Методическая разработка урока «Основы языка программирования. Паскаль»

Глава 8 Алгоритмы и исполнители

Тема 8.1. Понятие алгоритма

Курс:1

Вид занятия: Занятие теоретического обучения

Тип занятия: Лекция

Форма проведения занятия: Индивидуальная и групповая

Место проведения занятия: Кабинет информатики и ИКТ

Цель занятия: Изучить понятие алгоритма и основы программирования

Задачи занятия:

Учебная – формироввание мотивации и опыта учебно познавательной и практической деятельности. Создать условия для обобщения и систематизации знаний, проверка ЗУН.

Воспитательная - развить логическое мышление и умение выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности. Способствовать развитию умению анализировать, выдвигать гипотезы, предложения.

Развивающая - способствовать формированию памяти, находчивости, научного мировоззрения

Методическая - методика использования оптимальных способов повторения изученного материала

Оборудование:Интерактивная доска, канцелярские принадлежности, карточки с заданием.

План занятия:

Ход занятия:

1.Организационный момент

Преподаватель и студенты, здороваются, проводится инструктаж по безопасной работе за компьютерами, студент расписывается за рабочее место за которое он несет ответственность в течении всей пары.

2. Актуализация знаний

Что обозначает термин «ресурсы»? Какие бывают ресурсы?

Что такое информационные ресурсы?

Каким особым свойством обладают информационные ресурсы по сравнению с любыми другими?

Почему информационные ресурсы можно назвать товарами?

Почему информационные ресурсы относят к числу стратегических?

Что представляет собой рынок информационных ресурсов?

Кто на рынке информационных ресурсов выступает в роли продавца, а кто — покупателя?

Могли бы вы предложить на рынок информационных ресурсов какой-нибудь свой товар? Как бы вы его оценили?

Что относится к числу информационных услуг?

Придумайте новый вид информационных услуг.

Что является основой мирового рынка информационных ресурсов и услуг?

Какие виды информационных услуг вы знаете? Пользовались ли вы ими лично?

Охарактеризуйте виды информационных ресурсов России.

С какими видами информационных ресурсов России вы лично сталкивались?

Какие события и процессы определили четыре информационные революции?

Что такое информационное общество?

Сформулируйте критерий, определяющий стадии информационного общест­ва.

К каким изменениям в экономике государства и на рынке труда приводит формирование информационного общества?

Каково настоящее состояние и перспективы информационных и коммуника­ционных технологий?

В чем заключается информационный кризис общества? Каковы пути его пре­одоления?

Определите связь между понятиями «информационное общество» и «свобода доступа к информации».

Что такое информационная культура?

Как соотносится информационная культура с общечеловеческой культурой?

Какие проблемы образования будут решены в информационном обществе?

Определите изменения, которые произойдут в укладе жизни членов информа­ционного общества: в работе, в учебе, в быту.

Какие наиболее существенные проблемы и опасности существуют на пути к информационному обществу?

Почему задача движения к информационному обществу для России относится к числу приоритетных?

Приведите известные вам примеры, отражающие наличие процесса движе­ния России к информационному обществу.Правовое регулирование в информационной сфере

Какую информацию вы считаете конфиденциальной для государства, для ва­шей школы, для себя лично?

Что относится к объектам информационной безопасности России?

Что относится к национальным интересам России в информационной области?

Как проявляется информационное неравенство в системе образования?

Сталкивались ли вы в своей жизни с проявлениями информационного неравен­ства?

3. Изучение материала

1.Теперь вам предстоит ближе познакомиться еще с одним разделом информатики, который называется «программиро­вание».

Назначение программирования — разработка программ управления компьютером с целью решения различных ин­формационных задач. Для составления программ существу­ют разнообразные языки программирования.

Язык программирования — это фиксированная система обозначений для описания алгоритмов

и структур данных.

Популярными языками программирования сегодня явля­ются Паскаль, Бейсик, Си, Фортран и др.

Для создания и исполнения на компьютере программы, написанной на языке программирования, используются сис­темы программирования.

Система программирования — это программное обеспечение компьютера, предназначенное для разработки, отладки и исполнения программ, записанных на определенном языке программирования.

Существуют системы программирования на Паскале, Бэйсике и других языках.

Разработка любой программы начинается с построения алгоритма решения задачи. Обсудим особенности алгорит­мов решения задач обработки информации на компьютере. Такие алгоритмы называют алгоритмами работы с величи­нами.

присваивание;

ввод;

вывод;

обращение к вспомогательному алгоритму;

цикл;

ветвление.

Команда присваивания — одна из основных команд в ал­горитмах работы с величинами. Записывать ее мы будем так: <переменная> := < выражением

Значок «:=» читается «присвоить». Например:

Z := X + Y.

Компьютер сначала вычисляет выражение, затем резуль­тат присваивает переменной, стоящей слева от знака «:=».

Если до выполнения этой команды содержимое ячеек, соответствующих переменным X, Y,Z, было таким:

Прочерк в ячейке Z обозначает, что начальное число в ней может быть любым. Оно не имеет значения для резуль­тата данной команды.

Если слева от знака присваивания стоит числовая пере­менная, а справа — математическое выражение, то такую команду называют арифметической командой присваива­ния, а выражение — арифметическим.

В частном случае арифметическое выражение может быть представлено одной переменной или одной константой. На­пример:

Значения переменных, являющихся исходными данными решаемой задачи, как правило,

задаются вводом.

Команда ввода в описаниях алгоритмов будет выглядеть так:

ввод <список переменных>. Например: ввод А, В, С.

12.1. Алгоритмы работы с величинами

Вам уже известно, что всякий алгоритм составляется для конкретного исполнителя. Теперь в качестве исполнителя мы будем рассматривать компьютер, оснащенный систе­мой программирования на определенном языке.

Компьютер-исполнитель работает с определенными дан­ными по определенной системе команд.

Данные. Компьютер работает с информацией, хранящей­ся в его памяти. Отдельный информационный объект (число, символ, строка, таблица и пр.) называется величиной.

Всякая обрабатываемая программой величина занимает свое место (поле) в памяти ЭВМ. Значение величины — это информация, хранимая в этом поле памяти.

Существуют три основных типа величин, с которыми работает компьютер: числовой, символьный и логический.

Изучая базы данных и электронные таблицы, вы уже встре­чались с этими типами. В данной главе мы будем строить алгоритмы, работающие с числовыми величинами.

Числовые величины в программировании, так же как и математические величины, делятся на переменные и кон­станты (постоянные). Например, в формуле (a²-2ab+b²) а,Ъ — переменные, 2 — константа.

Константы записываются в алгоритмах своими десятич­ными значениями, например: 23, 3.5, 34. Значение констан­ты хранится в выделенной под нее ячейке памяти и остается неизменным в течение работы программы.

Переменные в программировании, как и в математике, обозначаются символическими именами. Эти имена называ­ют идентификаторами (от глагола «идентифицировать», что значит обозначать, символизировать). Идентификатор может быть одной буквой, множеством букв, сочетанием букв и цифр. Как правило, употребляются буквы только ла­тинского алфавита и первый символ в идентификаторе — буква. Примеры идентификаторов: А, X, ВЗ, prim, г25 и т.п.

Система команд. Вам известно, что всякий алгоритм строится исходя из системы команд исполнителя, для кото­рого он предназначен. Независимо от того, на каком языке программирования будет написана программа, алгоритм ра­боты с величинами составляется из следующих команд:

На современных компьютерах ввод чаще всего выполня­ется в режиме диалога с пользователем. По команде ввода компьютер прерывает выполнение программы и ждет дейст­вий пользователя. Пользователь должен набрать на клавиа­туре вводимые значения переменных и нажать клавишу <ВВОД>. Введенные значения присвоятся соответствующим переменным из списка ввода, и выполнение программы про­должится.

Вот схема выполнения приведенной выше команды.

1. Память до выполнения команды:

Процессор ЭВМ получил команду ввод А, В, С, прервал свою работу и ждет действий пользователя.

Пользователь набирает на клавиатуре:

13 5

и нажимает клавишу <ВВОД> или <Enter>.

Память после выполнения команды:

5. Процессор переходит к выполнению следующей коман­ды программы. При выполнении пункта 3 вводимые числа должны быть отделены друг от друга какими-нибудь разделителями. Обычно это пробелы.

Из сказанного выше можно сделать вывод:

Переменные величины получают конкретные значения в результате выполнения команды присваивания или команды ввода.

Если переменной величине не присвоено никакого значе­ния (или не введено), то она является неопределенной. Ина­че говоря, ничего нельзя сказать, какое значение имеет эта переменная.

Результаты решения задачи сообщаются компьютером пользователю путем выполнения команды вывода.

Команда вывода в алгоритмах будет записываться так:

вывод <список вывода>. Например:вывод XI, Х2.

По этой команде значения переменных XI и Х2 будут вынесены на устройство вывода (чаще всего это экран).

О других командах, применяемых в вычислительных ал­горитмах, вы узнаете позже.

.2. Линейные вычислительные алгоритмы

Поскольку присваивание является важнейшей операцией в алгоритмах, работающих с величинами, то поговорим о ней более подробно.

Переменная величина получает значение в результате присваивания.

Присваивание производится компьютером при выполне­нии двух команд из представленной выше системы: коман­ды присваивания и команды ввода.

Рассмотрим последовательность выполнения четырех команд присваивания, в которых участвуют две переменные величины а и Ъ. В приведенной ниже таблице напротив каж­дой команды указываются значения переменных, которые устанавливаются после ее выполнения. Такая таблица назы­вается трассировочной таблицей, а процесс ее заполнения называется трассировкой алгоритма. Компьютер выполняет команды в порядке их записи в алгоритме.

Прочерк в таблице обозначает неопределенное значение переменной. Конечные значения, которые получают пере­менные а и Ъ, соответственно равны 2 и 4.

Этот пример иллюстрирует три основных свойства при­сваивания. Вот эти свойства:

пока переменной не присвоено значения, она остается неопределенной;

значение, присвоенное переменной, сохраняется в ней вплоть до выполнения следующего присваивания этой переменной нового значения;

новое значение, присвоенное переменной, заменяет ее предыдущее значение.

Рассмотрим еще один очень полезный алгоритм, с кото­рым при программировании часто приходится встречаться. Даны две переменные величины X иY. Требуется произве­сти между ними обмен значениями. Например, если первоначально было X — 1; У = 2, то после обмена должно стать: X = 2, У - 1.

Хорошим аналогом для решения такой задачи является следующая: даны два стакана, в первом — молоко, во вто­ром — вода; требуется произвести обмен их содержимым. Всякому ясно, что в этом случае нужен дополнительный третий пустой стакан. Последовательность действий будет следующей:

перелить из 1-го в 3-й;

перелить из 2-го в 1-й;

перелить из 3-го во 2-й.

Цель достигнута!

По аналогии для обмена значениями двух переменных нужна третья дополнительная переменная. Назовем ееZ.Тогда задача решается последовательным выполнением трех операторов присваивания (пусть начальные значения 1 и 2 для переменных X и У задаются вводом):

Действительно, в итоге переменные X и У поменялись значениями. На экран будут выведены значения X иY в та­ком порядке: 2, 1. В трассировочной таблице выводимые значения выделены жирным шрифтом.

Аналогия со стаканами не совсем точна в том смысле, что при переливании из одного стакана в другой первый стано­вится пустым. В результате же присваивания (Х:=У) пере­менная, стоящая справа (У), сохраняет свое значение.

И наконец, рассмотрим пример составления алгоритма для решения следующей математической задачи: даны две простые дроби; получить дробь, являющуюся результатом их деления.

В школьном учебнике математики правила деления обыкновенных дробей описаны так:

Числитель первой дроби умножить на знаменатель вто­рой.

Знаменатель первой дроби умножить на числитель вто­рой.

3. Записать дробь, числителем которой является результат выполнения пункта 1, а знаменателем — результат вы­полнения пункта 2. В алгебраической форме это выглядит следующим обра­зом:

a\d : c\d = ad\bc=m\n

Теперь построим алгоритм деления дробей для компьюте­ра. В этом алгоритме сохраним те же обозначения для пере­менных, которые использованы в записанной выше форму­ле. Исходными данными являются целочисленные переменные а, Ъ, с, d. Результатом — также целые величинытип.

Ниже алгоритм представлен в двух формах: в виде блок-схемы и на алгоритмическом языке (АЯ).

Раньше прямоугольник в схемах алгоритмов управления мы называли блоком простой команды. Для вычислитель­ных алгоритмов такой простой командой является команда присваивания. Прямоугольник будем называть блоком при­сваивания или вычислительным блоком. В форме паралле­лограмма рисуется блок ввода-вывода. Полученный алго­ритм имеет линейную структуру (рис. 12.1).

/ выводы m,n / (^конец^)

Алг деление дробей

Цел а, Ь, с, d,m,n

Нач ввод a,b, с, d

m:=axd

n:=bxc

выводm,n

Кон

Рис. 12.1. Алгоритм деления дробей

В алгоритме на АЯ строка, стоящая после заголовка алго­ритма, называется описанием переменных. Служебное сло­во цел означает целый тип. Величины этого типа могут иметь значения только целых чисел.

Описание переменных имее: <тип переменных> <с: Список переменных включа< данного типа, входящие в алг В блок-схемах типы перемен разумеваются. Запись алгорнт: языкам программирования, че

4. Система понятий

Программирование — это раздел информатики, занимаю­щийся вопросами разработки программ управления компь­ютером.

Алгоритм решения любой задачи на ЭВМ составляется из следующих команд: присваивания; ввода; вывода; обраще­ния к вспомогательному алгоритму; цикла; ветвления.

Программа для ЭВМ — это алгоритм, записанный на языке программирования.

Язык программирования — это фиксированная система обозначений для описания алгоритмов и структур данных.

Всякая обрабатываемая программой величина занимает определенное поле в памяти ЭВМ. Значение величины — это информация, хранимая в этом поле.

Переменная величина получает значение в результате вы­полнения команды присваивания и команды ввода.

Формат арифметической команды присваивания: <пере- менная> := <арифметическое выражением-. Сначала вычис­ляется арифметическое выражение, затем полученное значе­ние присваивается переменной.

Ввод — это занесение данных с внешних устройств в опе­ративную память компьютера. Исходные данные для реше­ния задачи обычно задаются вводом.

Результаты решения задачи выносятся на устройства вы­вода (дисплей, принтер) по команде вывода.

Основные свойства присЕал;

значение переменной не о п но никакого значения;

новое значение, присваив ее старое значение;

присвоенное переменной вплоть до нового присваив

Обмен значениями двух перх третью дополнительную перем;

Трассировочная таблица исп полнения алгоритма с целью е В алгоритмах на АЯ указыва Такое указание называется ош

Числовые величины, принт ные значения, описываются

5.Закреплени е

Вопросы и задания

Что такое программирование?

Что такое величина? Чем отличаются переменные и постоян­ные величины?

Чем определяется значение величины?

Какие существуют основные типы величин в программирова­нии?

Как записывается арифметическая команда присваивания?

Что такое ввод? Как записывается команда ввода?

Что такое вывод? Как записывается команда вывода?

В схематическом виде (как это сделано в параграфе) отразите изменения значений в ячейках, соответствующих переменным А и В в ходе последовательного выполнения команд присваива­ния:

1) А:=1 2) А:=1 3) А:=1 В:=2В:=2В:=2

А:=А+ВС:=АА:=А+В

В:= 2хАА:=ВВ:=А-В

В:=СА:=А-В

9. Вместо многоточия впишите в алгоритм несколько команд при­сваивания, в результате чего получится алгоритм возведения в 4-ю степень введенного числа (дополнительные переменные, кроме А, не использовать):

вводА ... вывод А.

10. Из каких команд составляется горитм?

11. Что такое трассировка? Как он^

12.В каком случае значение пере: ным?

13. Что происходит с предыдущие присваивания ей нового значен

14. Как вы думаете, можно ли испо ражении оператора присваива ную? К каким последствиям эт<

Написать на АЯ алгоритм слоя сокращения дроби).

6. Итог и задание для самостоятельной работы

Выполнит самостоятельную работу №26

1. Запишите исполнителей для приведённых ниже видов работ:

Уборка мусора во дворе - Перевозка пассажиров в поезде - Выдача заработной платы - Приём экзаменов в школе - Сдача экзамена в университете - Набор текста на компьютере - Приготовление еды в ресторане -

2. Определите полный набор данных для решения следующих задач обработки информа­ции:

а)вычисление стоимости покупок в магазине

б)вычисление суммы сдачи от данных Вами продавцу денег

в)определение времени показа по телевизору интересующего Вас фильма

г)вычисление площади треугольника

д)определение времени падения кирпича с крыши дома

е)определение месячной платы за расход электроэнергии

ж)перевод русского текста на итальянский язык

з)перевод итальянского текста на русский язык

3. Есть исполнитель «Перевозчик», который перевозит через реку волка, козу и капусту. Напишите алгоритм перевоза через реку волка, козы и капусты, если СКИ «Перевозчика» содержит 5 команд: ВЗЯТЬ КОЗУ, ВЗЯТЬ ВОЛКА, ВЗЯТЬ КАПУСТУ, ВЫСАДИТЬ, ПЕРЕПЛЫТЬ. В лодку может поместиться только один предмет или животное. Нельзя оставлять на берегу одних волка с козой и козу с капустой.

4. Напишите алгоритм приготовления какого-либо блюда (алгоритм должен иметь линейнуюструктуру).

5. Есть исполнитель «Арифмометр», который понимает следующие команды:

взять число N (занести в память число N),

умножить (перемножаются занесённые в память последние два числа),

сложить (складываются занесённые в память последние два числа),

вычесть (вычисляется разность занесенных в память последних двух чисел),

результат (вывести результат) Например, в результате выполнения алгоритма:

взять число 5,

взять число 10,

взять число 2,

вычесть,

умножить,

результат

получим ответ 40, так как 5*(10-2)=40.

Какой результат будет получен при выполнении приведённого ниже алгоритма?

взять число 4,

взять число 8,

взять число 2,

вычесть.

взять число 10,

умножить,

взять число 56.

вычесть,

вычесть.

результат.

Дайте объяснение своему ответу (приведите формулу для вычисления).

6. Почему приведённые ниже алгоритмы для исполнителя «Арифмометр» не могут быть выполнены (какие свойства алгоритма нарушены)?

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/172275-metodicheskaja-razrabotka-uroka-osnovy-jazyka