменная := выражение; Оператор выполняется следующим образом. Вычисляется значение выражения в правой части присваивания. После этого переменная, указанная в левой части, получает вычисленное значение. При этом тип выражения должен быть совместим по присваиванию с типом переменной! Как отмечалось ранее, тип выражения определяется типом операндов, входящих в него, и зависит от операций, выполняемых над ними. Примеры присваивания: X := (Y + Z) / (2 + Z * 10) - 1/3; LogPer := (A > B) And (C <= D); Для операций сложения, вычитания и умножения тип результата в зависимости от типа операнда будет таким: Операнд 1 Операнд 2 Результат Integer Integer Integer Integer Real Real Real Integer Real Real Real Real Для операции деления тип результата в зависимости от типа операнда будет таким: Операнд 1 Операнд 2 Результат Integer Integer Real Integer Real Real Real Integer Real Real Real Real В Pascal есть операции целочисленного деления и нахождения остатка от деления. При выполнении целочисленного деления (операция div) остаток от деления отбрасывается. Например, 15 div 3 = 5; 18 div 5 = 3; 123 div 10 = 12, 7 div 10 = 0. С помощью операции mod можно найти остаток от деления одного целого числа на другое. Например, 15 mod 3 = 0; 18 mod 5 = 3; 123 mod 10 = 3, 7 mod 10 = 7. При записи алгебраических выражений используют арифметические операции (сложение, умножение, вычитание, деление), функции Pascal, круглые скобки. Порядок действий при вычислении значения выражения:
Встроенные математические функции языка Pascal: |
Похожие:
 | 12 Достижения компьютерной техники 15 Программирование Программирование 3 |  | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Понятно, что программирование стержень профильного курса информатики. Но какова его роль и есть ли необходимость изучать программирование... |
| Рабочая программа дисциплины оп. 08 Теория алгоритмов (с дополнениями... Специальность 09. 02. 03 «Программирование компьютерных систем» (базовая подготовка) | | Основная образовательная программа среднего профессионального образования... Нормативные документы для разработки ооп спо по специальности 230115 Программирование в компьютерных системах |
| «Динамическое Web-Программирование» Целью курса "Динамическое Web-Программирование" является изучение принципов разработки приложений, работающих в среде Интернет и... | | Рабочая программа по дисциплине “алгоритмизация и программирование”... Алгоритмизация и программирование” составлена в соответствии с требованиями Государственного общеобразовательного стандарта высшего... |
| Программа учебной дисциплины технические средства информатизации... Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... | | Самостоятельная работа Методические указания к выполнению самостоятельной... Методические указания выполнению самостоятельной работы по курсу «Информатика» и «Информатика и программирование»: Авт сост Н. В.... |
| Обзор цифровых образовательных ресурсов, рекомендованных Министерством... Программа предназначена для проведения квалификационных испытаний в рамках процедуры аттестации педагогических работников по должности... | | Реферат по дисциплине «Информатика и программирование» |
| Разработка урока по информатике с применением икт на тему «Программирование... ... | | Программирование в среде логомиры «Убегающая кнопка» развивает у учеников первоначальные навыки работы с мышью |
| Аннотация рабочих программ учебных дисциплин (модулей) специальности... | | «икт в образовании» Рабочая программа дисциплины «Программирование» /сост. Хатаева Р. С.– Грозный: чгпи, 2012г |
| Учебно-методический комплекс дисциплины «Информатика и программирование» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования | | Курсовая работа по дисциплине «Информатика и программирование» Кафедра «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» |
