Основы алгоритмизации и программирования в 8 классе

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 

Учреждение  образования

«МОГИЛЁВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

им. А.А.КУЛЕШОВА» 

Кафедра математического анализа и вычислительной техники 
 
 
 
 

Курсовая  работа 

Основы  алгоритмизации и  программирования

  в 8 классе. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                           Исполнитель:   студент 5 курса группы “Ж”

                             физико-математического

                             факультета

                             Маркевич Алексей  Анатольевич 
 

Руководитель:   ст.преподаватель Ясень Н. Д. 
 
 
 

Могилёв 2008

 

Содержание  
§1. Введение

    Система Pascal ABC создавалась как компактная учебная система программирования под Windows для первоначального обучения, имеющая простой интерфейс и богатые возможности для процесса обучения [1,2]. Язык Паскаль выбран как один из наиболее удачных языков для первоначального обучения программированию.

    Основной  мотивировкой к созданию подобной системы явилось то, что современные среды программирования на языке Паскаль (Turbo Delphi, Free Pascal) имеют достаточно нагруженный интерфейс и обеспечивают слабые возможности для встраивания специализированных учебных модулей. Кроме того, среда Free Pascal не позволяет создавать простые оконные графические приложения, что понижает у учащихся мотивацию ее использования. Дополнительной мотивировкой к созданию системы явилась возможность дополнить язык Паскаль некоторыми языковыми конструкциями, позволяющими ускорить изучение достаточно сложных для начинающих тем (модули, классы), а также осуществлять дополнительный контроль на этапе выполнения (незакрытые файлы, несанкционированное использование указателей).

    Поскольку разработка компилятора полноценного языка программирования сложна, было принято решение создать front-end компилятор, переводящий текст программы в дерево разбора с последующей интерпретацией программы по полученному дереву. Как показали тесты, подобный подход замедляет выполнение программы в численных приложениях примерно в 50 раз по сравнению с Turbo Delphi, что несущественно для большинства учебных задач. В графических приложениях разница в скорости выполнения значительно меньше и составляет 5-10 раз. Основным недостатком в настоящее время видится отсутствие возможности создавать в результате компиляции исполняемые файлы.

 

§2.  Основы алгоритмизации и программирования. Способ записи алгоритмов.

    Каждый  из нас, решая ежедневно разного  рода задачи, пользуется различными инструкциями. Например, инструкции по использованию  бытовых приборов (например, фен, электрочайник, утюг),  рецепты приготовления различных блюд, правила по математике (например, сложение десятичных либо обыкновенных дробей) и многое другое. А это есть не что иное, как последовательность действий (команд), направленных на решение конкретной задачи. А вы уже знаете, что конечная  последовательность точно сформулированных команд, выполнение которых приводит к решению конкретной задачи, называется алгоритмом.

    На  протяжении  всей своей жизни человек исполняет огромное количество алгоритмов. Алгоритмы, предназначенные для людей, записываются в той форме, которая наиболее удобна и понятна им. Алгоритм может быть записан обычным словесным способом на естественном языке (русском, белорусском, английском и иных языках).

    Пример 1. Алгоритм приготовления чая

    Дано: Электрочайник, вода, пакетик чая

1. Налить в электрочайник воду.
2. Включить электрочайник в розетку.
3. Включить электрочайник.
4. Положить в пустую чашку пакетик чая.
5. Налить вскипевшую в электрочайнике воду
6. в чашку с пакетиком чая.
7. Подождать 3-5 минут пока  чай заварится.

    Результат: Готовый к употреблению чай.

    Выполняя  алгоритмы, мы используем (обрабатываем) различные данные (величины).  Данными  называют все величины, которые используются  в решении задачи. Данные, которые необходимы и известны в начале решения задачи,  называются исходными данными.  Данные, которые получаются в процессе решения задачи, называются  промежуточными данными. Данные, полученные в результате решения задачи, - это выходные данные (результат).

    Вы  знаете, что для решения различных  математических задач  используются свои  алгоритмы, в которых также  присутствуют данные. 

    Пример 2. Алгоритм вычисления площади прямоугольника

    Дано: периметр прямоугольника Р и длина одной его стороны  A

1. Вычислить длину 2-й стороны прямоугольника  

      В= P:2-А..

2. Вычислить площадь прямоугольника

     S= А х В

    Результат: площадь прямоугольника S

    В данном примере  исходными данными  являются периметр Р и длина стороны  А. Промежуточными данными является вычисляемая длина стороны В. Выходными данными (результатом) является площадь прямоугольника S.

    Выполняя  повседневные алгоритмы (приготовление  чая, покупка продуктов в магазине и многое другое), мы не задумываемся в какой последовательности выполнять действия, чтобы достичь  результата, потому что эти алгоритмы нам знакомы. Мы неоднократно их выполняем и знаем, как достичь положительного результата. Однако чтобы кого-нибудь научить готовить чай (скажем, младшую сестру), при составлении алгоритма следует четко указать не только все действия, но и порядок их выполнения. Например, если поменять местами первое и третье действие в алгоритме приготовления чая, он станет невыполнимым, так как приведет к непредсказуемым результатам (возможно к сгоранию чайника).

    Второй  способ записи алгоритмов  - графический  в виде блок-схем. Блок-схема представляет собой совокупность геометрических фигур,  соединенных стрелками. Стрелки  показывают последовательность действий. В блок-схемах используют несколько видов геометрических фигур. Разные фигуры обозначают различные типы действий. В большинстве блок-схем встречаются, как правило, следующие три элемента:

        

    Овал  обозначает «начало» либо «конец»  алгоритма. Параллелограмм обозначает ввод либо вывод данных. Прямоугольник используется для обозначения действий (команд).

    Например, запись алгоритма вычисления площади  прямоугольника  в виде блок-схемы  может иметь вид, изображенный на рисунке 3.1.

                          Рис.3.1

    В алгоритм должны включаться только те команды, которые понятны его  исполнителю, например, человеку, роботу, автомату, компьютеру. Каждый исполнитель  имеет свой перечень команд, который  он понимает и может выполнить.   Например, чтобы компьютер смог решить поставленную перед ним задачу, алгоритм должен быть записан на понятном ему языке. Для этого существуют  специальные языки программирования. Алгоритм, записанный на языке программирования, называется программой.

 

§3.  Среда языка программирования  Pascal ABC 

3.1 Условный оператор 

    Условный  оператор имеет полную и краткую  формы.

    Полная  форма условного оператора выглядит следующим образом:

if условие  then оператор1

else оператор2

    В качестве условия указывается некоторое логическое выражение. Если условие оказывается истинным, то выполняется оператор1, в противном случае выполняется оператор2.

    Краткая форма условного оператора имеет  вид:

    if условие then оператор

    Если  условие оказывается истинным, то выполняется оператор, в противном случае происходит переход к следующему оператору программы.

    В случае конструкции вида

    if условие1 then

     if условие2 then оператор1

     else оператор2

    else всегда относится к ближайшему  предыдущему оператору if, для  которого ветка else еще не указана. Если в предыдущем примере требуется, чтобы else относилась к первому оператору if, то необходимо использовать составной оператор:

if условие1 then 
begin  
  if условие2 then оператор1 
end 
else оператор2  

3.2 Оператор выбора 

    Оператор  выбора выполняет одно действие из нескольких в зависимости от значения некоторого выражения, называемого переключателем. Он имеет следующий вид:

case переключатель  of 
  список выбора 1: оператор1; 
  ... 
  список выбора N: операторN; 
  else оператор0 
end;

    Переключатель представляет собой выражение порядкового типа (целого, символьного, перечислимого или интервального), а списки выбора содержат константы совместимого типа. Как и в операторе if, ветка else может отсутствовать.

    Оператор case работает следующим образом. Если в одном из списков выбора найдено текущее значение переключателя, то выполняется оператор, соответствующий данному списку. Если же значение переключателя не найдено ни в одном списке, то выполняется оператор по ветке else или, если ветка else отсутствует, оператор case не выполняет никаких действий.

    Список  выбора состоит либо из одной константы, либо из диапазона значений вида a..b (константа a должна быть меньше константы b); можно также перечислить несколько  констант или диапазонов через запятую:

    case DayOfWeek of 
  1..5: writeln('Будний день'); 
  6,7: writeln('Выходной день'); 
end;

    Списки  выбора не должны пересекаться. Например, следующий фрагмент

    case i of 
  2,5: write(1); 
  4..6: write(2); 
end;

    приведет  к ошибке компиляции "Пересечение  диапазонов меток в операторе case". 

3.3 Оператор цикла for 

    Оператор  цикла for имеет одну из двух форм:

    for переменная:=начальное значение to конечное  значение do 
  оператор

    или

    for переменная:=начальное значение downto конечное значение do 
  оператор

    Текст от слова for до слова do включительно называется заголовком цикла, а оператор после do - телом цикла. Переменная после слова for называется параметром цикла. Для первой формы цикла с ключевым словом to параметр цикла меняется от начального значения до конечного значения, увеличиваясь всякий раз на единицу, а для второй формы ключевым словом downto - уменьшаясь на единицу. Для каждого значения переменной-параметра выполняется тело цикла. Однократное повторение тела цикла называется итерацией цикла.

    Значение параметра цикла после завершения цикла считается неопределенным.

    Если  для цикла for ... to начальное значение переменной цикла больше конечного  значения или для цикла  for ... downto начальное значение переменной цикла меньше конечного значения, то тело цикла не выполнится ни разу.

    Если  цикл используется в процедуре или  функции, то переменная-параметр цикла  должна быть описана как локальная.

    Тело  цикла for в Pascal ABC не может быть пустым. Это сделано для защиты от часто  встречающейся у начинающих ошибки ставить после do точку с запятой.