Учебно-методическое обеспечение


Учебно-методическое обеспечение

Формирование алгоритмического мышления и умений использовать программное обеспечение для создания новых программных продуктов, решение задач пользователя — составляющая информационной культуры современного студента.

Целью изучения дисциплины «Программирование методике обучения» является ознакомление студентов с основными принципами технологии программирования и овладения основами языков программирования, методами проектирования и создания программ по современным технологиям программирования, формирование фундаментальной теоретической базы, выработки практических навыков сознательного и рационального использования компьютеров в повседневной практической деятельности, формирование и развитие пространственного мышления, является одним из важных показателей интеллектуального развития.

Основными задачами изучения дисциплины «Программирование с методикой обучения» являются:

  • ознакомление с идеологией разработки программ средствами программирование;
  • ознакомления со средой разработки программ средствами программирование;
  • сообщения традиционных навыков программирования с новыми средствами;
  • освоения основных средств создания программ средствами визуального объектного программирования.

В результате изучения курса студенты должны приобрести базовые знания, на основе которых в рамках дисциплин педагогического и психологического циклов, изучаемых в следующих семестрам, будут формироваться такие умения и навыки работы с информацией с помощью компьютера и информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), которые позволяют в дальнейшем всесторонне, осознанно и эффективно использовать компьютер и средства ИКТ в своей профессиональной деятельности.

Предлагаемый учебно-методическое пособие содержит материалы лекций, разработки практических занятий, материалы для организации самостоятельной внеаудиторной работы студентов, перечень вопросов для подготовки к модульным контрольным работам и семестрового экзамена по дисциплине «Программирование методике обучения». Материалы, представленные в пособии, будут полезны студентам педагогических колледжей, которые получают образование по специальности 5.01010201 «Начальное образование» с дополнительной квалификацией «Учитель информатики в начальной школе ».

 

содержание

Предисловие 1

Тематический план по дисциплине «Программирование методике обучения» (И семестр) 5

Лекция. Понятие о системах счисления. Позиционные и непозиционные системы исчисления 7

Практическая работа. Позиционные и непозиционные системы счисления. Трансляция чисел с

одной системы счисления в другую 11

Лекция. Методы усреднения. действия над двоичными числами 13

Практическая работа. Операции над числами в двоичной системе исчисление 17

Лекция. Логические величины и логические операции: конъюнкция, дизъюнкция, импликация, возражения 18

Практическая работа. Построение таблиц истинности. формулы алгебры высказываний 22

Лекция. Основы алгоритмизации. свойства алгоритмов. Блок-схема 23

Практическая работа. Основные способы записи алгоритмов 28

Лекция. Основные этапы решения задачи с использованием ЭВМ. понятие программы.Язык программирования Паскаль. Понятие об интерпретации и компиляцию

программы 30

Лекция.  Ознакомление со средой программирования Turbo Pascal.  Редактирование текста 34

Практическая работа. Работа в среде программирования. Запуск программ на

выполнение 37

Практическая работа. Описание программ по правилам языка программирования 47

Лекция. Понятие оператора: операторы ввода-вывода, присвоение 49

Практическая работа. Понятие оператора: операторы ввода-вывода, присвоення..52 Практическая работа.Создание и реализация линейных программ 54

Материалы для организации самостоятельной внеаудиторной работы студентов 58

Перечень вопросов для подготовки к Модульных контрольных работ 68

Материалы для организации индивидуальной работы студентов 69

Рекомендуемая литература 70

Тематический план по дисциплине «Программирование методике обучения» (I семестр)

 

№ занятия Тема занятия Кол-во часов. Тип занятия
Содержательный модуль 1. Системы счисления. Математические основы работы компьютера
1

2

Понятие о системах счисления.              Позиционные и непозиционные системы счисления 2 л
3

4

Позиционные и непозиционные системы счисления.Трансляция чисел из одной системы счисления в другую 2 пр
5

6

Методы усреднения. Действия над двоичными числами 2 л
СРС Системы счисления.              Трансляция чисел из одной системы счисления в другую 2 сам. раб
7

8

Операции над числами в двоичной системе счисления 2 пр
СРС Операции над числами в двоичной системе счисления 2 сам. раб
9

10

Логические величины и логические операции: конъюнкция, дизъюнкция, импликация, отрицание 2 л
11

12

Построение таблиц истинности. Формулы алгебры высказываний 2 пр
СРС Элементы алгебры логики 2 сам. раб
13

14

Основы алгоритмизации. Свойства алгоритмов. Блок-схема 2 л
15

16

Основные способы записи алгоритмов 2 пр
17

18

Модульная контрольная работа 2  
Содержательный модуль 2.   основы языка программирования Паскаль и методология программирования
 

19

20

Основные этапы решения задачи с использованием ЭВМ. Понятие программы. Язык программирования Паскаль.Понятие об интерпретации и компиляцию программ  

2

 

л

21

22

Ознакомление со средой программирования Turbo Pascal.редактирование текста 2 л
23

24

Работа в среде программирования.              Запуск программ на выполнения 2 пр

 

№ занятия Тема занятия Кол-во часов. Тип занятия
 

СРС

 

Работа в среде программирования

 

2

 

сам. раб

25

26

Язык программирования Паскаль: алфавит, синтаксис 2 л
27

28

Описание программ по правилам языка программирования 2 пр
СРС Типы данных и выражений в ТР, операторы языка Рascal 2 сам. раб
29

30

Понятие оператора: операторы ввода-вывода, присвоение 2 л
31

32

Создание и реализация программ на ввод и вывод данных 2 пр
СРС Операторы ввода-вывода, присвоение 2 сам. раб
33

34

Создание и реализация линейных программ 2 пр
35

36

Модульная контрольная работа 2  
ИРС Основы языка программирования Паскаль и методология программирования 6 и все. раб

Лекция. Понятие о системах счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления

Цель, задачи лекции: ознакомление с понятием системы счисления, видами систем счисления: позиционной и непозиционной; изучение правил перевода чисел из одной системы счисления в другую.

План и организационная структура лекции:

1. Система счисления: основные понятия.

2. позиционная система исчисления.

3. непозиционной система исчисления.

4. Правила перевода из десятичной системы счисления в заданную.

5. Правила перевода из заданной системы счисления в десятичную.

Содержание лекционного материала:

Системы счисления. Основные понятия

Десять пальцев рук это первое устройство для счета, которым человек пользуется с доисторических времен.Число 10 стало основой десятичной системы счисления.

Система счисления это алфавит системы и правила образования чисел и действий с

ними.

Алфавит системы счисления это все цифры, с помощью которых образуются

числа определенной системы счисления. Алфавит десятичной системы счисления состоит из десяти цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

В разные исторические периоды пользовались различными системами счисления, которые были отличными от десятичной. Например, происхождение двенадцатеричная системы связывают со счетом на четырех пальцах, которые имеют 12 фаланг. К нам эта система пришла в словах:

дюжина — 12

гросс — дюжина дюжин — 12 12 = 144 = 12 2

масса — дюжина Гросу — 12 12 12 = 1728 = 12 3 Например, это используется в мерах длины, денежных единицах: 1 фут = 12 дюймов, 1 шиллинг = 12 песо.

Задача. В городке проживало 3 массы и 4 Гросу людей. Какая это количество людей в десятичной системе счисления?

решение: 3 массы и 4 Гросу = 3 12 марта +4 12 2 = 5184 + 576 = 5760.ответ: В городке проживало 5760 человек.

Задача. Два месяца. Сколько это примерно декад? решение:   Обозначим количество декад х.

1 месяц 30 дней, 1 декада = 10 дней. 2 месяца 60 дней. х = 60/10 = 6.

ответ: Два месяца это примерно 6 декад.

Позиционные и непозиционные системы счисления

Системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.

В позиционной системе счисления значение цифры зависит от позиции, которую цифра занимает в изображении числа.В целых числах позиции нумеруются справа налево

 

начиная с нуля.

5842

3 2 1 0

Например, в числе 5842 последняя цифра 2 находится в нулевой позиции и означает количество единиц; предпоследняя цифра 4 находится в первой позиции и означает количество десятков и т.д.

Следовательно, число 5842 можно записать в виде такой суммы 5 1000 + 8 100 + 4 10 + 2 1 = 5 10 3+ 8 10 2 + 4 10 1 + 2 10 0.

Чтобы обозначить, что число относится именно к десятичной системы счисления, пишут (5842) 10.Число 10 является основой десятичной системы счисления.

Представим, что у человека не по 5, а по 4 пальца на каждой руке. Тогда, очевидно, у нас возникла восьмеричная система счисления. То есть, алфавит такой системы будет состоять из цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Число 8 будет основой восьмеричной системы счисления.

Соответствие между восьмеричной и десятичной системами исчисления такова:

 

восьмеричная 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20 100 144 1000 1750
десятичная 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 64 100 512 1000

(20) 8 = (16) 10 ; (100) 8 = (64) 10 ; (1000) 8 = (512) 10; (144) 8 = (100) 10 ; (1750) 8 = (100) 10 .

Очевидно, что может существовать не только восьмеричная система счисления, но и другие, например двадцяткова, шестнадцатеричная, двоичная. Например, алфавит шестнадцатеричной системы: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, E, F.

Соответствие между шестнадцатеричным и десятичной системами исчисления такова:

 

шестнадцатеричная 1 2 3 4 5 6 7 8 9 А В С D Е F
десятичная 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Непозиционной система счисления

В непозиционной системе счисления значение цифры не зависит от позиции, в которой она размещена в данном числе. Примером такой системы является римская.

Алфавит римской системы счисления:

I — один, V — пять, X — десять, L — пятьдесят, C — сто, D — пятьсот, M — тысяча.

Произвольное число образуют, комбинируя цифры алфавита. Чтобы вычислить десятичное значение римского числа, нужно добавить значение всех римских цифр. Цифры в римском числе размещены, как обычно, в порядке убывания их значений.

Однако есть исключение: если меньшая цифра стоит перед большей, тогда от большего числа вычитают меньше. Перед большей цифрой может быть только одна меньшая цифра. Допустимы такие комбинации:

CM = 900, CD = 400, XD = 90, XL = 40, IX = 9, IV = 4.

примеры:

XX = 10 + 10 = 20

LVIII = 50 + 5 + 3 = 58

XCIV = 90 + 4 = 94

XLIX = 40 + 9 = 49

Примечание: IL — недопустима комбинация.

Перевод чисел () р → () 10

Известно, что (125) 10 = (7D) 16.Как же осуществлять переход с определенной системы счисления в десятичную и наоборот?

Для этого необходимо абстрагировать систему счисления, отличная от десятичной, то есть подать ее в общем виде. Такой обобщенной системой является система счисления с основанием р.Алфавит такой системы: 0, 1, …, р-1.

Например, основа пятеричная системы счисления — р = 5.Алфавит этой системы: 0, 1, … 5-1, то есть: 0, 1, 2, 3, 4.

Переход числа из системы с основанием счисления г. в десятичную осуществляется по следующей формуле:

(А а а … АAА) р = г. k + а г. k-1 + а г. k-2 + … + a p 2 + a p 1 + a p 0) 10

Ранее мы записали, что (144) 8 = (100) 10 .Давайте проверим: (144) 8 = 1 8 2+ 4 8 1 + 4 8 0 = 1 64 + 4 8 + 4 1 = 64 + 32 + 4 = (100) 10

2 1 0

Итак, для того, чтобы перевести целое число из системы, имеет основание г., в десятичную систему счисления, нужно:

1. Проставить под цифрами данного числа справа налево номер позиции начиная с 0.

2. а) цифру старшего разряда числа с основанием р (пусть это а) записать после знака равна;

б) поставить знак умножения; в) записать г;

г) над числом г. поставить степень — номер позиции записанной цифры а; д) поставить знак плюс.

3. Выполнить пункт 2 для цифры младшего разряда.

4. Выполнять пункт 2, пока не дойдем до цифры, позиция которой 0.

5. Выполнить вычисления, записать число, поставить основу 10. Задача. Перевести пятеричная число (2413) 5 в десятичное. Решение. (2413) 5 = 2 5 3 + 4 5 2 + 1 5 1 + 3 5 0 = 250 + 100 + 8 = (358) 10 Задача. Перевести шестнадцатеричное число (7D) 16 в десятичное. Решение. (7D) 16 = 7 16 января +13 16 0 = 112 + 13 = (125) 10

Перевод чисел () 10 → () р

Для того, чтобы перевести целое число из десятичной системы в систему с основанием

г., необходимо:

1. Десятичное число разделить на г..

2. Определить остаток и долю.

3. Если доля меньше р, то выполнить пункт 6, если доля больше от р, то выполнить пункт 4.

4. Рассмотреть долю как новое число.

5. Выполнить пункты 1, 2, 3.

6. прочитать результат.

Результат — это последовательность цифр, состоящий из последней доли и всех остаток, начиная от последней.

Например:

 

5 февраля 5 8   3 1 8   2 5 5 8  
2 апреля   3 1 2 4 3   2 4   3 1 8
1 5       7       1 5 2 4 3
  8                 8   7  
  7                 7      

(255) 10 = (377) 8

Выполняем проверку: (377) 8 = 3 8 2 + 7 8 1 + 7 8 0 = 192 + 56 + 7 = (255) 10.

Задача. Перевести десятичное число (415) 10 в двоичное.

решение:

 

1 апреля 5

4

2

2

 

0 7

 

2

   
  1 5 2     1 3 2              
  1 4   7 1   5 1 2          
    1     6     3 4   2 5 2      
          1     2 1 1 2   1 2 2  
1 1   1 апреля 2 6 2  
    1   1 6 3 2
            2 1
              1  

(415) 10 = (110011111) 2

Выполняем проверку:

(100011111) 2 = 1 2 8 + 1 2 7 + 0 2 Июнь +0 2 5 + 1 2 4 + 1 2 3 + 1 2 2 +1 2 1 + 1 2 0 = 256 + 128 + 0 + 0 + 16

+ 8 + 4 + 2 + 1 = (415) 10 .

 

Практическая работа.              Позиционные и непозиционные системы счисления.Трансляция чисел из одной системы счисления в другую

Цель: формирование навыков перевода чисел из одной системы счисления в другую.

Задания:

студенты должны знать: понятие системы счисления; позиционные и непозиционные системы счисления;

студенты должны уметь: выполнять перевода чисел из одной системы счисления в другую: из десятичной в римскую и наоборот, с заданной системы счисления в десятичную и наоборот.

Оборудование: доска, тетрадь.ход выполнения:

Осуществить перевод:

 

В-1 В-2
1. (363) 10 (…) рифм; 1. (456) 10 (…) рифм;
(824) 10 (…) рифм; (2113) 10 (…) рифм;
(513) 10 (…) рифм. (809) 10 (…) рифм.
2.              (1022) 3 (…) 10 2.              (1201) 3 (…) 10
(2А74,12) 11 (…) 10 (37А3,12) 11 (…) 10
(2АВ7,15) 15 (…) 10 (В04, А1) 15 (…) 10
(245,56) 8 (…) 10 (413,24) 8 (…) 10
(110010,11) 2 (…) 10 101101,11) 2 (…) 10
(15,024) 6 (…) 10 (23,055) 6 (…) 10
3.              (29) 10 (…) 2 3.              (31) 10 (…) 2
(0,38) 10 (…) 2 (0,76) 10 (…) 2
(401) 10 (…) 12 (503) 10 (…) 12
(267,19) 10 (…) 5 (354,82) 10 (…) 5
В-3 В-4
1. (512) 10 (…) рифм; 1. (386) 10 (…) рифм;
(3015) 10 (…) рифм; (2803) 10 (…) рифм;
(916) 10 (…) рифм. (472) 10 (…) рифм.
2.              (1102) 3 (…) 10 2.  (2011) 3 (…) 10
42А15,26) 11 (…) 10 23А14,62) 11 (…) 10
2В16, A4) 15 (…) 10 12А5, В7) 15 (…) 10
(627,23) 8 (…) 10 (574,73) 8 (…) 10
101001,01) 2 (…) 10 110001,11) 2 (…) 10
(42, 035) 6 (…) 10 (35,024) 6 (…) 10
3.              (42) 10 (…) 2 3.  (25) 10 (…) 2
(0,89) 10 (…) 2 (0,98) 10 (…) 2
(324) 10 (…) 12 (567) 10 (…) 12
(267,93) 10 (…) 5 (315,29) 10 (…) 5

Тренировочные упражнения (перевод в римскую сч и наоборот):

 

десятичная сч Римская сч десятичная сч Римская сч
345 CCCXLV 617 DCXVII
789 DCCLXXXIX 2458 MMCDLVIII
1987 MCMLXXXVII 145 CXLV
1238 MCCXXXVIII 784 DCCLXXXIV
1817 MDCCCXVII 1613 MDCXIII
3484 MMMCDLXXXIV 484 CDLXXXIV
784 DCCLXXXIV 569 DLXIX
345 CCCXLV 139 CXXXIX
173 CLXXIII 469 CDLXIX
2098 MMXCVIII 944 CMXLIV
374 CCCLXXIV 806 DCCCVI
667 DCLXVII 274 CCLXXIV
1775 MDCCLXXV    

Контрольные вопросы:

1. Система счисления: основные понятия.

2. позиционная система исчисления.

3. непозиционной система исчисления.

4. Правила перевода из десятичной системы счисления в заданную.

5. Правила перевода из заданной системы счисления в десятичную.

 

Лекция. Методы усреднения. Действия над двоичными числами

Цель, задачи лекции: ознакомление с возможностями перевода чисел из одной системы счисления в другую через опосредование в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления; изучение правил выполнения вычислений в двоичной системе счисления.

План и организационная структура лекции:

1. Перевод из двоичной системы счисления в десятичную через опосредование в восьмеричной системе исчисления.

2. Перевод из десятичной системы счисления в двоичную через опосредование в восьмеричной системе исчисления.

3. Действия над двоичными числами.

Содержание лекционного материала:

На практике мы увидели, что переход типа () 10 () 2 и наоборот () 10 () 2 требуют громоздких вычислений.

Перевод, в которых число одной системы счисления с определенной основой переводится в число другой системы счисления с другой основой, называется прямым или непосредственным () n () m и наоборот () m ( ) N.

Косвенным или косвенным переводом называется такой перевод, когда () n () s, а затем () s () m и наоборот () m () s, а затем () s ( ) N.

Чаще всего опосредования проводится в двух системах:

1) опосредования в восьмеричной системе счисления;

2) опосредования в шестнадцатеричной системе исчисления.

Для опосредованного перевода нам нужно знать таблицу триад — таблица соответствия восьмеричных цифр и групп двоичных цифр:

В этой таблице для восьмеричных цифр 0, 1, 2, 3 в соответствующих группах двоичных цифр спереди дописаны нули, которые отвергать нельзя.

Для опосредования перевода нам нужно знать таблицу соответствия

 

восьмеричные цифры 1 2 3 4 5 6 7
группа двоичных цифр 000 001 010 011 100 101 110 111

шестнадцатеричных цифр и групп двоичных цифр:

 

шестнадцатеричные цифры 1 2 3 4 5 6 7
группа двоичных цифр 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
шестнадцатеричные цифры 8 9 A B C D E F
группа двоичных цифр 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

В этой таблице для шестнадцатеричных цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 в соответствующих группах двоичных цифр спереди дописаны нули, которые отбрасывать можно.

Перевод из двоичной системы счисления в десятичную через опосредование в восьмеричной системе счисления

И. Переводим число из двоичной системы счисления в восьмеричную:

а) разбить запись двоичного числа справа налево по 3 цифры; б) дополнить слева нулями до 3 цифр крайний левый запись;

в) каждую группу из 3 двоичных цифр заменить соответствующей восьмеричной цифрой.

г) записать результат () 2 () 8.

ИИ. Переводим число с восьмеричной системы счисления в десятичную по правилу перехода

() Г. () 10.

Задача. Перевести (1011001100111) 2 в десятичную систему счисления через опосредование в восьмеричной.

решение:

1) 001/011/001/100/111) 2 = (13147 ) 8

2) (13148) 8 = 1 8 4 + 3 8 3 + 1 8 2 + 4 8 1 + 7 8 0 = 4096 + 1536 + 64 + 32 + 7 = (5735) 10

Ответ: (1011001100111) 2 = (5735) 10

Задача.               Перевести (11001001001000) 2 в десятичную систему счисления через опосредование в восьмеричной.

решение:

1) (011/001/001/001/000) 2 = ( 31110) 8

2) (31110) 8 = 3 8 4 + 1 8 3 + 1 8 2 + 1 8 1 + 0 8 0 = 12288 + 512 + 64 + 8 + 0 = (12872) 10

Ответ: (11001001001000) 2 = (12872) 10

Перевод из десятичной системы счисления в двоичную через опосредование в восьмеричной системе счисления

И. Переводим число из десятичной системы счисления в восьмеричную по правилу перехода () 10 () р.

ИИ. Переводим число с восьмеричной системы счисления в двоичную:

а) заменить каждую цифру восьмеричного числа на соответствующую группу двоичных цифр;

б) если слева (то есть спереди) появились нули, то их можно отбросить (нули в конце числа отвергать нельзя)

в) записать результат () 8 () 2.

Задача. Перевести (3521) 10 в двоичную систему счисления через опесередкування в восьмеричной.

решение:

1)

 

 

 

 

 

 

(3521) 10 = (6701) 8

2) (6701) 8 = ( 110/111/000/001) 2

Ответ: (3521) 10 = (110111000001) 2

Алгоритм перевода чисел из двоичной системы счисления в десятичную через опосредование в шестнадцатеричной системе счисления и алгоритм перевода чисел из

 

десятичной системы счисления в двоичную через опосредование в шестнадцатеричной системе счисления аналогичные выше рассмотренным алгоритмам.

Задания:

1.Перевести (111000100110011) 2, (100111100101100) 2 в десятичную систему счисления через опосредование:

а) в восьмеричной; б) в шестнадцатеричной системе исчисления.

2. Перевести (7328) 10, (9517) 10 в двоичную систему счисления через опосредование а) в восьмеричной б) в шестнадцатеричной системах исчисления.

Действия над двоичными числами

При выполнении действия сложения и умножения используют таблицы сложения и умножения двоичных чисел:

 

 

Помните, что (1) 2 = (1) 10, но (10) 2 = (2) 10.

То есть сообщение 1 + 1 = 10 означает, что в нулевом разряде результата пишем цифру ноль, а единицу переносим в старший разряд.

примеры:

1) 1 1 0 1 0 1 2)

+

1 1 0 0 1 1 марта)

+

1 1 1 1

+

 

 

 

 

 

 

 

4) 1 0 1 1 мая)

*

1 1 0 1 1 6) 1 1 1 1

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следует быть очень внимательными при переходе через разряд. Нужно помнить следующее:

1 + 1 = 10

1 + 1 + 1 = 10 + 1 = 11

1 + 1 + 1 + 1 = 10 + 10 = 100

1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 10 + 10 + 1 = 101

1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 10 + 10 + 10 = 110

1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 10 + 10 + 10 + 1 = 111 и т.д.

Анализируя примеры умножения двух чисел в двоичной системе счисления, можно

утверждать, что операция умножения сводится к поэтапному добавления множимого. При выполнении действия вычитания используют таблицу вычитания двоичных

цифр:

примеры:

 

 

 

1) 1 0 0 1 1 1 0 1 2)

1 0 0 0 3)

1 0 1 0 1

 

 

 

 

Деление двоичных чисел

Деление двоичных чисел в столбик выполняется аналогично, как и в десятичной системе счисления.

примеры:

1) 1 1 1 1 0

1 0 1

1 0 1

2) 1 0 0 1 1 1

1 1 0 1

1 января 1

1 0 1 января 1 0

 

 

 

 

Выполняем проверку:

1)

1 1 0

1 1 0

* *

Практическая работа.              Операции над числами в двоичной системе счисления

Цель: формирование навыков выполнения действий с двоичными числами.

Задания:

студенты должны знать: понятие системы счисления; позиционные и непозиционные системы счисления; правила выполнения вычислений в двоичной системе счисления;

студенты должны уметь: выполнять арифметические действия над двоичными числами.

Оборудование: доска, тетрадь.ход выполнения:

Выполнить арифметические действия в двоичной системе счисления:

В-1

а) 100101 + 111101

б) 1100010111 + 10011

в) 10011 * 110

г) 110101 — 101101

д) 100011: 101

 

а) 1011011 + 1111011

б) 110010100 +1110

в) 10011 * 111

г) 1101011 — 10111

д) 100111: 111

 

а) 1001011 + 1111011

б) 1001110111 +1111

в) 10011 * 101

г) 1101011 — 1011010

д) 101010: 110

Контрольные вопросы:

 

 

 

 

 

В-2

 

 

 

 

 

 

В-3

1. Таблицы сложения и вычитания двоичных чисел.

2. умножение двоичных чисел.

3. деление двоичных цифр

Лекция. Логические величины и логические операции: конъюнкция, дизъюнкция, импликация, отрицание

Цель, задачи лекции: ознакомить студентов с понятием математической логики, алгебры высказываний, изучить основные логические операции и действия над ними, формулы алгебры высказываний, основные правила построения таблиц истинности, ввести понятие эквивалентных высказываний, изучить основные свойства логических операций.

План и организационная структура лекции:

1. Основные понятия математической логики.

2. логические операции.

3. формулы алгебры высказываний.

4. таблицы истинности.

Содержание лекционного материала:

Математическая логика — наука о законах человеческого мышления.

Математическая логика — это раздел математики, в котором законы мышления, в частности в математике, исследуются математическими методами.

Идея построения логики на основе математических законов принадлежит немецкому ученому Лейбницу. Он считал, что основные понятия логики надо обозначать символами, которые соединяются между собой по определенным правилам, и это даст возможность высказывания заменить вычислениями.

Например, запишем утверждение: «Все люди — смертны»: Все S есть Р

«Сократ — человек»: Х является S

Вывод: «Сократ — смертен»: Х есть P

Идею Лейбница продолжил немецкий математик Джордж Буль (1815-1864), который построил в 1847 году алгебру высказываний, в которой использовались математические методы.

Наряду с термином «алгебра логики» употребляют термины «алгебра Буля» и

«Алгебра высказываний».

Итак, алгебру логики образуют высказывания и логические операции над ними.

Выражением называется повествовательное предложение, которое утверждает определенную законченную мысль; по поводу утверждения можем сказать, истинное оно или ложно.Если высказывания соответствует действительности, то оно является истинным.Если же высказывания не соответствует действительности, то оно является ложным.

Например, выражение «4 — четное число» истинное;

«2 — простое число» истинное

«27 — простое число» ошибочно.

Высказывание должно удовлетворять 2 условиям ::

a) оно не может быть истинным и ложным одновременно — закон противоречия;

b) высказывание является обязательно истинным или ложным — закон исключения третьего.

Высказывание называется простым (элементарным), если любая его часть не является выражением.Сложные высказывания строят из простых с помощью простых связь «и», «или», «если … то», «тогда и только тогда», «нет» и др.

Простые высказывания будем обозначать большими латинскими буквами А, В, С, …, А1, А2, ..

Есть только две логические стали: 0 (ложь) и 1 (истинность).

 

Если высказывания, обозначенное буквой А, является истинным, то пишут А = 1. Если высказывания, обозначенное буквой В, является ложным, то пишут В = 0.

Логические операции (логические связи, с помощью которых из простых высказываний получаются сложные): конъюнкция, дизъюнкция, импликация, эквивалентность, отрицание.

Конъюнкцией высказываний. (&, Λ «и») P и Q называется сложное высказывание, которое сказывается PΛQ (читается «Р и Q» или «конъюнкция Р и Q»), которое истинное тогда и только тогда, когда Р и Q истинные и ложное во всех других случаях.

Зависимость истинности можно описать в виде таблицы истинности:

Р Q PΛQ
1
1
1 1 1

Дизъюнкцией высказываний (V, +, «или») Р и Q называется сложное высказывание, которое сказывается PVQ (читается «Р или Q» или «дизъюнкция Р и Q»), которое ложное тогда и только тогда, когда Р и Q ложные одновременно.

Р Q PVQ
1 1
1 1
1 1 1

Импликацией высказываний ( «если … то») Р и Q называется сложное высказывание, которое сказывается P Q (читается «Р имплицирует Q»), которое ложное тогда, когда Р — истинное и Q ложное и истинное во всех других случаях.

Р Q P Q
1
1 1
1
1 1 1

 

Например: «если число N нацело делится на 6, то число N нацело делится на

3 »

Эквивалентностью высказываний (, «тогда и только тогда», «необходимо и достаточно»)

Р и Q называется сложное высказывание, которое сказывается PQ (читается «Р эквивалентно Q»), которое истинное тогда и только тогда, когда Р и Q — истинные или ложные одновременно.

Р Q P Q
1
1
1
1 1 1

Отрицанием высказываний (¯, «нет») Р называется сложное высказывание, которое

сказывается истинное.

(Читается «не Р»), которое истинно, когда Р ложное и ошибочное, когда Р —

 

 

 

Пример.Мама сказала дочери: «Если ты сделала все уроки и убрала в квартире, то можешь пойти погулять».

Этот сложный выражение состоит из трех простых. Два первых простых указывают на условие, а третий — на следствие. Обозначим высказывания (логические переменные) большими латинскими буквами:

1) сделала уроки — А;

2) убрала в квартире — В;

3) можно идти гулять — С.

Составляют таблицу истинности логической операции И (конъюнкция).

Х Y X Y
1
1
1 1 1

Пример. Мама сказала дочери: «Для того, чтобы пойти гулять, тебе сначала надо подмести двор или помыть посуду».

Этот сложный выражение состоит из трех простых. Первый простое выражение указывает на следствие, а второй и третий условия, одну из которых нужно выполнить. Обозначим высказывания (логические переменные) большими латинскими буквами:

1) можно идти гулять — С;

2) подмела двор — А;

3) помыла посуду — В.

Составляют таблицу истинности логической операции ИЛИ (дизъюнкция).

Х Y X Y
1 1
1 1
1 1 1

Истинность сложных высказываний зависит от истинности простых и от структуры высказывания.

Например, истинность высказываний РV (QR) и (PVQ) R зависит от набора пропозициональных переменных и от последовательности выполнения операций.

Задача: Построить таблицу истинности: a) (   Q) V (           )

b) PV ( ΛQ)

Формула алгебры высказываний — это последовательность символов, построенных по определенным правилам, которая задает структуру сложного высказывания.

Например: Р (Q ) Является формулой, а Р Q     R НЕ есть формулой.По аналогии в алгебре:

(А + в) * с — правильно; а + — в — неправильно.

Для упрощения формул алгебры высказываний примем такие согласования:

 

1) внешние скобки, в которые берется формула, можно не писать;

2) знак отрицания можно писать над формулой, в которой относится

отрицание; и саму формулу в скобки можно не брать;

 

3) для уменьшения количества скобок примем такой приоритет операций:

, , ,,.

Задача: построить таблицу истинности: ( Q)

Типы формул:

(

1. Формула, на всех наборах значений пропозициональных переменных, которые в нее входят, принимает значение истинно, наз. тавтологией или тождественно истинной формуле: ╞ α.

2. Формула, на всех наборах значений пропозициональных переменных принимает значение ложно, наз. противоречием, или тождественно ложной формулой.

Ф-ли ,   наз. равносильными, если на всех наборах пропозициональных переменных,

которые входят в эти формулы, эти формулы принимают одинаковые значения. записывается:

 

Практическая работа. Построение таблиц истинности. Формулы алгебры высказываний

цель: формировать у студентов навыки построений таблиц истинности; умение использовать свойства формул алгебры высказываний.

Задания:

студенты должны знать: логические операции; формулы алгебры высказываний;

студенты должны уметь: выполнять построение таблиц истинности логических выражений.

Оборудование: доска, тетрадь.Ход выполнения:

В-1

1. Построить таблицу истинности для формулы ( Q) V (P ΛQ).

2.

Используя построение таблиц истинности, довести закон де Моргана:

P Q P Q

3. Докажите эквивалентность высказывания, упростив выражение:

 

А Ā Ū Ū = U. Проверьте это, построив таблицы истинности.

В-2

1. Построить таблицу истинности для формулы (   Q) ΛP Q

2.

Используя построение таблиц истинности, довести закон де Моргана:

P Q P Q

3. Докажите эквивалентность высказывания, упростив выражение: А Ā Ū Ū = U. Проверьте это, построив таблицы истинности.

Контрольные вопросы:

1. Основные понятия математической логики.

2. Логические операции, их виды.

3. формулы алгебры высказываний.

4. Таблицы истинности логических операций.

5. виды логических элементов.

 

Лекция. Основы алгоритмизации. Свойства алгоритмов. Блок-схема

Цель, задачи лекции: сформировать понятие об алгоритме, его свойства и способы подачи; научить распознавать алгоритмы вокруг себя; формировать умение различать правильно и неправильно сформулированы алгоритмы; дать понятие о базовых структур алгоритмов; научить распознавать базовые структуры в предложенных алгоритмах, строить основных типа блок-схем, учить использовать указание разветвления и цикла в стандартных условиях.

План и организационная структура лекции:

1. понятие алгоритма.

2. свойства алгоритмов.

3. способы записи алгоритмов.

4. базовые структуры алгоритмов.

Содержание лекционного материала:

Алгоритм — четко определена последовательность действий, направленных на достижение поставленной цели или решения задач определенного типа.

Пример: Вычислить

360 5

92 32

Алгоритм: чтобы решить данную задачу, необходимо выполнить следующие действия:

1. Выполнить вычитание 92-32 и запомнить результат (60).

2. Выполнить деления 360: 60 и запомнить результат (6).

3. Выполнить вычитание 6 — 5 и записать результат (1).

Каждый человек уже с семи лет точно пользуется методами, не зная об этом. План дня — это и есть алгоритм.

Базовые структуры (конструкции, вида) алгоритмов:

1. Следования (линейный алгоритм) команды выполняются последовательно одна за другой.

2. Разветвления или выбор (есть условие «Если») указание выполнить одну из двух команд в зависимости от того, или выполняется условие или нет.

Например, алгоритм перехода через дорогу:

1. Посмотреть налево.

2. Если нет препятствия, то выполнить пункт 8, иначе — пункт 3.

3. пропустить автомобили

4. Перейти дорогу к середины

5. Посмотреть направо

6. Если нет препятствия то выполнить пункт 8 иначе пункт 7

7. пропустить автомобили

8. Завершить переход через дорогу.

3. Повторение или цикл — многократное повторение одних и тех же действий (алгоритм ходьбы, езды на велосипеде).

4. смешанные алгоритмы.

Каждый алгоритм можно представить в виде комбинации трех базовых алгоритмических структур.

Свойства алгоритмов:

1. Понятность в алгоритме используются только допустимые команды, те, которые понимает исполнитель.

2. Конечности — алгоритм должен завершаться за определенное количество операций.

3. Результативность — алгоритм должен привести к определенному результату (даже и в неправильного).

4. Формальность — исполнитель должен получить результат, не вникая в его суть.

5. Определенность — любой алгоритм должен быть описан так, чтобы при его расшифровке или исполнении не возникло двусмысленности или неопределенности.

6. Массовость — алгоритм должен решать целый класс задач (пример — алгоритм перехода улице).

Способы записи алгоритмов:

1. Словесный.

2. С помощью учебной алгоритмического языка (НАМ).

Эти языки имеют четко определенный синтаксис и максимально приближены к машинного языка (языка программирования). Но созданы они с учебной целью, поэтому имеют понятный для людей вид. Таких псевдокод сейчас существует великое множество, начиная с графических сред «Алгоритмика», «Роботландия», «Черепашка» и т.д. и заканчивая текстовыми «национальными» реализациями алгоритмических языков, подобных Паскалю. Эти псевдокод имеют программную реализацию и очень широко применяются на этапе обучения основам программирования.

3. С помощью определенного языка программирования (в виде программы)

На практике чаще всего исполнителем созданного человеком алгоритма является компьютер и поэтому алгоритм должен быть написан на языке, понятном для компьютера, то есть на языке программирования.

4. Графический (с помощью блок-схемы).

Графический способ представления алгоритмов был предложен в информатике для наглядности представления алгоритма с помощью набора специальных блоков. Основные из этих блоков таковы:

 

начало (конец) алгоритма

 

блок ввода-вывода данных

 

командный блок

 

блок условного перехода (разветвления)

 

 

 

Исполнитель алгоритма живое существо (человек или животное) или автоматическое устройство (робот, станок с программным управлением, электронная вычислительная машина и т.д.), способна действовать и действует согласно предоставленным алгоритму.

Система указаний исполнителя совокупность всех указаний, которые может выполнять данный исполнитель.

 

Самая в написании и исполнении первая из структур алгоритмов линейная.К ней относятся алгоритмы, состоящие только из простых команд. Простыми являются те команды, которые выполняются безусловно, то есть после первой команды выполняется вторая, затем третья и т.

Общий вид линейного алгоритма, представленный языке блок-схем, следующий:

. . .

 

Линейным можно назвать алгоритм утреннего сбора в школу:

проснуться;

сделать утренний туалет;

одеться;

позавтракать;

собрать вещи;

одеть верхней одежду,

обуться;

выйти к школы.

Гораздо чаще встречается второй тип алгоритма разветвленный.Этот алгоритм обязательно содержит в себе хотя бы одно условие (как правило, их гораздо больше), и выполняется он в зависимости от этого условия.

Условием называется такое предложение, на которое можно ответить «да» или «нет».Как правило, говорят, что в первом случае (когда мы ответили на предложение «да») условие является истинной, а во втором ошибочной.Исходя из этого, предложение «Какого цвета твой пиджак?» нельзя считать условием, а предложение «Твои волосы русые?» можно.

На языке блок-схем разветвленный алгоритм подается следующим образом:

 

полное разветвления Неполное разветвления

Полная форма указания разветвления выполняется так:

Если условие истинно, то выполняется указание 1, а затем указание, которая находится в программе после всей указания разветвления;

Если условие ошибочное, то выполняется указание 2, а затем указание, которая находится в программе после всей указания ветвления.

Сокращенная форма указания разветвления выполняется так:

Если условие истинно, то выполняется указание 1, а затем указание, которая находится в программе после всей указания разветвления;

Если условие ошибочное, то выполняется указание, которая находится в программе после указания ветвления.

Однако, даже имея в своем арсенале команду ветвления, трудно реализовать алгоритмы, требующие многократного повторения некоторой по- слидовности одинаковых действий. Такие алгоритмы называют циклическими.

В нашей жизни очень часто встречаются алгоритмы с повторениями, причем четко определяются два типа повторов. В одном случае мы четко знаем, сколько раз необходимо повторить заданную последовательность команд, а в другом нет.

В зависимости от того, знаем ли мы, сколько раз необходимо повторять какую-то последовательность команд, различают циклы со счетчиком (количество повторений известна заранее) и циклы с условием (цикл повторяется до тех пор, пока не выполнится какая условие).

Кроме того, в циклах с условием тоже можно выделить два разных случая:

цикл с предусловием сначала мы проверяем условие, а затем выполняем некоторую последовательность действий (да, мы сначала проверяем, вымыта пол в той классной комнате, где нам нужно чередовать, а потом начинаем уборка)

цикл с постусловием сначала мы выполняем хоть один раз необходимую последовательность действий, а затем проверяем, не достигшие желаемого результата (когда мы хотим пить, мы сначала делаем хотя бы глоток воды, а потом начинаем контролировать, не умерили мы свою жажду).

На языке блок-схем оба типа циклов выглядят следующим образом:

 

 

цикл с предпосылкой Цикл с постусловием

 

Чаще же всего в жизни мы используем смешанные алгоритмы, в которых сочетаются элементы линейных, разветвленных и циклических алгоритмов.

Практическая работа. Основные способы записи алгоритмов

Цель: формировать у студентов навыки построения основных типов блок-схем, использование указания разветвления и цикла при создании словесного описания алгоритма решения задачи и построения блок-схемы.

Задания:

студенты должны знать: понятие алгоритма, свойства алгоритмов, основные способы записи алгоритмов;

студенты должны уметь: использовать словесный и графический способ записи алгоритмов решения задачи.

Оборудование: доска, тетрадь.Ход выполнения:

В-1

1. Записать базовые структуры алгоритмов. Изобразить блок-схему полного и неполного ветвления.

2. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Вычислить длину гипотенузы и площадь прямоугольного треугольника по заданным двумя катетами.

3. Ввести любое значение х и вычислить значение сложной функции у, заданной формуле:

 

x 2 8,

y

если x 0,

4

5 ,

если x 0.

 

В-2

1. Записать свойства алгоритмов.              Изобразить основные блоки, используемые для построения блок-схемы алгоритма.

2. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Вычислить катет и площадь прямоугольного треугольника по заданным гипотенузой и вторым катетом.

3. Ввести любое значение х и вычислить значение сложной функции у, заданной формуле:

3 x 2 8,

y 4 x 3,

если если

x 5,

x 5.

 

 

В-3

1. Записать базовые структуры алгоритмов. Построить блок-схемы для цикла с предусловием и постусловием.

2. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Вычислить периметр и площадь треугольника по трем сторонам.

3. Ввести любое значение х и вычислить значение сложной функции у, заданной формуле:

x 8,

если x 3,

3 x 2 4,

если x 3.

 

Дополнительные задачи:

1. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Найти площадь трапеции по известным высоте и основаниями.

2. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Скорость света 299792 км / с. Какое расстояние преодолевает свет за час, сутки?

3. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Участок леса имеет форму равносторонней трапеции. Вычислить ее периметр и площадь по заданным сторонами.

4. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Ресторан закупает ежедневно масло т 1 кг по 50.50 грн. за килограмм, сметану т 2 кг по 8.40 грн., сливки т 3 кг по 12.10 грн.Определить суммы, необходимые для покупки отдельных продуктов, и общую сумму.

5. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Телефонные разговоры с тремя населенными пунктами стоят с 1, с 2, с 3 коп / мин.Разговоры продолжались t 1, t 2, t 3 мин соответственно.Какую сумму начислит компьютер к оплате за каждую и все разговоры?

6. Составить алгоритм решения задачи. Записать его в словесной и графической форме (с помощью блок-схемы)

Вычислить сторону и площадь S = d 2/2 квадрата, если известна его диагональ d.

Лекция. Основные этапы решения задачи с использованием ЭВМ. Понятие программы. Язык программирования Паскаль. Понятие об интерпретации и компиляцию программ

Цель, задачи лекции: ознакомить студентов с общей схемой поэтапного решения задач с использованием готового программного обеспечения (ПО) и с помощью программирования; ввести понятие модели, математической модели; ознакомить с понятием программы, языки программирования, системы программирования, компиляции, интерпретации.

План и организационная структура лекции:

1. Основные этапы решения задачи с использованием ЭВМ.

2. Понятие языка программирования, программы.

3. Классификация языков программирования.

4. система программирования.

Содержание лекционного материала:

Общая схема процесса поэтапного решения задач с использованием ЭВМ:

Первый этап — постановка задачи.

Описание входных данных и условий, формулировка цели задачи, описание ожидаемых результатов. При этом устанавливаются ограничения на возможные значения исходных данных и необходимых результатов.

Зачем накладывать ограничения на результаты? Например, вы получили в ответе отрицательный время. Итак, при решении допущена ошибка.

Второй этап — построение информационной модели.

Модель — это искусственно созданный человеком абстрактный или материальный образ реального объекта сохраняет типичные свойства оригинала, важные для решения определенной задачи.В модели используются только те свойства и закономерности поведения объектов, являющихся существенными для решения задачи.

Математические модели описывают объекты, процессы и явления с помощью математических соотношений, формул, уравнений (формулы физических законов, уравнения химических реакций).

Для построения модели следует:

— понять, в какой предметной области искать описания объектов, существующих в условии задачи;

— отобрать описания, существенные для решаемой задачи;

— из отобранных описаний построить единое описание, сочетающий необходимы в задачи результаты с исходными данными, то есть описание, которое обеспечивает решение поставленной задачи.

Третий этап — разработка алгоритма и его компьютерная реализация.Разработка алгоритма согласно выбранному методу решения задачи; определение необходимого прикладного программного обеспечения или разработка нового программного обеспечения (выбор языка программирования, написание, отладка и тестирование программы); выполнение программы с заданными входными данными.

Четвертый этап — анализ результатов.Анализ результатов, полученных на моделях и реальных объектах, для исправления ошибок и доработки разработанного алгоритма и программы, прошла тестирование на модели.

 

Работа по решению прикладной задачи с использованием компьютера проходит в несколько этапов, каждый из которых важен по-своему, и только правильное выполнение каждого из этапов приводит к решению задачи в целом. Перед выполнением любого проекта целесообразно смоделировать ход выполнения и спрогнозировать результаты работы. В этом может помочь построение информационной модели объекта-оригинала или явления (процесса), что исследуется. В большинстве случаев это позволяет быстро и с небольшими затратами рассчитать результаты выполнения масштабной реальной задачи.

программа упорядоченная последовательность действий для ЭВМ, выполнение которой реализует алгоритм решения любой задачи.

Основные составляющие программы логика, структуры данных и интерфейс.Логика определяет поведение программы, структуры данных способ хранения данных, а интерфейс средством взаимодействия программы с пользователем и другими программами.

Язык программирования — это система обозначений, с помощью которых можно точно описать алгоритм для выполнения его компьютером.Алгоритм, записанный на языке программирования, называется программой.Язык программирования это набор символов (алфавите т), система правил составления базовых конструкций языка (синтаксис) и правила толкования языковых конструкций (семантика).

Классификация языков программирования:

  • Сначала (в 40-х годах XX в.) Были созданы языки низкого уровня. Языки программирования низкого уровня базируются на командах-кодах для работы с адресами оперативной памяти и регистрами процессора, их используют для разработки быстродействующих программ.К языкам программирования низкого уровня принадлежат языка ассемблера, автокоды.
  • Языки высокого уровня создан в 50-х годах прошлого века с целью приблизить пользователя к компьютеру. Язык программирования высокого уровня

— язык, близкий к разговорных языков, поскольку позволяет записывать команды в виде предложений (состоит из операторов, похожих на обычные слова).

Классификация языков программирования высокого уровня:

— универсальные — языки, предназначенные для написания программ для решения различных типов задач из разных областей знаний (Паскаль, Си)

— специальные — языки, предназначенные для написания программ для решения специальных задач или задач одной отрасли знаний (Logo).

Примеры языков программирования высокого уровня: Фортран, Бейсик, Паскаль, Си (языки процедурного типа); Пролог (язык логического программирования); Visual Basic, Delphi (среды визуального программирования).

Существуют различные виды программирования: структурное, логическое, объектно ориентированное, функциональное.

Структурное программирование — это процесс построения алгоритмов и программ, выполняется в следующей последовательности:

1. Предварительный анализ задачи с целью разбить ее на отдельные простые части (модули). Для этого сначала составляют общую схему алгоритма, а затем ее детализируют.

2. Последовательная детализация частей и составления программ для каждого из модулей. Выделяют основную часть и части нижнего уровня.    каждую часть

разбивают отдельно: сначала части верхнего уровня, а затем — нижнего. В конце части соединяют между собой.

Язык Паскаль является структурированной языком программирования, поскольку она обладает следующими свойствами:

1) использование трех базовых структур алгоритмов: (следование, ветвление, цикл) при работе с каждым модулем;

2) выделение вспомогательных программ (подпрограмм)

3) комментирования текстов программ;

4) минимальное использование операторов безусловного перехода, затрудняющих чтение программы;

5) предусматривается система тестов для проверки правильности программы.

К основным принципам объектно-ориентированных языков программирования, которые отличают их от процедурных, следует отнести:

отделения элементов (объектов) программы, связанные с интерфейсом пользователя, от ее алгоритмической части;

скорость и простота создания, модернизация интерфейса программ, в котором используются готовые элементы (блоки), реализующих некоторые большие функции (процедуры взаимодействия с пользователем)

использование уже существующих кодов, написанных на других языках программирования.

Система программирования состоит из языка программирования и среды программирования.

Среда программирования — часть базового программного обеспечения, которая поддерживает процесс программирования на ЭВМ.

Среда программирования — это программа, имеющая средства автоматизации процессов подготовки и выполнения программ пользователя, а именно:

редактор текстов программ;

справочно-информационную систему о языке программирования и среду;

библиотеки с полезными процедурами и функциями;

компилятор или интерпретатор, не только констатирует факт ошибки в программе, но и указывает на тип и ошибки, а в некоторых случаях предлагает пути устранения ошибок (или устраняет их)

средства выполнения всей программы или шаг за шагом с целью выявления семантических ошибок путем отслеживания значений величин, которые есть в программе, и тому подобное.

Благодаря этим возможностям среды программирования часто называют интегрированными или дружескими, средами. Примеры сред программирования: GW Тuгbо Раsсаl 7.0, Borland Pascal for Windows, Delphi 7, Visual Ваsис 5, Visual Ваsис 6.

транслятор это специальная программа, которую используют для перевода пользовательских, написанных на языке программирования высокого уровня, в так называемые машинные коды, понятные процессору.

Трансляторы создают для каждого языка программирования. Итак, трансляторы переводят команды пользователя в набор команд процессора. Это позволяет использовать программы, созданные на языке высокого уровня, на разных типах машин. Иными словами, транслятор — это переводчик.

 

Трансляторы бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор переводит команды программы в машинные коды и сразу их выполняет.Повторный запуск программы на выполнение сопровождается повторным переводом. Это невыгодно, если программы велики. Примеры интерпретаторов: интерпретаторы языков GWВаsис, QBasic.

Интерпретатор может быть Двухпроходный. Первый раз он обрабатывает каждую команду сразу после ее введения, анализирует на наличие ошибок, но не выполняет ее. Второй «проход» после запуска программы на выполнение: команды одна за другой переводятся в машинные коды и выполняются.

Компилятор анализирует команды программы на наличие ошибок и переводит ее в машинные коды, образуя так называемый ехе-файл программы, но не выполняет его.

Эхе-файл может временно храниться в оперативной памяти или постоянно на диске.В последнем случае программу, точнее создан ехе-файл, можно запускать на выполнение многократно. Это удобно для больших программ, так экономится время на перекладывание программы в машинные коды. Кроме этого, ком- пилятор «сжимает» ехе-файл (поэтому его не стоит архивировать с целью экономии места на диске). В ехе-файлы нельзя вносить изменения без специальных программных средств. Обычно все приложения распространяют в виде ехе-файлов. Примеры компиляторов: Turbo Basic, Quick Ваsис 4.5, Тuгbо Раsсаl 7.0 тому подобное.

Итак, компилятор позволяет, переложив программу в машинные коды только один раз, получить ехе-файл, пригодный для многократного выполнения.

Лекция. Ознакомление со средой программирования Turbo Pascal. редактирование текста

Цель, задачи лекции: ознакомить студентов с возможностями, интерфейсом и основными приемами работы в среде программирования Turbo Pascal.

План и организационная структура лекции:

1. Запуск программ на выполнения.

2. Интерфейс программы Turbo Pascal.

3. Главные этапы работы пользователя.

Содержание лекционного материала:

Чтобы войти в среду Turbo Pascal, нужно:

1. Войти в каталог системы программирования. (Например: ТР 7.0).

2. Запустить командный файл turbo.exe.

На экране появится главное меню системы.

В верхней строке представлены все команды главного меню, а в нижнем строка статуса, в котором перечислены имена функциональных клавиш, предназначенных для выполнения некоторых операций в конкретной ситуации.

Чтобы перейти в главное меню, нужно нажать клавишу F10.Чтобы выйти из главного меню и вернуться в редактор текста нажать клавишу Esc.

Пункты меню:

File — для работы с файлами; Edit — для редактирования файла;

Search — для искания или замены заданного текста; Run — для выполнения программы;

Compile — для компиляции и создания exe-файла; Debug — для отладки программы;

Options — для конфигурирования среды;

Window — для конфигурирования окон и работы с ними Help — для получения помощи.

Выполнить команду означает: с помощью клавиш управления курсором выставить курсор на нужную команду и нажать клавишу Enter.(Выполнить команду можно еще другими способами: с помощью манипулятора «мышь» или нажатием комбинаций клавиш Alt + и буква, которая выделена в названии команды).

Каждая команда главного меню имеет один или несколько (вложенных друг в друга) подменю.

Главные этапы работы пользователя:

1. Сначала активизируют главное меню (для этого нажимают на F10) и пункт File.Получают дополнительное нисходящее меню. В нем выбирают команду New.Среда переходит в режим создания нового файла с названием NONAME00.PAS. Набирают текст некоторой программы.

2. Для исправления очевидных ошибок ввода пользуются традиционными приемами редактирования текста, в частности, такими клавишами или их комбинациями для работы с блоками текста:

Enter перейти на новую строку, вставить пустую строку или разбить строку на две строки;

 

Delete — удалить символ над курсором;

Insert — переключить режимы вставки или замены; Shift + стрелки — выделить или снять выделение текста; Ctrl + Insert — копировать блок в буфер;

Shift + Del — переместить блок из текста в буфер;

Shift + Insert — вставить текст из буфера в обозначенное курсором место основного текста;

Ctrl + Del — удалить выделенный блок в тексте;

Ctrl + Y — изъять выбранный строку из текста.

3. Если очевидных ошибок нет, программу можно выполнить с помощью пункта главного меню Run или комбинации клавиш Ctrl + F9.Состоится компиляция и выполнение программы. Чтобы выполнить компиляцию программы без ее выполнения, нажимают на Alt + F9.

4. Если система обнаружит синтаксические ошибки, то об этом будет немедленно сообщено. Курсор будет в строке, где допущена ошибка, или непосредственно показывать на позицию с ошибкой. В верхней строке экрана будет сообщение красного цвета о содержании ошибки, существенно облегчает ее исправления. Среда находиться в режиме редактирования, и ошибку легко исправить. Программа чаще всего фиксирует такие ошибки начинающих (в скобках приведен текст сообщения):

а) пропущено точку с запятой (Еrrоr 85: «,» expected)

б) не скобок (Еrrоr 89: ‘) «expected или Еггог 5: Syntax) в) не описана переменная (Еrrоr 3: Unknown identifier)

г) повторное использование имен (Еrrоr 4: Dublicate identifier) д) несогласованность типов (Еrrоr 26: Туре mismatch)

е) нужна запятая (Еrrоr 87: «,» expected) и др.Ошибку исправляют. Во второй раз выполняют программу (нажатием Ctrl + F9).

5. Если синтаксических ошибок нет, программа будет выполнена. Результаты (если вы о них позаботились) можно увидеть в окне результатов, для чего нажимают на Alt + F5 или используют команды меню Debug, Screen Server.Нажав после просмотра результатов на любую клавишу, переходят в режим редактирования программы.

6. Чтобы для заданного раз-файла создать ехе-файл, активизируют пункт Compile.Выбирают Destination.Нажатием на клавишу ввода выбирают режим Disc.Нажимают на Alt + F9, и в текущий каталог на диске будет записано ехе-файл, который можно выполнять вне средой.

7. Чтобы сохранить текст программы в файле с расширением РАS, снова активизируют пункт File и подпункт Save As …, Если файла дают новое имя, или подпункт Save — для хранения файла со старым именем.Чтобы эту операцию выполнить быстро, достаточно нажать на клавишу F2.

8. Для окончания сеанса работы и выхода из среды нужно войти в главное меню (F10), в подпункт File (Alt + F) и выбрать команду Exit (нажимают на букву х).Быстрый выход обеспечивает комбинация клавиш Аlt + х.

9. Для открытия файла с текстом программы, на диске, входят в главное меню (F10), выбирают пункт File и команду Ореn. чтобы это действие сделать быстро,

достаточно нажать на клавишу F3.В появившемся окне на экране, набирают название файла и нажимают на клавишу ввода. Однако лучше сделать так: с помощью клавиши Таb перейти в нижнее окно, выбрать из меню имен файлов нужный файл и нажать на клавишу ввода.Текст программы будет занесено в окно редактирования.

10. Окон с программами может быть несколько. Переходить от одной программы к другой можно с помощью клавиши F6 или Alt + 0 (ноль).Чтобы раскрыть на весь экран или свернуть окно, пользуются клавишей F5.Удобно расположить окна на экране можно средствами пункта Window.Чтобы закрыть окно, нажимают на Alt + F3 или щелкают мышью на значке прямоугольника в верхнем левом углу рамки окна.

11. Если вследствие неправильных действий пользователя окно стало неактивным (исчезла двойная рамка вокруг окна), то нажмите на клавишу Еsс.

12. F1 — справка.

Текстовый редактор версии Turbo Pascal 7.0 позволяет обрабатывать файлы длиной до 1Мб.

 

Практическая работа. Работа в среде программирования. Запуск программ на выполнение

Цель: ознакомление со средой программирования Паскаль, формирования умений редактировать, записывать и выполнять программы.

Задания:

студенты должны знать: интерфейс, назначение меню сред программирования Turbo Pascal и Pascal ABC;

студенты должны уметь: запускать среда программирования, создавать и сохранять файл программы, запускать программы на выполнение, просматривать результат, выполнять компиляцию, выявлять и исправлять ошибки.

Оборудование: среда программирования.Ход выполнения:

1. Запустите программу со средой языка программирования Turbo Pascal.

2. создайте новый файл.

Нажмите клавишу F10, чтобы активизировать меню.Выберите клавишами-стрелками (или щелкните мышью) команду File, а в ней New.Получите окно в двойной рамке под названием NONAME00.PAS. Это окно называется окном редактирования текста программы.

3. Наберите в этом окне текст (каждое слово в новой строке): имя и фамилию и адрес ..

4. Запишите образованный файл на диск под названием F1 * .pas.

File \ Save as … В полученном диалоговом окне введите имя файла F1 * .pas и щелкните мышью на ОК или, выбрав клавишей Tab кнопку ОК, нажмите на клавишу ввода.

5. Опять рассмотрите окно редактора текста.

Введите пустые строки между словами. Для этого после каждого слова нажмите на кнопку ENTER.

6. Соедините имя и фамилию в один строку.

7. Поместите курсор в центре фамилии и введите три любые буквы, например ‘а’.

Режимы переключаются клавишей Insert.

8. Адрес повторите четыре раза методом копирования и используя буфер обмена.

Для этого нужно выделить нужный текст мышью или клавишами Shift + стрелки и использовать команды меню Edit \ Copy (копирует в буфер обмена) Edit \ Paste (вставляет из буфера обмена).

9. Сохраните внесенные изменения в файл F1 * .pas.

10. Продемонстрируйте текст файла преподавателю и выйдите из программы с помощью команд File \ Exit или комбинации клавиш Alt + X.

11. Загрузите среда программирования Turbo Pascal.

12. Введите с клавиатуры текст программы:

Для ребят:

program ideal;

var R, V: integer;

M: real;

begin

writeln ( ‘Введите Ваш рост:’); read (R)

writeln ( ‘Введите сколько Вам лет:’); read (V);

M = (3 * R-450 + V) * 0.25 + 45;

writeln ( ‘Ваша идеальная масса:’, M: 2: 2, «кг»)

end.

Для девушек:

program ideal; var R, V: integer; M: real;

begin

writeln ( ‘Введите Ваш рост:’); read (R)

writeln ( ‘Введите сколько Вам лет:’); read (V);

M = (3 * R-450 + V) * 0.225 + 40.5;

writeln ( ‘Ваша идеальная масса:’, M: 2: 2, «кг»)

end.

13. Запустите программу на выполнения.

14. Смотрите результаты выполнения данной программы.

15. Запишите образованный файл на диск под названием F2 * .pas.

16. Создайте исполняемый .exe файл с тем же именем.

17. Выйдите из среды программирования.

18. Загрузите созданный .exe файл.

19. Запустите среду программирования Pascal ABC.

20. Создайте аналогичную программу в этой среде и сохраните файл на диске с именем Фамилия. pas.

21. Запустите файл на компиляцию и выполните его.

22. Работа в среде программирования для вас проще? Почему?

23. Продемонстрируйте полученные результаты преподавателю.

 

Лекция. Язык программирования Паскаль: алфавит, синтаксис

Цель, задачи лекции: ознакомить студентов с алфавитом языка программирования Паскаль, типами данных, структурой программы.

План и организационная структура лекции:

1. Алфавит, служебные слова и имена объектов.

2. Структура Паскаль-программы. команда присвоения.

3. Знакомство с Паскаль-программой и понятием «Переменная».

4. арифметические выражения.

5. Функции.

Содержание лекционного материала:

Алфавит, служебные слова и имена объектов

В естественных языках тексты строят так:

Алфавит языка    слова предложение Текст.

В алгоритмических языках прослеживается полная аналогия: Компьютеры слова команды Программа.

Алфавит языка программирования содержит почти все (за некоторыми исключениями) символы, на клавиатуре:

  • латинские символы (большие и малые)
  • символы кириллицы (большие и малые)
  • цифры от 0 до 9;
  • математические символы (+, -, *, /, =, < >)
  • знаки препинания (запятая, точка, двоеточие, точка с запятой, пробел, кавычки, квадратные, круглые, фигурные скобки) и др.

Слова делятся на служебные, идентификаторы и стандартные имена.

служебные слова

Служебные слова предназначены для написания команд, их есть небольшое количество.

Рассмотрим основные служебные слова языка Паскаль (запоминать их не надо):

and и

Агга массив begin начало САSЕ выбор const — стали

div деления без остатка

do выполнить downto вниз к else   иначе end конец

file файл

for для

function функция

goto перейти к

иf если

label отметка mod остаток not НЕ

of с

ог или

ргоcedure процедура program программа гесогd запись

гереаt повторять

then то

while пока.

Имена, которые образует пользователь (идентификаторы)

Составляя программу, пользователь описывает различные объекты и придает им имена по своему усмотрению. Здесь прослеживается аналогия с математикой и физикой, где разные величины обозначают различными буквами, например: а b, с длины сторон треугольника, Н высота, S путь или площадь.В алгоритмических языках данное, которое будет содержать информацию о высоте, можно назвать разными способами: h, hight или иначе. Придумывая имена, надо соблюдать определенные правила.

Правила образования имен пользователем:

  • имя может состоять только из латинских букв, цифр и символа «_» (риска снизу)
  • имя не может быть служебным словом;
  • цифра не может быть первым символом в имени;
  • буквы могут быть малыми или большими;
  • желательно, чтобы имена были короткими (до 60 символов) и соответствовали сути объекта;
  • пробелы в имени не допускаются;
  • два разных объекта нельзя обозначать одним именем.

В именах и служебных словах большие и малые буквы равноправны: имена А и а (или МуName и myname) означают одно и то же.

В отличие от математики и физики в информатике можно использовать длинные имена, например, Hight, Муname, Муnumber, Му_ргоgram тому подобное.

Примеры правильно образованных имен: а b, с, х, z, а1, а2, …, А100, alpha, саt, Му_number.

Неправильно образованные имена: 10а, 11b, а + 2, а.

Стандартные имена делятся на несколько групп:

  • названия стандартных типов данных: integer (целый), rеаl (действительный), boolean

(логический), сhar (символьный), text (текстовый файл) и т.д.;

  • названия стандартных постоянных: false (ложь), true (истинность), maxint

(максимальное целое число), ре (число пи) и тому подобное;

  • названия стандартных функций: abs (х) — модуль числа х, аrсtаn (х), соs (х), ехр (х), ln (x), sin (x), sqr (x) — подъем числа х в квадрат, sqrt (x) — квадратный корень из х;
  • названия команд для ввода и вывода данных: rеаd, rеаdln, write, writeln

тому подобное.

Знакомство с Паскаль-программой и понятием «переменная»

Программа состоит из команд. Команды предназначены для описания и преобразования данных. Команды отделяют друг от друга точкой с запятой (;).

Пример 1.Рассмотрим программу, выводящую на экран фразу «Хочу иметь по информатике 12».

ргоgram First; vаг а: integег; begin

а = 12;

 

writeln ( ‘Хочу иметь по информатике «, а)

end.

Служебные слова ргоgram, vаг, begin, end

Стандартные имена integег, writeln.

Имена пользователя First (имя программы), а.

Имя а обозначает объект, который называется переменной и которому командой присвоения придано значение 12.

В языке Паскаль все переменные обязательно нужно объявить в начале программы в разделе объявления переменных var.

Структура Паскаль-программы. команда присвоения

Программа состоит из описательной части заголовка, разделов описаний и объявлений, и выполняемой раздела команд:

ргоgram <Название программы>;

<Разделы описаний и объявлений>

begin

<Раздел команд>

end.

В разделе описаний и объявлений описывают данные, которые будут использоваться в задачи.

Под данным понимают объект порцию информации, хранящейся в памяти компьютера, имеет значение из некоторого множества допустимых значений, над которыми определены допустимые операции.

Данные бывают стали и переменные.

Устойчивое данное не может изменить своего значения во время выполнения программы.

Примерами постоянных целых данных являются числа: 5, 10.

Переменные предназначены для хранения конкретных значений в оперативной памяти во время выполнения программы.

Переменная может принимать различные значения. Физический смысл переменной: переменная это участок оперативной памяти, куда компьютер записывает или откуда читает данное.

Значение переменной предоставляют командой присвоения или командой введения

данных.

Пример 2. Рассмотрим такие математические и физические формулы: у = 2х уравнение прямой (линейная функция);

р = 2 (а + в) периметр прямоугольника; s = v * t путь в равномерном движении; h = gt 2 путь свободного падения.

Приведенные формулы в некоторой программе записывают с помощью команд присвоении так:

1) y = 2 * x; 2) г. = 2 * (a + b) 3) s = v * t; 4) h = g * t * t / 2. Символ умножения «*» нужно записывать Обязательно.

Раздел объявления переменных

Решая задачу, пользователь должен проанализировать, сколько переменных нужно и к какому типу их отнести. Переменные нужно объявить в начале программы в разделе объявления переменных var, который имеет такой вид:

var

<Первый список имен переменных> <название типа 1>;

. . .

<N-й список имен переменных> <название типа n>;

 

Раздел объявления постоянных

Если значение данных не будут меняться во время выполнения программы, то их объявляют как стали (константы) в разделе объявления постоянных:

cons t <стала1> = <значение1>; <стала2> = <значение2>; и т.д.Н-р: const suma = 5, f1 = 6;

Данные целого типа

 

Название типа Помощь объем диапазон
bуtе цели очень короткие 1 байт 0 — 255
integer цели короткие 2 байта от -32 768 до 32 767
longint цели долгие 4 байта от -2147483648 до 2147483647

Элементы списка отделяют запятой, а команды точкой с запятой.

Пример 3. От города А в город В автомобиль ехал t 1 = 5 ч со средней скоростью v 1

= 70 км / ч, от В до С t 2 = 4 ч со скоростью v 2 = 75 км / ч.Определить расстояние между городами.

program Vidstan;

var t1, t2, v1, v2, ab, bc, s: integer;

begin

ab = v1 * t1; bc = v2 * t2; s = ab + bc;

writeln (ab: 6, bc: 6, s: 6); readln

end.

Выполним программу и на экране получим: 350300650.

Задание 1.Модифицируйте программу на случай четырех городов. Задача 2.Сколько секунд должны сутки, неделю, год?

Задача 3.Скорость света 299 792 км / с. Какое расстояние преодолевает свет за минуту, час, сутки?

Данные вещественного типа

Если числовые данные не целые числа или выходят за пределы типа longint, надо применить действительны типы данных real.

В информатике число принадлежит к настоящему типа, если в его изображении есть десятичная точка (12.5, 5.0) или если оно записано в показательной форме, например, 12.5E0, 5.0Е0.

Правила написания цифр:

Целую и дробную части в десятичной числе разделяет точка. Знак «+» перед положительным числом можно не писать.

показательное вид действительного числа: mЕр = m * 10 p

пример:

6.25 + 01 = 6.25 • 10 января = 62.5;

-0.125Е-01 = -0.125 • 10 -1 = -0.0125

Название типа Помощь объем диапазон
single действительны короткие 4 байта  
геаl действительны 6 байтов 2,9E-39 — 1,7E + 38
double действительны длинные 8 байтов  
extended действительны очень длинные 12 байтов 10308

Данные типа String

Данные, значениями которых являются группа символов (слово или некоторый текст), называются текстовыми (другой срок строки).Название этого типа данных string.Признаком текстовой постоянной является одинарные кавычки; (апострофы), между которыми записана группа символов, а именно: ‘5’, ‘Сумма =’, ‘Оля Курочка «.

Итак, в 2005 это целая числовая стала, а ‘2005’ текстовая стала.Если текст содержит апостроф, то он дублируется, например, «Мар» яна «,» им «я».

Текстовые данные типа string могут содержать до 255 символов, однако часто требуется меньшее количество символов п, которую задают в описаниях так: string [n].

Пример 4. Объявить переменные а1, а2, аЗ как настоящие, b1, b2 — как цели, а с1 как текстовую можно так:

var а1, а2, а3: геаl; b1, b2: integer; с1: string; .

Пример 5. Туристы приобрели на поезд пять билетов для взрослых по 18,50 грн каждый и три билета для детей по 9,25 грн. Составить программу для определения суммы, которую надо заплатить за все билеты, и вывести на экран сообщение «Счастливого пути!».

Рассмотрим такие стали: k1 количество билетов для взрослых, k2   количество билетов для детей (тип integer) с1 цена билета для взрослого, с2   цена билета для ребенка, а также переменные: suma общая сумма к оплате (тип real) г. сообщение (тип string).

program Zad1;

const k1 = 5, с1 = 18.50; k2 = 3; с2 = 9.25;

var suma: real; р: string; begin г. = ‘Счастливого пути!’;

suma = k1 * с1 + k2 * с2; writeln ( ‘Сумма =’, suma: 6: 2) writeln (p)

end.

Запись suma: 6: 2 означает, что для вывода результата на экран система предоставит шесть позиций, из них две позиции для цифр после десятичной точки.

Использование стандартной постоянной ре

Для обозначения числа р (3.1415 …) в языке Паскаль стандартная постоянная, имеет имя ре.Это имя можно использовать в командах присвоения, например, площадь круга с радиусом r определяют так: s = ре * ч * ч Можно также писать s = 3.14 * ч * ч, но в этом случае результат будет менее точным.

раздел команд

Этот раздел содержит команды, предназначенные для преобразования данных. Команды принято записывать одну под другой, делая пропуски между словами и отступления от левого края для наглядности. Команды отделяют символом «;». Короткие команды можно размещать в одной строке. Одну длинную команду можно записывать в нескольких строках, не порывая слов.

После слова begin и перед end символ «;» можно не писать.Программа заканчивается точкой.

Команда присвоения предназначена для предоставления значения переменной. Это действие обозначают двумя символами: =.

Например, а = 12. Общий вид команды присвоения такой:

<Имя переменной> = <выражение>

Два символа (=) читаем как «присвоить», «предоставить».

арифметические выражения

выражение это запись на языке программирования правой части некоторой формулы, предназначенной для преобразования данных.

Действие команды. Вычисляется выражение, и результат присваивается указанной переменной.

С помощью команды присвоения и выражений записывают традиционные для математики и физики формулы s = vt, р = F / S) и др.

Арифметическое выражение содержать числа, переменные, функции, соединенные знаками арифметических операций:

операция пример приоритет
* умножение 5 * 2 = 10 1
/ диленные 4/2 = 2.0 1
+ добавление 5 + 2 = 7 2
— вычитание 5-2 = 3 2

Результатом деления двух целых чисел всегда является действительное число.

Операции div и mod.

 

операция пример приоритет
div целая часть от деления 5 div 2 = 2 1
mod остаток от деления 5 mod 2 = 1 1

Пример 6. Пусть переменная а типа integer имеет значение 5. Вычислить выражения:

 

а) а + 2 * а — 6/3; б) (20-2 * а) / а — 1; в) 10 / а * 2; Решение:

г) 10 div а * 2;

д) 5 + 9 mod а * 3.

а) 5 + 2 * 5 — 6/3 = 5 + 10 — 2.0 = 13.0; б) (20 — 10) / 5 — 1 = 2.0 — 1 = 1.0;

в) 10/5 * 2 = 2.0 * 2 = 4.0;

г) 10 div 5 * 2 = 2 * 2 = 4;

функции

д) 5 + 9 mod 5 * 3 = 5 + 4 * 3 = 5 + 12 = 17.

 

математические обозначения Написание языке Паскаль Помощь
Sin x Cos x Tg x

Arctg x ИxI

х

Ln x е х

х 2

sin (x)  
соs (х) х задают радианами
sin (x) / cos (x)  
агсtаn (х) арктангенс
АBS (х) абсолютная величина
sqrtx) квадратный корень
ln (x) натуральный логарифм
ехр (х) экспонента
sqr (x) Подъем к квадрату
гаndom (х) Случайное целое число из промежутка [0; х)

trunc (<выражение>) — отвергает дробную часть числа;

round (<выражение>) — округляет число до ближайшего целого.Например, trunс (3.6) и round (3.4) дает 3, а round (3.6) дает 4.

В языке Паскаль форуме операции возведения в степень, ее реализуют или через операцию умножения, например, х 3 = х * х * х, или, если показатель степени большое или дробное число, с помощью основной логарифмической тождества x a = e alnx.

Например, х 5, где х> 0, записывают так: ехр (5 * ln (x)).

Правила образования и вычисления выражений

1. правило приоритетов операций:

Сначала выполняются операции высшего приоритета. Операции одинакового приоритета выполняются последовательно слева направо.

2. правило скобок:

Порядок выполнения операций можно изменить с помощью круглых скобок.

3. правило линейного записи:

Числитель и знаменатель дробей и индексы записывают в одну линию.

4. правило корректных имен:

Вместо греческих или украинских букв в именах величин (сменных) нужно писать латинские (букву или слово).

 

 

математические выражения

арифметические выражения
правильно неправильно
a bc a / b / c или a / (b * c) а / b * с
5a + 3b 5 * a + 3 * b 5а + 3b
5 x

cos5 x b

5 * x / (cos (5 * x) + b) 5 * x / (cos (5x) + b

 

Практическая работа. Описание программ по правилам языка программирования

Цель: ознакомление со средой программирования Паскаль, формирования умений редактировать, записывать и выполнять программы.

Задания:

студенты должны знать: интерфейс, назначение меню среды программирования Turbo Pascal, структуру программы, синтаксис операторов ввода-вывода;

студенты должны уметь: запускать среда программирования, запускать программы на выполнение, просматривать результат, хранить программу, составлять и выполнять в среде простейшие программы на ввод-вывод данных.

Оборудование: среда программирования.Ход выполнения:

Задание 1. Рассмотрите пример решения задачи и реализуйте его в среде

программирования.

Задать два целых числа, например, 24 и 5. Вычислить и вывести на экран их сумму, разность и произведение.

Для решения задачи составим программу на языке Паскаль:

ргоgram Zadacha1; var а b, s, г, d. : Integer; begin

а = 24; b = 5;

s = а + b; г = а — b; d = a * b;

writeln (s, r, d)

end.

Указание к выполнению: Введите текст программы и выполните команду Run из главного меню или нажмите на комбинацию CTRL + F9.Если будут ошибки, исправьте их. Еще раз дайте на выполнение команду Run.Нажав клавиши Аlt + F5, получим на экране результат: 2919120.

Обратите внимание, что числа на экране сливаются и результат понять трудно. Чтобы числа не сливались команду writeln (s, г, d) замените на writeln (s: 4, г: 4, d: 6). Здесь запись s: 4 означает не длинные (деление обозначают /), а то, что целому числу надо предоставить на экране четыре позиции. Выполните программу еще раз. На экране увидите:

29 19 120.

Задача 2.Введите и реализуйте образец программы вычисления значения функции при значениях а = 6, b = 14, c = 4:

Y = (a + bc) / (ab) при а = 6. b = 14, с = 4

program Probota2;

var

Y: real;

a, b, c: integer;

begin

write ( ‘Введите значения а:’); readln (a);

write ( ‘Введите значение b:’); readln (b)

write ( ‘Введите значение c:’); readln (c)

Y = (a + bc) / (ab)

writeln ( ‘Значение функции Y =’, Y)

end.

Задача 3.  Реализуйте решения задачи в среде программирования.

Цветочная клумба имеет форму круга. Вычислите ее периметр и площадь по заданным радиусом.

Задача 4.  Реализуйте решения задачи в среде программирования.

Вычислите площадь боковой поверхности S = 2πrh и объем v = πr 2 h бочки по заданным высотой h и радиусом основания r.

Контрольные вопросы:

1) Язык программирования Паскаль: алфавит, синтаксис.

2) Описание программ по правилам языка программирования.структура Паскаль-программы.

3) Типы данных в Паскаль.

4) Функции при записи выражений в Паскаль.

5) Понятие оператора: операторы ввода-вывода, присвоения.

 

Лекция.              Понятие оператора: операторы ввода-вывода, присвоение

Цель, задачи лекции: ознакомить студентов с операторами ввода, вывода, присваивания.

План и организационная структура лекции:

1. оператор присвоения.

2. Операторы ввода Read, Readln.

3. Операторы вывода Write, Writeln.

Содержание лекционного материала:

Значение переменной предоставляют командой присвоения или командой введения

данных.

Пример 1. Рассмотрим такие математические и физические формулы: у = 2х уравнение прямой (линейная функция);

р = 2 (а + в) периметр прямоугольника; s = v * t   путь в равномерном движении;

h = gt 2   путь свободного падения.

Приведенные формулы в некоторой программе записывают с помощью команд присвоении так:

1) y = 2 * x; 2) г. = 2 * (a + b) 3) s: = v * t; 4) h = g * t * t / 2.Символ умножения «*» нужно записывать Обязательно.

ввод данных

Команда ввода данных имеет вид

read (<список переменных>)

Действие команды. Выполнение программы приостанавливается для ввода значений переменных. Если набрать недостающее количество чисел, то программа будет ожидать следующие данные. Кроме цифр, этой командой можно вводить текстовые данные типа string (тексты набирают без кавычек).

Замечания. Используют также разновидность команды ввода readln (<список переменных>).Среда игнорировать данные, если их набрано в строке больше, чем есть переменных в списке. Команду readln без списка переменных используют для создания паузы с целью пересмотра результатов на экране.Паузу заканчивают нажатием любой клавиши на клавиатуре.

вывод данных

Команда вывода предназначена для вывода значений на экран. Ее общий вид таков:

write (<список>)

Список может состоять из постоянных, переменных, выражений, а также записанных в кавычках текстов.

Действие команды. Выражения вычисляются и их значения выводятся на экран без пропусков. Это может привести к слиянию данных на экране.

Следующая команда write выводить данные в той же строке.Чтобы выводить данные в следующей строке, применяют команду writeln.

Пример 2. Пусть переменные а, b и с получили следующие значения: 2, 5, 1. Команда write (а, 9, b + с) выведет в левом углу экрана следующее: 296.

Задача.Составить программу для вывода на экран адреса школы или гимназии.

program Address;

uses Crt;

begin clrscr;

writeln ( ‘01011 м. Киев ‘); writeln ( ‘ул. Южная, 3 ‘);

writeln ( ‘Школа или гимназия № или название’);

end.

форматы вывода

Формат: n оказывает на экране n позиций для изображения целого числа, а также текста.

Формат: n: k предоставляет n позиций для действительного числа, из них k — для цифр после десятичной точки. Если позиций много, то перед целой частью числа будут пробелы. Если мало позиций для дробной части, то происходит округление числа. Если мало позиций для целой части, то компилятор добавит позиции. Знак «-

»И десятичная точка входящих в количестве позиций n.

Пример. Рассмотрим команды вывода чисел и их вид на экране. Команды Показать чисел на экране

write (5, 15, 25 -35) 51525-35

write (5: 2, 15: 3, 25: 4, -35: 4) _5_15   25_-35

write (6 + 2: 2, +50: 4)._8_50

write (2.5: 7: 2)               2.5

write (-2.5: 6: 2, 3.548: 6: 2) _-2.50_3.55

имитация диалогов

Диалоговый алгоритм имитирует диалог между пользователем и компьютером. Соответствующая программа состоит в основном из команд writeln и readln. Диалог используют, в частности, при вводе данных с целью получить на экране подсказку о том, что именно надо ввести, например так:

write ( ‘Введите значение радиуса К:’); readln (К);

Задача. Составить программу диалога пользователя с компьютером по такому сценарию: компьютер спрашивает пользователя, как его зовут, пользователь вводит свое имя, компьютер приветствуется и предлагает с ним пообщаться на тему любимого предмета.

Программа решении данной задачи на языке программирования Паскаль: Program PROBOTA3;

Var

STl, ST2, ST3: string [10]; begin

writeln ( ‘Добрый день уважаемые ученики!’); writeln ( ‘Я — комп «Компьютер фирмы IBM.’); writeln ( ‘Рад ​​познакомиться с Вами.’); writeln ( ‘Как Вас зовут? ‘);

readln (ST1)

writeln ( ‘Очень приятно. «, ST1)

writeln ( ‘Я думаю, что мы будем друзьями.’);

 

writeln ( ‘B каком классе Вы учитесь? ‘); readln (ST2)

writeln ( ‘Я знаю что в «, ST2,» классе очень хорошие ученики.’); writeln ( ‘Вам нравится Вам изучать информатику? ‘); readln (ST3)

writeln ( ‘Желаю Вам успеха в изучении данного предмета!’); writeln ( ‘Всегда получайте только отличные оценки!’)

end.

Результаты выполнения программы:

Добрый день, уважаемые ученики! Я компьютер фирмы IBM.

Рад познакомиться с вами. Как вас зовут?

Николай

Очень приятно. Николай

Я думаю, что мы будем друзьями. В каком классе Вы учитесь?

11-А

Я знаю, что в 11-А классе очень хорошие ученики.

Вам нравится изучать информатику? так

Желаю Вам успеха в изучении данного предмета! Всегда получайте только отличные оценки!

Задания для самостоятельного выполнения:

1. Пусть а = 2, b = 4, с = 7.              Что будет выведено на экран после выполнения команд:

а) writeln (2, 5, 5 * 3, а)

б) writeln (6: 2, а + b)

в) writeln (а * b: 2, 2 * с, 8);

г) writeln ( ‘a =’, а именно: 2, ‘2 * 2 =’, 4);

д) writeln ( ‘Заголовок таблицы «, с)?

2. Пусть а = 245, b = -435, с = 35.126. Что будет выведено на экран после выполнения команд:

) Write (а b, с);

б) writeln (а 5, b: 4);

в) write (с 8: 1);

г) write (а: 4, b: 2)

д) write (с 6: 2)

е) writeln ((а-b): 4, с * 2: 6: 2)

е) writeln ( ‘a =’, а именно: 3, ‘b =’, b: 4, ‘с =’, с: 3: 0)?Реализуйте такой сюжет: компьютер должен опросить фамилия, имя, отчество, а также год рождения лица и вывести введенные пользователем данные на экран.

3. В магазине компьютер должен опросить стоимость покупки и сумму, которую платит покупатель. Выведите сообщение об остальных, которую должен выдать продавец.

Практическая работа.              Понятие оператора: операторы ввода-вывода, присвоение

Цель: формирование навыков составления, ввод и редактирование простых программ на ввод и вывод данных.

Задания:

студенты должны знать: интерфейс, назначение меню среды программирования Turbo Pascal, структуру программы, синтаксис операторов ввода-вывода, присвоение;

студенты должны уметь: запускать среда программирования, запускать программы на выполнение, просматривать результат, хранить программу, составлять и выполнять в среде простейшие программы на ввод-вывод данных.

Оборудование: доска, тетрадь, среда программирования.Ход выполнения:

1. Изучить теоретический материал по темы:

запись констант, переменных

правила записи алгебраических выражений;

использование указания присвоение;

организация ввода и вывода данных.

2. Составить программу нахождения: В-1: площади трапеции

В-2: гипотенузы прямоугольного треугольника

3. Выполнить данную программу для значений: В-1: а = 4. b = 8, h = 5

В-2: a = 5, b = 4

4. сохранить созданную программу.

Дополнительное задание:

1. Создать программы вашего варианта. Отладить и выполнить программу (все программу составлять в виде диалога, используя операторы ввода-вывода данных)

2. Записать в тетради код составленных программ и результат вычислений.

 

 

Вар.

№ дл.

 

И

 

ИИ

 

ИИИ

 

ИV

  Пользователь задает Пользователь задает Пользователь задает Пользователь задает
1 значения величин значения величин значения величин значения величин
  А, В. ПК С, К. ПК Т, Х .. ПК S, F. ПК рассчитывает
  рассчитывает сумму рассчитывает рассчитывает долю этих чисел.
  этих чисел. произведение этих разницу этих  
    чисел. чисел.  

 

 

 

2

Вычислить, сколько дней надо копать огород,

если в се щих за день человек вскапывает 2 сотки. Количество соток в огороде вво- дить пользователь.

Вычислить, сколько деталей делал рабочий за час, если он работал 8:00.Количество сделанных деталей вводит пользователь. Вычислить скорость самолета, если он летел от города А в город В

5:00. Расстояние между городами задает пользователь.

Вычислить стои- мость компьютеров на складе, если один стоит около 5000 гривен.Количество компьютеров задает пользователь.
  готовясь к мужчина решил человек сделал ученик помогал
  нового покрыть стены и подписку прессы бабушки продавать
  учебного года пол ванной на почте. было фрукты на базаре.
  ученик купил С1 комнаты плиткой. выписано газету Он продал Х1 кг
3 тетрадей по 20 коп., измерил высоту по цене 1,3 грн за яблок по цене 2
  С2 тетрадей по 60 стен А1, длину номер (выходит грн, Х2 кг груш по
  коп., С3 карандашей по стен А2 и А3. А1 раза в месяц), цене 3,5 грн, Х3
  15 коп., С4 ручек размеры плитки журнал по цене 3 кг слив по цене
  по 1 грн. 50 коп. 0,15 м на 0,15 м. грн за номер 2,4 грн и Х4 кг
  определить, Стоит 1 плитка (Выходит А2 раза абрикос по цене
  сколько было 40 коп. в месяц) и газету 4 грн.
  заплачено за посчитать по цене 1,6 грн за рассчитать,
  каждый вид количество плиток номер (выходит сколько денег
  товара и общую и их общее А3 раза в получил ученик за
  сумму. стоимость. месяц). каждый вид
      вычислить фруктов и
      стоимость общую сумму.
      подписки на год.  

Практическая работа. Создание и реализация линейных программ

Цель: формирование навыков составления, ввод и редактирование линейных программ.

Задания:

студенты должны знать: интерфейс, назначение меню среды программирования Turbo Pascal, структуру программы, синтаксис операторов ввода-вывода, присвоение;

студенты должны уметь: запускать среда программирования, запускать программы на выполнение, просматривать результат, хранить программу, составлять и выполнять в среде простейшие линейные программы.

Оборудование: доска, тетрадь, среда программирования.Ход выполнения:

Изучить теоретический материал по данной теме:

запись констант, переменных, стандартных функций;

правила записи алгебраических выражений;

использование указания присваивания;

организация ввода и вывода данных.

В-1

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

3sin (a b)

f c bc tg (c b) a 2

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = 3,

b = 4,6;

c = 7.

3. Составить программу вычисления площади и периметра треугольника по трем данным сторонами. Выполнить тестирование программы при а = 3, b = 4, c = 5.

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

В-2

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

 

 

f

ln (b)

sin (a)

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = 7,4;

b = -6;

c = 0.

3. Из курса физики известно, что сила взаимодействия между двумя зарядами прямо пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, то есть

F = kq 1 q 2

r 2

где k = 9 * 109Hм2 / Кл2. Вычислить силу, если:

q 1 = 0,03; q 2 = 0,25; r = 1,2

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

В-3

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

 

f               c

2 a

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = 6;

b = 8;

c = 3,5.

3. Радиус Луны 1740 км.  Составьте программу для вычисления площади поверхности

S 4 r 2 и объема планеты V   4 r 3.

3

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

В-4

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

a b cos (c)

f ab

arctg (b)

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = 0,1;

b = 5,3;

c = 7.

3. Заданы координаты вершин четырехугольника в плоскости: (x 1, y 1), (x 2, y 2), (x 3, y 3), (x 4, y 4).Составьте программу для вычисления длины его диагоналей.

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

Дополнительное задание:

Введите трехзначное целое число. Составьте программу для вычисления произведения и суммы его цифр.

В-5

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

 

f tg (c)

 

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = 5,

b = 2,4;

c = 0,2.

3. Заданы координаты вершин четырехугольника в плоскости: (x 1, y 1), (x 2, y 2), (x 3, y 3), (x 4, y 4).Составьте программу для вычисления длин его сторон.

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

Дополнительное задание:

Введите трехзначное целое число. Составьте программу для вычисления произведения и суммы его цифр.

В-6

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

b c 4 ctg (a)

 

f

ln (b)

bc

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = 5,

b = 3;

c = 4,5.

3. Составить программу вычисления площади и периметра треугольника по трем данным сторонами. Выполнить тестирование программы при а = 3, b = 4, c = 5.

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

Дополнительное задание:

Введите трехзначное целое число. Составьте программу для вычисления произведения и суммы его цифр.

В-7

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

f               b cos (c)

6 c

 

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = 4,

b = -5,2;

c = 1,1.

3. Из курса физики известно, что сила взаимодействия между двумя зарядами прямо пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, то есть

F = kq 1 q 2

r 2

где k = 9 * 109Hм2 / Кл2. Вычислить силу, если: q 1 = 0,03; q 2 = 0,25; r = 1,2

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

Дополнительное задание:

Введите трехзначное целое число. Составьте программу для вычисления произведения и суммы его цифр.

В-8

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

e a 2ln (b c)

f

arctg (b)

ab

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = -6;

b = 6,4;

c = 8,8.

3. Радиус Луны 1740 км.  Составьте программу для вычисления площади поверхности

S 4 r 2 и объема планеты V   4 r 3.

3

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

Дополнительное задание:

Введите трехзначное целое число. Составьте программу для вычисления произведения и суммы его цифр.

В-9

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

b

f    a b

a 2 ab

b 4

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = -2,

b = -5,2;

c = 6.

3. Заданы координаты вершин четырехугольника в плоскости: (x 1, y 1), (x 2, y 2), (x 3, y 3), (x 4, y 4).Составьте программу для вычисления длины его диагоналей.

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

Дополнительное задание:

Введите трехзначное целое число. Составьте программу для вычисления произведения и суммы его цифр.

 

В-10

1. Составить программу вычисления значения заданной функции:

f a 3 tg (b) b a

ln (5 c) 6

2. Выполнить данную программу и вычислить значение функции при заданных данных: а = 1,5;

b = 8;

c = 0,5.

3. Заданы координаты вершин четырехугольника в плоскости: (x 1, y 1), (x 2, y 2), (x 3, y 3), (x 4, y 4).Составьте программу для вычисления длин его сторон.

4. Записать две данные программы в отчет практической работы.

Дополнительное задание:

1. Введите трехзначное целое число. Составьте программу для вычисления произведения и суммы его цифр.

Материалы для организации самостоятельной внеаудиторной работы студентов

 

Тема СРС: Системы счисления.Трансляция чисел из одной системы счисления в другую Количество учебных часов: 2

Цель, задачи самостоятельной внеаудиторной работы: выработка практических навыков перевода чисел из одной системы счисления в другую

Задания для самостоятельной работы студентов:

Задание 1. Проработать теоретический материал по теме и ответить на вопрос:

1. Система счисления: основные понятия.

2. позиционная система исчисления.

3. непозиционной система исчисления.

4. Правила перевода из десятичной системы счисления в заданную.

5. Правила перевода из заданной системы счисления в десятичную.

6. Перевод из двоичной системы счисления в десятичную через опосредование в восьмеричной системе исчисления.

7. Перевод из десятичной системы счисления в двоичную через опосредование в восьмеричной системе исчисления.

Задача 2. Выполнить задание согласно собственного варианта:

В-1

Осуществить перевод:

1. (363) 10 (…) рифм;

(824) 10 (…) рифм;

(513) 10 (…) рифм.

2. (1022) 3 (…) 10 (2А74,12) 11 (…) 10 (2АВ7,15) 15 (…) 10 (245,56) 8 (…) 10 (110010,11) 2 ( …) 10 (15,024) 6 (…) 10

3. Перевести заданные числа в пятиркову, двоичную и двенадцатеричная системы счисления:

    • 29
    • 401
    • 0,38
    • 267,19
    • 492,45

4. Перевести (11110010011011) 2; (10010100110010) 2 в десятичную систему счисления через опосредование в восьмеричной; шестнадцатеричной системах счисления.

5. Перевести (2568) 10, (76903) 10; (3489) 10 в двоичную систему счисления через опосредование в восьмеричной; шестнадцатеричной системах счисления

 

В-2

И.  Осуществить перевод:

1. (456) 10 (…) рифм;

(2113) 10 (…) рифм;

(809) 10 (…) рифм.

2. (1201) 3 (…) 10 (37А3,12) 11 (…) 10 (1В04, А1) 15 (…) 10 (413,24) 8 (…) 10 (101101,11) 2 ( …) 10 (23,055) 6 (…) 10

3. Перевести заданные числа в пятиркову, двоичную и двенадцатеричная системы счисления:

    • 31
    • 503
    • 0,76
    • 354,82
    • 439,45

4. Перевести (10010011010011) 2; (10011001100100) 2 в десятичную систему счисления через опосредование в восьмеричной; шестнадцатеричной системах счисления.

5. Перевести (4312) 10, (54309) 10; (3819) 10 в двоичную систему счисления через опосредование в восьмеричной; шестнадцатеричной системах счисления

В-3

Осуществить перевод:

1.. (512) 10 (…) рифм;

(3015) 10 (…) рифм;

(916) 10 (…) рифм.

2. (1102) 3 (…) 10 (42А15,26) 11 (…) 10 (2В16, A4) 15 (…) 10 (627,23) 8 (…) 10 (101001,01) 2 ( …) 10 (42, 035) 6 (…) 10

3. Перевести заданные числа в пятиркову, двоичную и двенадцатеричная системы счисления:

    • 42
    • 324
    • 0,89
    • 645,12
    • 267,93

4. Перевести (101001010010) 2; (110110110011) 2 в десятичную систему счисления через опосредование в восьмеричной; шестнадцатеричной системах исчисления.

5. Перевести (5243) 10, (8631) 10, (2469) 10 в двоичную систему счисления через опосредование в восьмеричной; шестнадцатеричной системах счисления

В-4

Осуществить перевод:

1. (386) 10 (…) рифм;

(2803) 10 (…) рифм;

(472) 10 (…) рифм.

2. (2011) 3 (…) 10 (23А14,62) 11 (…) 10 (12А5, В7) 15 (…) 10 (574,73) 8 (…) 10 (110001,11) 2 ( …) 10 (35,024) 6 (…) 10

3. Перевести заданные числа в пятиркову, двоичную и двенадцатеричная системы счисления:

    • 25
    • 567
    • 0,98
    • 734,73
    • 315,29

4. Перевести (111100111001) 2; (100011100100) 2 в десятичную систему счисления через опосредование в восьмеричной; шестнадцатеричной системах исчисления.

5. Перевести (4814) 10, (9764) 10, (5839) 10 в двоичную систему счисления через опосредование в восьмеричной; шестнадцатеричной системах счисления

 

Тема СРС: Системы счисления.Трансляция чисел из одной системы счисления в другую Количество учебных часов: 2

Цель, задачи самостоятельной внеаудиторной работы: выработка практических навыков выполнения действий с двоичными числами.

Задания для самостоятельной работы студентов:

Выполнить задачи:

а) 111001 + 1001 б) 100111 + 111 в) 1111 + 10011 г) 1000 + 1101 д) 10000-111

е) 11001-1001

ж) 110000-10001 с) 101 * 101

и) 1101 * 1100 и) 10011 * 111 л) 1001: 11 и) 11001: 101 л.с.) 10001 111

 

Тема СРС: Элементы алгебры логики Количество учебных часов: 2

Цель, задачи самостоятельной внеаудиторной работы: ознакомление с логическими элементами, выработка навыков составления логических схем.

теоретические сведения

Рассмотрим, как и почему логические операции используются в ЭВМ.

Во-первых, логические операции — наиболее простые, они оперируют однозначными двоичными цифрами, которыми можно записать любую информацию. Во-вторых, с изобретением триода (транзистора или электронной лампы) оказалось, что логические операции легко можно реализовать в виде электронных схем.

Логический элемент изображается на схемах в виде прямоугольника с одним или двумя входами и одним выходом.Элементы, соответствующие уже известным логическим операциям, отражаются в схемах так:

элемент И элемент ИЛИ элемент НЕТ

(реализует конъюнкцию) (реализует дизъюнкцию) (инвектор)

В электронике наиболее распространенные элементы двух других типов: И-НЕ (элемент Шеффера) и ИЛИ-НЕ (элемент Пирса):

элемент И-НЕ элемент ИЛИ НЕ

Эти элементы являются «сложными», потому что реализуются через комбинацию элементов

И, ИЛИ, НЕТ

элемент И-НЕ элемент ИЛИ НЕ

Выпишем таблицы истинности для элемента Шеффера (И-НЕ) и элемента Пирса (ИЛИ-НЕ):

 

 

Базовый элемент — это логический элемент (например И-НЕ, ИЛИ-НЕ), который берется в качестве основы при построении сложных схем, которые являются основой конструкции ЭВМ.

С помощью элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ можно реализовать все остальные логические операции ЭВМ. С помощью основных базовых элементов складываются узлы компьютера: шифраторы, дешифраторы, регистры, элементы памяти, сумматоры.

теория автоматов

Рассмотрим простейшие (без элементов памяти) автоматы — устройства, которые превращают входные потоки информации, состоящие из одного или многих сигналов, в выходные.

Автомат можно рассматривать как устройство, которое имеет определенное количество входов и выходов. Каждый из входов автомата может находиться в одном из двух состояний: 0 или 1. Каждый из выходов может находиться в одном из двух состояний: на выходе есть сигнал: 1, нет сигнала: 0.

Состояние каждого из выходов определенным образом зависит от комбинации сигналов, поданных на все входы.

Автомат можно сконструировать, имея логическую формулу, с помощью элементарных устройств, реализующих логические операции И, ИЛИ, НЕТ.

Рассмотрим этапы создания автомата:

Задача логическая формула логическая схема физическая схема изготовления устройства

Рассмотрим пример.

Главный судья кнопку А, два других — кнопки В и С. На табло появится сообщение «Штрафной удар» и прозвучит свисток (это сигнал на выходе автомата), если: решение принято тремя судьями, либо двумя, среди которых главный судья (нажатие судьями на кнопки — это входные сигналы). Составить логическую формулу и функциональную (физическую) схему автомата.

1. Задача перед нами поставлена.

2. Нужно составить логическую формулу.Входные сигналы (аргументы) — А, В, С Выходной сигнал обозначим буквой D. Согласно условия составим логическую формулу.Рассуждаем: решающую роль играет главный судья (А), но обязательно поддержка хотя бы еще одного (В или С). Итак, А ИИЛИ С) — такая логическая формула обеспечивает выполнение условия задачи.Запишем эту формулу с привычными для нас знаками: D = А • (В + С). Проверим правильность этой формулы. По условию D = 1 в случаях, если: А = 1, В = 1, С = 1; А = 1, В = 1, С = 0 А = 1, В = 0, С = 1.

Во всех остальных случаях D = 0. Составим таблицу истинности для проверки:

 

А В С В С А С)
1 1
1 1
1 1 1
1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1 1

Итак, убедились, что логическая формула составлена ​​правильно.

3. Следующий этап — составление логической схемы.

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

4. Имея логическую схему можно составить физическую схему данного автомата.Для этого логические элементы на физической схеме заменяются соответствующими деталями (например, диодами, транзисторами).

5. На этом работа конструктора заканчивается. Физическая схема отправляется на производство для серийного изготовления автомата (устройства). Микроэлектроника (интегральная электроника) — это область электроники, связанная с созданием и применением в ЭВМ узлов и блоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрные устройствах.

Интегральная схема — это сложная схема, которая содержит тысячи или даже миллионы электронных элементов (диодов, транзисторов и т.д.).

Задания для СРС:

1. Ответить на вопрос:

1) Логические величины и логические операции: конъюнкция, дизъюнкция, импликация, отрицание.

2) построение таблиц истинности.

3) эквивалентные высказывания.

4) Основные базовые логические элементы.

5) теория автоматов.

2.

Задача: Построить схему устройства, реализующего функцию:

(x, y, z) (XY XYZ) Y

 

Тема СРС: Работа в среде программирования Количество учебных часов: 2

Цель, задачи самостоятельной внеаудиторной работы: ознакомление со средой программирования Turbo Pascal.

Задания для самостоятельной работы студентов:

1. Проработать теоретический материал по теме и ответить на вопрос:

1) понятие программы.

2) Понятие о языках программирования.Классификация языков программирования.

3) Понятие о системах программирования.

4) Понятие об интерпретации и компиляцию.

5) Интегрированные среды программирования.Понятие редактора, транслятора, отладчика.

6) Работа в среде программирования.Запуск программ на выполнения.

2. выполнить задания:

1). выбрать правильную ответ.

С помощью команды SAVE можно:

а) Прочитать программу из файла на диске. б) Записать программу в файл на диск.

в) Отредактировать программу.

г) Открыть окно для создания нового файла.

2). Установить соответствие между названиями команд меню системы программирования Pascal и результатами их действия

 

1) Open              

2) Save              

а) Записать программу в файл на диск б) Выполнить программу

3) Save as в) Записать программу в файл на диск под новым именем

4) Run                             г) Открыть окно для создания нового файла

3). Указать порядок считывания и изменения программы из файла на диске.

а) Внести необходимые дополнения к программы, выполнить ее и исправить ошибки.

б) Записать программу в файл на диск, используя команду SAVE. в) Выбрать и активизировать команду FILE.

г) Выбрать и активизировать команду OPEN.

д) Войти в главное меню.

е) Нажать клавишу ТАИ, выбрать с таблицы имя нужного файла и нажать ENTER.

4. Выбрать и записать правильную ответ.

1) Чтобы выполнить программу, нужно нажать комбинацию клавиш

2) Для просмотра результатов выполнения программы, нужно нажать комбинацию клавиш

3) Чтобы выйти из среды программирования Turbo Pascal, нужно нажать комбинацию клавиш

а) Alt + X; б) Ctrl + F9; в) Alt + F5;

r) Alt + F9

 

Тема СРС: Типы данных и выражений в ТР, операторы языка Рascal Количество учебных часов: 2

Цель, задачи самостоятельной внеаудиторной работы: ознакомление с алфавитом языка программирования; типами данных в Рascal, структурой программы, правилами записи выражений и использованием формул.

Задания для самостоятельной работы студентов:

1. Проработать теоретический материал по теме и ответить на вопрос:

1) Язык программирования Паскаль: алфавит, синтаксис.

2) Описание программ по правилам языка программирования.

3) Типы данных в Паскаль.

4) Запись выражений и использование функций в Паскаль.

5) Понятие оператора: операторы ввода-вывода, присвоения.

2. Выберите имена, которые пользователь создал правильно: а) а, а1, 2А, а + 1, А99В, 55;

б) аbс, АВС, а, for, begin; в) и, ии, ии, и_и, 2 и, var;

г) Mynumber, Му_number, Му number, му- number, do; д) аа, аа + аа, а именно: а, 4а, а4.

3. Запишите имена, которые можно образовать из трех символов: а b, 4.

4. Запишите числа в обычном виде: 6.25 + 1, 3.5Е-1, 25.5 + 2, 0.85-2?

5. Запишите числа в формате mЕр: 0.0025, 0.00012, -0.000005.

6. Запишите числа в обычном виде: 0.1Е + 2, -35.5Е-1, 4.0Е-1, 55.0 + 0?

7. Запишите числа в формате mЕр, где m <1: 65, 125.5, 458.2, 250.

8. Объявите переменные N, и, number как цели; А, suma, р — как действительны.

9. Объявите переменные г, s как числовые действительны; Word1, kod — как текстовые.

10. Какое значение приобретет переменная А после вычисления выражений: а) А = 5 + 2 * 3 — 1; (ответ: 5 + 6 — 1 = 10)

б) А = (10 — 4) * 2 3,

в) А = 18 + 10 — 2 * 5, г) А = 5 + 5 * 4,

д) А = 2 * 5 + 2 * 4 + 2 * С?

11. Какие значения будут иметь переменные после выполнения команд присвоения, если ранее выполнялись команды а = 4; b = 2:

а) а1 = а + 2 * b;

б) а2 = а * а + b * b; в) А3 = а * b + 2;

г) а4 = а * (b — а)?

12. Что будет выведено на экран в результате выполнения программ:

1) ргоgram one; var а b, c: integer; begin

а = 18; b = 22;

c = a + 2 * b; write (c)

end.

3) ргоgram three;

var a: integer;

begin

2) ргоgram two;

var s, v, t. : Integer;

begin

v = 60; t = 4;

s = v * t; write (s: 4)

end.

4) ргоgram four; var а b, c: integer; begin

а = 3;

a = a * a; a = a * a;

write ( ‘Это результат:’, a: 3)

end.

 

5) ргоgram five; var а b: integer; begin

а = 1; b = 1;

a = a + 1; b = b * a; write (a 2, b: 4)

end.

а = (16 + 4) * 2; b = 16 + 12 * 2;

a = ab;

write (a, a 5, b 6, «Это результаты ‘)

end.

 

13. Рассмотрите пример записи выражения в языке Паскаль и нахождение значения выражения в среде программирования.

Записать выражение 3sin x cos 2 x 3,5 4 x

Ответ: (3 * sип (x) + соs (2 * x)) / (3.5 — 4 * АBS (х)).

Задача.Функция у = f (x) задана выражением на примере. Вычислить значение этой функции в некоторой точке x, введя значения х с клавиатуры.

program Hometask;

uses Crt; var х, у: real; begin clrscr;

write ( ‘Введите некоторое число’); readln (x);

в = (3 * sип (x) + соs (2 * x)) / (3.5 — 4 * АBS (х)) writeln (х: 6: 2, в 6: 2)

end.

 

Тема СРС: Операторы ввода-вывода, присвоение Количество учебных часов: 2

Цель, задачи самостоятельной внеаудиторной работы: ознакомление с типами данных в Рascal, структурой программы, правилами записи выражений и использованием формул.

Задания для самостоятельной работы студентов:

1. Проработать теоретический материал по теме и ответить на вопрос:

запись констант, переменных

правила записи алгебраических выражений;

использование указания присвоение;

организация ввода и вывода данных.

запись констант, переменных, стандартных функций;

правила записи алгебраических выражений;

использование указания присваивания;

организация ввода и вывода данных.

2. Составьте программы решения задач согласно своему варианта.

 

Вар.

№ дл.

 

И

 

ИИ

 

ИИИ

 

ИV

 

1

Составить программу расчета по формуле (a, b, x задает пользователь)

в   2 а 4 b

x 2

Составить программу расчета по формуле (a, b, x задает пользователь)

y               a               x

b

Составить программу расчета по формуле (a, b, x задает пользователь)

b 3 a 2

y

x

Составить программу расчета по формуле (a, b, x задает пользователь)

x b 5

y

a

 

2

Определить, какую плату получит рабочий, если ему начислено С грн., Премия 10% и налог 13%. Определить сумму денег человека в банке через год, если внесены В грн., Прирост 12% в месяц. Определить массу поросенка массой М через 3 месяца, если за 1 месяц он набрал 5% веса, за 2-й — 10%, за 3-й — 12%. Стоимость ремонта усадьбы К. Определить конечную стоимость, если в течение 2 месяцев ремонта стройматериалы дорожали на 5% ежемесячно.

Перечень вопросов для подготовки к модульной контрольной работ

Модуль 1: Системы счисления. Математические основы работы компьютера

1. понятие системы исчисления.

2. позиционная система исчисления.

3. непозиционной система исчисления.

4. Правила перевода из десятичной системы счисления в заданную.

5. Правила перевода из заданной системы счисления в десятичную.

6. методы опосредования.

7. Перевод из двоичной системы счисления в десятичную через опосредование в восьмеричной системе исчисления.

8. Перевод из десятичной системы счисления в двоичную через опосредование в восьмеричной системе исчисления.

9. Действия над двоичными числами.

10. Основные понятия математической логики.

11. Логические операции: дизъюнкция, конъюнкция, эквивалентность, отрицание, импликация.

12. Формулы алгебры высказываний.

13. Построение таблиц истинности.

14. Понятие алгоритма.

15. Свойства алгоритмов.

16. Способы записи алгоритмов.

17. Базовые структуры алгоритмов.

18.Построение блок-схем основных базовых структур алгоритмов.

19.Основные логические элементы.

20. Теория автоматов.

21.Построение логических схем.

Модуль 2: Основы языка программирования Паскаль и методология программирования

1. Основные этапы решения задачи с использованием ЭВМ.

2. Понятие языка программирования, программы.

3. Классификация языков программирования.

4. Виды программирования, их характеристика.

5. Система программирования, ее составляющие.

6. Среда программирования Turbo Pascal: интерфейс и основные приемы работы пользователя.

7. Язык программирования Паскаль: алфавит, синтаксис.

8. Описание программ по правилам языка программирования. Структура паскаль- программы.

9. Запись констант, переменных.

10. Типы данных в Паскаль.

11. Функции при записи выражений в Паскаль.

12. Понятие оператора: операторы ввода-вывода, присвоения.

13. Оператор присваивания, его синтаксис ..

14. Операторы ввода Read, Readln.

15. Операторы вывода Write, Writeln.

 

Материалы для организации индивидуальной работы студентов

Модуль 2. Основы языка программирования Паскаль и методология программирования Количество учебных часов 6

Цель, задачи индивидуальной внеаудиторной работы: выполнение работы по разработке темы индивидуального исследования, которая включает следующие составляющие:

1) обработки литературных и интернет-источников для поиска информации по теме;

2) самостоятельное изучение и обработка отобранного материала;

3) оформление работы согласно требований;

4) представление и защита работы.

Тематика индивидуальных учебно-исследовательских задач:

1. Формы представления информации в ЭВМ.

2. машина Тьюринга.

3. Компьютер и булева алгебра.

4. Формы представления информации в компьютере.

5. Логические элементы, применяемые в электронно-вычислительной технике.

6. Комбинационные схемы. построение комбинационных схем.

7. Информационные модели. компьютерное моделирования.

8. теория алгоритмов.

9. алгоритмы сортировки.

10. Графическое представление алгоритмов в соответствии с требованиями стандартов ЕСПД.

11. Ада Лавлейс — первая женщина-программист.

12. эволюция языков программирования.

13. универсальные языки программирования.

14. Программирование: обзор основных понятий.

15. Язык программирования Java Script.

16. Стандартные типы переменных. описание типов переменных.

17. Линейная программа на Турбо Паскаль. Структура, принцип выполнения.

18. Понятие о операторы ввода-вывода.

19. Понятие о процедурный тип.

20. Понятие цикла. Операторы цикла.

21. Динамические переменные и структуры данных.

22. Структурированные типы данных в языке Паскаль и работа с ними.

23. структурное программирования.

24. Принцип модульности, свойства модулей.

25. Место языка Паскаль в современном программировании.

Требования представленной работы:

  • ориентирован объем работы: 7-10 страниц,
  • формат бумаги — А4, все поля — по 2 см;
  • шрифт — TNR, размер — 14 пт, межстрочный интервал — 1,5;
  • в начале работы — СОДЕРЖАНИЕ, обязательным является наличие заключения и списка использованных источников;
  • в ВСТУПЛЕНИИ необходимо указать цели и задачи работы;
  • титульная страница оформляется согласно требований;
  • обязательной составляющей ИНДЗ является наличие презентации по теме для использования при защите (5-10 слайдов).

Рекомендуемая литература

1. Архангельский А. Программирование в Delphi 6 / А Архангельский. M.: Бином, 2001.

2. Буров Е. Компьютерные сети / Е.  Буров. — Львов: Бак, 1999.- 468с.

3. Валецкая Т.   М.   Компьютерные сети.   Аппаратные средства: Учеб. пособие / Т. Н. Валецкая. — К Центр учебной литературы, 2004. — 208с.

4. Гаевский А. Ю. Информатика: 7-11 кл .: Учеб. пособие. / А. Ю. Гаевский. — М.: А.С.К., 2006.

5. Галицын В.К. Многопользовательские вычислительные системы и сети: Учеб. пособие / В.К.Галицин, Ф.А.Левченко.- К: КНЭУ, 1998. — 360с.

6. Галкин В.А. Телекоммуникации и сети: Учебное пособие для вузов / В. А. Галкин, Ю. А. Григорьев.- М: МГТУ им. Баумана Н. Э., 2003. 608с.

7. Глинский Я. М. Основы информатики и вычислительной техники. — ЧАСТЬ II: «Компьютеры» / Я. М. Глинский. — Львов: СП «Бак», 1997.

8. Гуржий А. Н., Зарецкая И. Т., Колодяжный Б.Г. Информатика (учебник), 10-11 кл. / А. Н. Гуржий, И. Т. Зарецкая, Б. Г. Колодяжный. — Х.: Факт, 2006.

9. Дарахвелидзе П. Г., Марков Е. П. Delphi — среда визуального программирования / П. Г. Дарахвелидзе, Е. П.  Марков — С.-Пб. : BHV, 1996. — 352 с.

10. Жуков А. Изучаем Delphi / А. Жуков — С.-Пб. : Питер, 2002.

11. Кропотливая А, Войченко А.   Визуальное программирование в DELPHI Практикум / А. Забарная, А. Войченко — М.: Изд. дом «Школ. мир »: Изд. Л. Галицына, 2006. -128 с.

12. Информатика: Компьютерная техника. Компьютерные технологии: учебник для студ. вузов / В. А. Баженов, П. С. Венгерский, В. М. Горлач и др. — [второй вид.]. — М.: Каравелла, 2011. — 591 с.

13. Караванова Т. П. Информатика. Основы алгоритмизации и программирования (процедурное программирование): учеб. пособие / Т. П. Караванова. — М.: Аспект, 2005.

14. Кулаков Ю. А., Луцкий Г. М. Компьютерные сети / Ю. А. Кулаков, Г. М. Луцкий — М.: Юниор, 2003. — 395 с.

15. Культин Н. Б. Программирование в Turbo Pascal 7.0 и Delphi / Н. Б. Культин — С.- Пб. : BHV, 1998. — 240 с.

16. Левченко А.Н., Завадский И. А., Прокопенко Н. С. Основы Интернета. Учебное пособие / А. Н. Левченко, И. А. Завадский, Н. С. Прокопенко — М.: Издательская группа BHV, 2007. — 318 с.

17. Литвин И.И. Информатика: теоретические основы и практикум: учебник. — [2-е изд., Стереотип.] / И. И. Литвин, А. Н. Конопчук, Ю. Д. Дещинский. — Львов: «Новый Свет — 2000», 2007. — 304 с.

18. Пехота А. Н. Образовательные технологии / А. Н.  Пехота. — М.: А.С.К., 2001 — 256 c.

 

19. Ребрина В. А. Информатика. Учебное пособие, 10 кл. / В. А. Ребрина. — М.: Генезис, 2007.

20. Ривкинд И. А., Лысенко Т. И. Информатика 11 класс. Уровень стандарта: учебник / И. А. Ривкинд, Т. И.  Лысенко. — М.: Генезис, 2010.

21. Руденко В. Д., Макарчук А. Н., Патланжоглу Н. А. Курс информатики (в 2-х ч.), (Учебно-методическое пособие) / В. Д. Руденко, А. М. Макарчук, Н. А. Патланжоглу. — М.: Феникс, 2004.

22. Программирование в среде DELPHI. Методические рекомендации к практическим работам / [сост. Т. Г. Четверикова] — Луцк: Терен, 2012. — 110 с.

[Всего голосов: 3    Средний: 5/5]

Читать  Лекции по дисциплине "Архитектура компьютерных систем"