Министерство образования Республики Беларусь

УО «Полоцкий государственный университет»

Факультет информационных технологий

Кафедра технологий программирования

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Основы алгоритмизации и программирования»

Выполнил:

Хрол Д.А.

Новополоцк 2010

Введение

Решение задачи №1

Решение задачи №2

Решение задачи №3

Решение задачи №4

Решение задачи №5

1 Постановка задачи и выбор метода обработки информации

3 Разработка алгоритма и его описание

4 Описание программы

4.1 Структура программы

4.2 Описание подпрограмм

Заключение и выводы

Введение

С каждым днём программирование становиться всё более популярно среди обычных пользователей, что связано с интенсивным развитием информационных технологий. В начале компьютерной эры программисты были рабами вычислительных машин. Разработчики программного обеспечения должны были писать свои команды на единственном языке, который понимали компьютеры, - в двоичном коде, и программы выглядели как последовательность нулей и единиц. По мере того как время шло, и алгоритмы усложнялись, программирование требовало все больше времени, а внесение изменений в программы и их модернизация становились практически невозможными.

Язык Паскаль относится к процедурно-ориентированным языкам высокого уровня

Достоинства языка Паскаль:

.относительная простота (т.к. разрабатывался с целью обучения программированию);

.идеология языка Паскаль близка к современным методикам и технологиям программирования, в частности, к структурному программированию и нисходящему проектированию (метод пошаговой детализации) программ. Паскаль может использоваться для записи программы на различных уровнях ее детализации, не прибегая к помощи схем алгоритмов;

.гибкие возможности в отношении используемых структур данных;

.высокая эффективность программ;

.наличие средств повышения надежности программ, включающих контроль правильности использования данных различных типов и программных элементов на этапах трансляции, редактирования и выполнения.

В связи с этим язык Паскаль в настоящее время находит самое широкое распространение для решения большого круга разнообразных практических и научных задач.

В рамках курсовой работы необходимо разработать пять программ на различную тематику согласно заданию курсовой работы.

Цели курсовой работы:

− разработка программ согласно заданию курсовой работы;

− систематизация и закрепление теоретических знаний и практических умений, полученных за время обучения дисциплины «Основы алгоритмизации и программирования».

1. Решение задачи №1

Постановка задачи и выбор метода обработки информации

Первой задачей курсовой работы является вычисление суммы рядя с точностью ε = 10-5:

Значение X вводится с клавиатуры.

Математическая формулировка задачи и выбор метода обработки информации

Для решения данной задачи будет использоваться формула, приведенная ниже:

Программный код

программа паскаль задача алгоритм

var, x2k, s, e, eps: real;: integer;: integer;("X="); readln(x);:= 0; eps:= 0.00001; k:= 0;:= 1; x2k:= 1;:= minus * (-1);k:= x2k * x * x;(k);:= minus * x2k / (2 * k * (2 * k - 1));:= s + e;abs(e) < eps;("S=", s:8:5);.

Рисунок 1. Разработка алгоритма и его описание

Инструкция по эксплуатации программы

Пользователь вводит значение X с клавиатуры. Далее происходят вычисления по заданному алгоритму до значения с точностью, равной 10-5. После нахождения результата сумма выводится на экран.

2. Решение задачи №2

По условию второй задачи в квадратной матрице необходимо поменять местами элементы строки и столбца, на пересечении которых находится минимальный из положительных элементов

Форма представления исходных данных

Данные представлены в виде одномерного массива.

Рисунок 2. Разработка алгоритма и его описание

Описание программы. Структура программы.

Программа состоит из 2 подпрограмм и основной программы. Под программы предназначены для поиска минимального из положительных элементов и для замены элементов строки и столбца, на пересечении которых находится минимальный элемент.

Описание подпрограмм

Подпрограмма MinPosition предназначена для поиска минимального из положительных элементов матрицы:

function MinPosition(a:array of array of integer):string;,j,min:integer;:string;:=60;i:=0 to s doj:=0 to s do(a[i][j]>0) and (a[i][j]

Подпрограмма ReplaceElems предназначена для замены элементов строки и столбца, на пересечении которых находится минимальный элемент:

procedure ReplaceElems(var a:array of array of integer; str, col:integer);,j:integer;j:=0 to s do:=a[j];[j]:=a[j];[j]:=tmp;;;

Инструкция по эксплуатации программы

После запуска программы будет сгенерирована матрица, заполненная случайными числами. После этого на экран будет выведена исходная матрица и матрица, полученная в результате выполнения программы.

3. Решение задачи №3

Постановка задачи и выбор метода обработки информации.

Форма представления исходных данных

Данные представлены в виде матрицы, размер которой необходимо ввести в начале выполнения программы.

Разработка алгоритма и его описание

По условию задачи, массив необходимо отсортировать пирамидальной сортировкой. Сортировка пирамидой использует сортирующее дерево. Сортирующее дерево- это такое двоичное дерево, у которого выполнены условия:

.Каждый лист имеет глубину либо d либо d − 1, d- максимальная глубина дерева.

.Значение в любой вершине больше, чем значения её потомков.

Удобная структура данных для сортирующего дерева- такой массив Array, что Array- элемент в корне, а потомки элемента Array[i]- Array и Array.

Алгоритм сортировки будет состоять из двух основных шагов:

.Выстраиваем элементы массива в виде сортирующего дерева:

[i]>=Array[i]>=Array,

при 1<=i

Этот шаг требует O(n) операций.

2.Будем удалять элементы из корня по одному за раз и перестраивать дерево. То есть на первом шаге обмениваем Array и Array[n], преобразовываем Array, Array, …, Array в сортирующее дерево. Затем переставляем Array и Array, преобразовываем Array, Array, …, Array в сортирующее дерево. Процесс продолжается до тех пор, пока в сортирующем дереве не останется один элемент. Тогда Array, Array, …, Array[n]- упорядоченная последовательность. Сортировка организована в виде подпрограммы PyramidalSort.

Описание программы

Структура программы

Программа состоит из 2 программ и основной части. Подпрограммы предназначены для преобразования элементов в сортирующее дерево и для сортировки элементов.

Описание подпрограмм

Подпрограмма DownHeap предназначена для преобразования элементов в сортирующее дерево:

procedure DownHeap(index, Count: integer; Current: integer);: Integer;index < Count div 2 do:= (index + 1) * 2 - 1;(Child < Count - 1) and (Arr < Arr) then:= Child + 1;Current >= Arr then;:= Arr;:= Child;;:= Current;;

Подпрограмма PyramidalSort предназначена для сортировки дерева:

procedure PyramidalSort(var Arr: mas; Count: integer);: integer;: integer;i:= (Count div 2) - 1 downto 0 do(i, Count, Arr[i]);i:= Count - 1 downto 0 do:= Arr[i]; Arr[i]:= Arr;(0, i, Current);;

Инструкция по эксплуатации программы

Для начала работы программы необходимо указать количество элементов массива. После обработки на экране будет показан исходный массив и массив, полученный в результате работы программы.

4. Решение задачи №4

Постановка задачи и выбор метода обработки информации.

Перед каждым словом исходного предложения напечатать его порядковый номер. Вывести на экран преобразованное предложение. Результат вывести на экран и в текстовый файл.

Форма представления исходных данных

Исходными данными к программе является предложение, представленное в виде последовательности слов и символов.

Рисунок 3. Разработка алгоритма и его описание

Исходный код программы

uses crt;,num:integer;,word,res:string;:text;

writeln("Введите предложение:");

readln(s);:=0;i:=1 to length(s) do(f,output.txt);(f);(s[i]<>" ")then(s[i],word,length(word)+1);length(s)=i then:=res+" "+inttostr(num)+" - "+word;;;(word<>"") then(num);res="" then:=res+" "+inttostr(num)+" - "+word;:=res+" "+inttostr(num)+" - "+word;;:="";; end; end;("Результат выполнения");

writeln(f,res);(f);.

Инструкция по эксплуатации программы

После запуска программы необходимо ввести предложение. В результате выполнения программы на экране будет показано исходное предложение с проставленными перед каждым словом порядковым номерами. Также результат будет записан в файл output.txt.

5. Решение задачи №5

1 Постановка задачи и выбор метода обработки информации

Создать файл, содержащий сведения о пациентах глазной клиники. Структура записи: фамилия пациента, пол, возраст, место проживания (город), диагноз. На экран и в отдельный файл вывести: количество иногородних пациентов, прибывших в клинику; список пациентов старше X лет с диагнозом Y. Значения X и Y ввести с клавиатуры. Программа должна выполнять следующие дополнительные функции: создание новой базы данных; открытие базы из файла; сохранение базы в файл; добавление записей; удаление записей; поиск записей по одному из полей; сортировку по одному из полей методом, указанным в задаче 3; вывод базы данных на экран; выход из программы. Для реализации основных действий алгоритма использовать подпрограммы. Для обработки записей реализовать динамическую структуру данных односвязный список.

2 Форма представления исходных данных

Исходными данными к программе являются сведения о пациентах глазной поликлиники.

3 Разработка алгоритма и его описание

Программа реализована в виде ряда мелких подпрограмм, каждая из которых соответствует одной из функций (создание базы, сохранение базы, добавление записи, удаление записи, удаление всех записей, поиск записей, сортировка записей, формирование отчета, выход из программы).

Рисунок 4

4 Описание программы

4.1 Структура программы

Структуру программы можно представить в виде процедур и функций, выполняющих определённые действия. В программе предусмотрено создание отчета. Сортировка записей производится пирамидальным методом.

4.2 Описание подпрограмм

С помощью процедуры slist_add можно добавлять данные о пациентах в базу:

procedure slist_add(var q: pslist; a: tclient);, n: pslist;:= q;l <> nil then while l^.o <> nil do l:= l^.o;(n);^.a:= a;^.o:= nil;l <> nil then l^.o:= n else q:= n;;

Для удаления записей служит процедура slist_del:

procedure slist_del(var q: pslist; var a: tclient);: pslist;:= q;n <> nil then:= n^.o;:= n^.a;(n);;

Процедура menu_load необходима для загрузки файла базы данных:

procedure menu_load;: string;: file of tclient;: tclient;

write(Введите имя файла для загрузки: ");

readln(f);_destroy(q);(t, f);(t);not eof(t) do(t, a);_add(q, a);;(t);("Данные загружены");_wait;

Процедура menu_save нужна для сохранения существующей базы:

procedure menu_save;: string;: file of tclient;: pslist;

write("Введите имя файла для сохранения: ");

readln(f);(t, f);(t);:= q;o <> nil do(t, o^.a);:= o^.o;;(t);("Данные сохранены");

Процедура поиска записей:menu_search;: string;: pslist;: integer;: boolean;

write( Введите фразу для поиска: ");

readln(p);:= q;:= 0;:= false;o <> nil do(n);(Pos(p, o^.a.name) > 0) or (Pos(p, o^.a.pol) > 0) or (Pos(p, o^.a.town) > 0) or (Pos(p, o^.a.diag) > 0) then:= true;_line(n, o);; := o^.o;;not pres then writeln("Записи не найдены");_wait;

Процедура menu_report выводит на экран и в файл отчет по базе данных:

writeln("ПЕРЕЧЕНЬ ИНОГОРОДНИХ ПАЦИЕНТОВ");

writeln(f, "ПЕРЕЧЕНЬ ИНОГОРОДНИХ ПАЦИЕНТОВ);

p:= q;p <> nil dop^.a.town <> TOWN then(p^.a.name:15, " ", p^.a.town);(f, p^.a.name:15, " ", p^.a.town);;:= p^.o;;(Введите возраст для поиска: "); readln(a);("Введите диагноз: "); readln(s);("ПЕРЕЧЕНЬ ПАЦИЕНТОВ СТАРШЕ ", a, " ЛЕТ С ДИАГНОЗОМ "", s, """);

writeln(f, "ПЕРЕЧЕНЬ ПАЦИЕНТОВ СТАРШЕ ", a, " ЛЕТ С ДИАГНОЗОМ "", s, """);

p:= q;:= false;p <> nil do(p^.a.age >= a) and (p^.a.diag = s) then

writeln(p^.a.name:15, " ", p^.a.age, " ëåò");(f, p^.a.name:15, " ", p^.a.age, " ëåò");

b:= true;;:= p^.o;;not b then ("Пациенты не найдены");

writeln(f, "Пациенты не найдены");

end;(f);_wait;;

Для сортировки записей используются две процедуры Sort и DownHeap. Процедура DownHeap преобразует элементы в дерево. Процедура Sort непосредственно сортирует данное дерево.

procedure Sort(var q: pslist; Count: Integer; Field: Integer);DownHeap(index, Count: integer; Current: pslist);: Integer;index < Count div 2 do:= (index + 1) * 2 - 1;(Child < Count - 1) and (data_compare(slist_at_pos(q, Child + 1), slist_at_pos(q, Child), Field)) then:= Child + 1;data_compare(Current, slist_at_pos(q, Child), Field) then;_set(slist_at_pos(q, index), slist_at_pos(q, Child));:= Child;;_set(slist_at_pos(q, index), Current);;: integer;: pslist;(Current);i:= (Count div 2) - 1 downto 0 do_set(Current, slist_at_pos(q, i));(i, Count, Current);;i:= Count - 1 downto 0 do _set(Current, slist_at_pos(q, i));_set(slist_at_pos(q, i), slist_at_pos(q, 0));(0, i, Current);;;

5.5 Инструкция по эксплуатации программы

После запуска программы на экране появляется главное меню программы (рисунок 5).

Рисунок 5 - Главное меню

Непосредственно с помощью данного меню и происходит управление программой. Для выбора желаемого действия необходимо нажать соответствующую клавишу.

После выбора пункта меню «загрузить базу» и «сохранить базу» на экране появится окно, куда необходимо ввести название ранее созданного файла (рисунок 6).

Рисунок 6 - Окно загрузки и сохранения файла базы данных

После выбора пункта меню «добавить запись» на экране появится окно следующего вида, куда необходимо занести информацию о пациенте

Рисунок 7 - Добавление записи

Для удаления записи необходимо выбрать пункт «удалить запись», после чего необходимо ввести номер удаляемой записи (рисунок 8).

Рисунок 8 - Удаление записей

Для поиска записей необходимо выполнить пункт меню «поиск записей», далее ввести критерии поиска (рисунок 9).

Рисунок 9 - Поиск записей

Для сортировки и создания отчетов необходимо также выбрать соответствующие пункты меню, после чего следовать инструкциям программы. Отчет сохраняется в папке с программой под названием eye.txt.

Заключение и выводы

Изначально язык программирования Паскаль был предназначен для обучения программированию. Но вскоре было обнаружено, что Паскаль пригоден для написания настоящих программ. И благодаря этому популярность Паскаля начинает расти. Его и сейчас изучают в школах, институтах и в других учебных заведениях. Паскаль имеет более простой синтаксис, нежели другие языки программирования. Но язык Паскаль больше всего близок к идеальному алгоритмическому процедурному языку, поскольку он полностью реализует принципы структурного программирования.

В рамках курсовой работы было разработано пять программ различного вида и различной тематики:

.Вычисление суммы ряда;

.Обработка одномерных массивов;

.Обработка матриц;

.Обработка строк;

.Работа с файлами, реализация структуры данных «односвязный список».

Курсовая работа выполнена в полном объеме, в соответствии с вариантом задания. В ходе курсовой работы были приобретены теоретические и практические навыки программирования на языке Паскаль.

Список использованной литературы

1.Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Начальный курс: Учебное пособие. - М.: Норидж, 1997.

Бородич Ю.С., Вальвачев А.Н., Кузьмич А.И. Паскаль для персональных компьютеров. - Мн.: Выш.шк.; БФГИТМ «НИКА», 1991.

Офицеров Д.В., Долгий А.Б., Старых В.А. Программирование на персональных ЭВМ: Практикум: Учеб.пособие. - Мн.: Выш.шк., 1993.

Кулагин Н.Б. Программирование в Turbo Pascal 7.0 и Delphi. - СПб.:BHV, 2000.

Пильщиков В.Н. Сборник упражнений по языку Паскаль. М.: Наука, 1989.

Грогоно П. Программирование на языке Паскаль. - М.: Мир, 1982.

Хьюз Дж., Мичтом Дж. Структурный подход к программированию. - М.: Мир, 1980.

Мануйлов В.Г. Разработка программного обеспечения на Паскале. - М.: Приор, 1996.

Гудман С., Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ алгоритмов. - М.:Мир, 1981.

Дейкстра Э. Дисциплина программирования. - М.: Мир, 1978. http://lib.ru/ctotor/dejkstra.

Фаронов В.В. Практика программирования. М.: МВТУ-ФЕСТО ДИДАКТИК, 1993. http://borlpasc.narod.ru/docym/farpract/oglav.htm

CIT Forum (Форум IT технолоний) [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.citforum.ru/database/classics/chen/

Чтобы писать приложения разного уровня сложности, сначала необходимо получить знания по том, как это делается. И начинать желательно с самой основы алгоритмизации и программирования. Вот о них мы и поговорим в рамках статьи.

Так называется комплексная техническая наука, задача которой - систематизация приёмов создания, обработки, передачи, сохранения и воспроизведения данных с использованием Также к ней относят принципы функционирования и методы управления, которые помогают достичь цели. Сам термин «информатика» имеет французское происхождения и является гибридом слова «информация» и «автоматика». Возник он благодаря разработке и распространению новых технологий сбора, обработки и передачи данных, которые были связаны с их фиксацией на машинных носителях. Вот какое происхождение имеет информатика. Основы алгоритмизации и программирования являются одним из самых важных направлений данной науки.

Чем она занимается?

Перед информатикой стоят такие задачи:

1. Аппаратная и программная поддержка вычислительной техники.
2. Средства обеспечения взаимодействия человека и компьютерных составляющих между собой.

Для обозначения технической части часто применяется термин «интерфейс». Вот перед нами произвольная программа. Основы алгоритмизации и программирования всегда используются при создании продуктов массового распространения, которые «должны» завоевать широкую аудиторию. Ведь для популярности разрабатываемое приложение должно оптимально работать и выглядеть.

Представление алгоритмов

Они могут быть записаны значительным количеством способов. Наиболее популярными являются следующие:

1. Словесно-формульное описание. Подразумевается размещение текста и конкретных формул, которые будут объяснять особенности взаимодействия во всех отдельных случаях.
2. Блок-схема. Подразумевается наличие графических символов, которые дают возможность понять особенности взаимодействия программы внутри себя и с другими приложениями или аппаратной составляющей компьютера. Каждый из них может отвечать за отдельную функцию, процедуру или формулу.
3. Подразумевается создание отдельных способов описания под конкретные случаи, которые показывают особенности и очередность выполнения задач.
4. Операторные схемы. Подразумевается создание прототипа - в нем будет показано взаимодействие на основании путей, которые пройдут отдельные операнды.

Псевдокод. Набросок костяка программы.

Запись алгоритма

Как начать создавать свой прообраз программы, функции или процедуры? Для этого достаточно пользоваться такими общими рекомендациями:

1. У каждого алгоритма должно быть своё имя, которое объясняет его смысл.
2. Обязательно следует позаботиться о присутствии начала и конца.
3. Должны описываться входные и выходные данные.
4. Следует указать команды, с помощью которых будут выполняться определённые действия над конкретной информацией.

Способы записи

Представлений алгоритма может быть целых пять. Но вот способов записи всего лишь два:

1. Формально-словесный. Он характеризуется тем, что описание производится главным образом с использованием формул и слов. Содержание, а также последовательность выполнения этапов алгоритма в этом случае записывается на естественном профессиональном языке в произвольной форме.
2. Графический. Наиболее распространен. Для него используются блочные символы или схемы алгоритмов. Связь между ними показывается с помощью специальных линий.

Разрабатываем программную структуру

Можно выделить три основных вида:

1. Линейный. При этой структуре все действия выполняют последовательно в порядке очереди и всего один раз. Схема выглядит как последовательность блоков, расположенных сверху вниз, в зависимости от порядка их выполнения. Получаемые первичные и промежуточные данные не могут повлиять на направление вычислительного процесса.
2. Ветвящийся. Нашел широкое применение на практике, при решении сложных задач. Так, если необходимо принимать во внимание первоначальные условия или промежуточные результаты, то необходимые вычисления выполняются в соответствии с ними и направление вычислительного процесса может меняться в зависимости от получаемого результата.

Циклический. Чтобы облегчить себе работу со многими задачами, некоторые участки программного кода имеет смысл многократно повторять. Чтобы не прописывать сколько раз и что нужно сделать, используют циклическую структуру. Она предусматривает наличие последовательности команд, которая будет повторяться до выполнения заданного условия. Использование циклов позволяет многократно снизить трудоемкость написания программы.

Программирование

Важным является на котором будут создаваться программы. Следует учесть, что многие из них «заточены» под конкретные условия работы (например, в браузере). В целом языки программирования делят на две группы:

1. Функциональные.
2. Операторные:

Не процедурные;

Процедурные.

Можете предположить, какие из них чаще всего применяются? Операторно-процедурные - вот ответ. Они могут быть ориентированы на машины или независимыми. К первым относят ассемблеры, автокоды, символическое кодирование. Независимые делят, основываясь на их ориентации:

• процедурные;
• проблемные;
• объектные.

Каждый из них имеет свою сферу применения. Но для написания программ (полезных приложений или игр) чаще всего используются объектно-ориентрованные языки. Конечно, можно воспользоваться и другими, но дело в том, что они являются наиболее проработанными для создания конечных продуктов потребления для широких масс. Да, и если пока у вас нет точного видения, с чего начать, предлагаю обратить внимание на основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования. Сейчас это очень популярное направление, по которому можно найти уйму учебного материала. Вообще основы алгоритмизации и языки программирования сейчас нужны ввиду того, что существует недостаток квалифицированных разработчиков, и их важность в будущем будет только расти.

Заключение

При работе с алгоритмами (а в последующем и с программами) следует стремиться продумать все детали до самой мелкой. В последующем выявление каждого непроработанного участка кода приведёт только к дополнительным работам, увеличению затрат на разработку и сроков выполнения задачи. Тщательное планирование и проработка всех нюансов позволит значительно сэкономить время, усилия и деньги. Что ж, сейчас могут сказать, что после прочтения данной статьи у вас есть понятие про основы алгоритмизации и программирования. Осталось только применить эти знания. Если есть желание изучить тему более детально, могу посоветовать книгу «Основы алгоритмизации и программирования» (Семакин, Шестаков) 2012 года.

Р

программы подготовки специалистов среднего звена (квалифицированных рабочих, служащих)
для специальностей технического профиля 09.02.05.Прикладная информатика (по отраслям))
на базе основного общего образования
с получением среднего общего образования

Скачать:

Предварительный просмотр:

Министерство образования Саратовской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области «Энгельсский политехникум»

(ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум»)

Р абочая программа учебной дисциплины

ОП.17 ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

программы подготовки специалистов среднего звена (квалифицированных рабочих, служащих)

для специальностей технического профиля 09.02.05.Прикладная информатика (по отраслям))

на базе основного общего образования

с получением среднего общего образования

2016 г.

Рекомендована Экспертной комиссией согласно приказа министерства образования Саратовской области от 13.01.2011 года № 28 «О подготовке основных профессиональных образовательных программ среднего профессионального образования»

разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего профессионального образования (далее – СПО)

09.02.05 - Прикладная информатика (по отраслям)

Организация-разработчик: ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум»

Разработчики:

Ивашов Юрий Александрович, преподаватель

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

название программы учебной дисциплины

1.1. Область применения программы

Рабочая программа учебной дисциплины «Основы алгоритмизации и программирования» соответствует требованиям ФГОС по специальности 09.02.05 - Прикладная информатика (по отраслям) базовой подготовки и работодателей.

Учебная дисциплина «Основы алгоритмизации и программирования» является вариативной частью программы подготовки специалистов среднего звена по специальности и входит в учебный цикл профессиональных дисциплин.

Учебная дисциплина направлена на формирование общих и профессиональных компетенций:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

ПК 1.1. Обрабатывать статический информационный контент.

ПК 1.2. Обрабатывать динамический информационный контент

ПК 2.3. Разрабатывать и публиковать программное обеспечение и информационные ресурсы отраслевой направленности со статическим, динамическим и интерактивным контентом.

ПК 2.4. Проводить отладку и тестирование программного обеспечения отраслевой направленности.

Преподавание дисциплины осуществляется на основе современных компьютерных технологий и предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические занятия, семинар-диалог, работа в малых группах, самостоятельная работа студента под контролем преподавателя (домашние задания), консультации.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме проверки выполнения практических заданий по дисциплине, устного опроса, промежуточный контроль в форме контрольной работы и промежуточная аттестация в виде экзамена.

Программа профессионального модуля может быть использована в дополнительном профессиональном образовании и профессиональной подготовке специалистов в области прикладной информатики в различных областях при наличии среднего (полного) общего образования.

1.2. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

В результате освоения дисциплины обучающийся должены:

уметь:

• разрабатывать схемы работы программы (блок-схемы);
• разрабатывать программное обеспечение с помощью языков программирования;
• осуществлять выбор метода отладки программ;
• решать задачи тестирования и отладки программного обеспечения;
• использовать инструментальные среды поддержки разработки, системы управления;
• идентифицировать, анализировать и структурировать данные;

знать:

• свойства алгоритма: конечность, определенность, результативность, массовость;
• область определения алгоритма.
• базовые структуры алгоритмов: линейные, разветвляющиеся, циклические.

• базовые и динамические структуры данных и операции над ними;
• операторы языка Pascal, C, C++.

Максимальной учебной нагрузки обучающегося 180 часов , в том числе:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 120 часов ;

самостоятельной работы обучающегося 60 часов .

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Основы алгоритмизации и программирования»

3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

3.1 Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета основы алгоритмизации и программирования, с подключением к сети Интернет.

Оборудование кабинета:

• рабочее место каждого обучающегося (по количеству обучающихся в учебной группе на занятии) в составе: персональный компьютер;
• рабочее место преподавателя, в составе: персональный компьютер;
• локальная сеть;
• подключение к сети Интернет;
• мультимедийный проектор;
• интерактивная доска;
• принтер;
• сканер.

Программное обеспечение рабочих мест:

• Операционная система;
• Браузер;
• Антивирусное ПО;
• Среда программирования.

3.2. Информационное обеспечение обучения

Основные источники:

1. Семакин, И. Г., Шестаков, А. П. Основы алгоритмизации программирования (учебник для СПО). [Текст]/ И. Г. Семакин, А. П. Шестаков – Москва, 2012 г. – 400 с.
2. Колдаев, В. Д. Основы алгоритмизации и программирования. [Текст]/ В. Д. Колдаев – Москва, 2011 г.
3. Андреева Т.А. Программирование на языке Pascal: учеб. пособие. Бином. Лаборатория знаний, 2011. 234 с.
4. Некрасов В.П. Turbo Pascal 7.0. Основы программирования. Ч. 1. Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2011. 60 с.
5. Епанешников А.М. Программирование в среде Turbo Pascal 7.0: учеб. пособие. 4-е изд., испр. М.: Диалог-МИФИ, 2010. 367 с.
6. Репаков, Г.Г. Turbo Pascal для студентов и школьников / Г.Г. Репаков. - СПб.: БХВ- Петербург, 2009,- 245с.
7. Хореев, П.Б. Технология объектно-ориентированного программирования: учебное пособие для вузов / П. Б. Хорев. - Москва: Академия, 2008. - 448с
8. Голицына О.Л, Партыка Т.Л., Попов И.И. Языки программирования. 2-е изд., перераб. и доп./ Голицына О.Л, Партыка Т.Л., Попов И.И. – М.: Издательство «Форум», 2010. - 400 с. (Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации)

Дополнительная литература

1. Голицина, О. Л., Попов, И.И Основы алгоритмизации и программирования. [Текст]/ О. Л. Голицина, И. И. Попов – Москва, 2004 г.
2. Могилев, А. В., Пак, Н. И., Хеннер, Е. К. Информатика. [Текст]/ А. В. Могилев, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер – Москва, 2004 г.
3. Могилев, А. В., Пак, Н. И., Хеннер, Е. К. Практикум по информатике. [Текст]/ А. В. Могилев, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер – Москва, 2005 г.
4. Семакин, И. Информатика. Задачник-практикум. Том 1. - [Текст]/ И. Семакин – Москва. 2011 г.
5. Попов В.Б. Turbo Pascal для школьников: Учеб. пособие. - 3-е изд., доп. – М.: Финансы и статистика, 2010. – 352 с.

4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, устного опроса, а также выполнения обучающимися внеаудиторной самостоятельной работы.

Оценка индивидуальных образовательных достижений по результатам текущего контроля и промежуточной аттестации производится в соответствии с универсальной шкалой (таблица).

На этапе промежуточной аттестации по медиане качественных оценок индивидуальных образовательных достижений экзаменационной комиссией определяется интегральная оценка освоенных обучающимися профессиональных и общих компетенций.

Алгоритмом называется строго определенное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи.

Термин «алгоритм» происходит от латинской формы имени среднеазиатского математика Аль-Хорезми – Algorithmi. Алгоритм является одним из основных понятий информатики и математики.

Исполнителем алгоритма предстает некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, которая способна выполнить действия, предписываемые алгоритмом.

Для характеристики исполнителя используют несколько понятий:

среда;

система команд;

элементарные действия;

отказы.

Среда (или обстановка) представляет собой «место обитания» исполнителя.

Любой из исполнителей может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка, который является системой команд исполнителя. Для каждой команды задаются условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнена команда) и приводятся результаты выполнения команды.

После вызова команды исполнитель производит соответствующее элементарное действие.

Может возникнуть и отказ исполнителя в случае, если команда вызывается при недопустимом для нее состоянии среды. Чаще всего исполнитель ничего не знает о цели алгоритма. Он выполняет все предложенные ему действия, не задавая вопросов «почему» и «зачем».

В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.

К основным свойствам алгоритмов относятся:

1) понятность для исполнителя – исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять;

2) дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное исполнение простых (или ранее определенных) шагов (этапов);

3) определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Это свойство обеспечивает выполнение алгоритма механически, не требуя никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче;

4) результативность (или конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов;

5) массовость – алгоритм решения задачи производится в общем виде, т. е. его можно будет применять для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из определенной области, которая называется областью применимости алгоритма.

На практике чаще всего встречаются следующие формы представления алгоритмов:

словесная – записывается на естественном языке;

графическая – с помощью изображения из графических символов;

псевдокоды – полуформализованные описания алгоритмов на некотором условном алгоритмическом языке, которые включают в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.;

программная – тексты на языках программирования.

Словесный способ записи алгоритмов является описанием последовательных этапов обработки данных. Алгоритм может быть задан в произвольном изложении на естественном языке. Например, алгоритм нахождения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел можно представить как следующую последовательность действий:

1) задание двух чисел;

2) если числа равны, то выбор любого из них в качестве ответа и остановка, в противном случае – продолжение выполнения алгоритма;

3) определение большего из чисел;

4) замена большего из чисел разностью большего и меньшего из чисел;

5) повтор алгоритма с шага 2.

Приведенный алгоритм используется для любых натуральных чисел и должен приводить к решению поставленной задачи.

Словесный способ не имеет широкого распространения, так как обладает некоторыми недостатками:

данные описания строго не формализуемы;

отличаются многословностью записей;

допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.

Графический способ представления алгоритмов оказывается более компактным и наглядным по сравнению со словесным. При данном виде представления алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению некоторого числа действий.

Для графического представления алгоритм использует изображение в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий. Это графическое представление называется схемой алгоритма, или блок-схемой.

В блок-схеме каждый из типов действий (ввод исходных данных, вычисление значений выражений, проверка условий, управление повторением действий, окончание обработки и т. п.) соответствует геометрической фигуре, представленной в виде блочного символа. Блочные символы соединены линиями переходов, которые определяют очередность выполнения действий.

Псевдокод является системой обозначений и правил, которая предназначена для единообразной записи алгоритмов. Он занимает промежуточное место между естественным и формальным языками. С одной стороны, псевдокод похож на обычный естественный язык, поэтому алгоритмы могут на нем записываться и читаться как обычный текст. С другой стороны, в псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и математическая символика, благодаря чему запись алгоритма приближается к общепринятой математической записи.

В псевдокоде не применяются строгие синтаксические правила для записи команд, которые присущи формальным языкам, что облегчает запись алгоритма на стадии его проектирования и дает возможность использовать более широкий набор команд, рассчитанный на абстрактного исполнителя. Однако в псевдокоде чаще всего имеются некоторые конструкции, присущие формальным языкам, что облегчает переход от записи на псевдокоде к записи алгоритма на формальном языке. Например, в псевдокоде, также каки в формальных языках, существуют служебные слова, смысл которых определен раз и навсегда. Их выделяют в печатном тексте жирным шрифтом, а в рукописном тексте подчеркивают. Единый или формальный подход к определению псевдокода не существует, поэтому используются различные псевдокоды, отличающиеся набором служебных слов и основных (базовых) конструкций.

Программная форма представления алгоритмов иногда характеризуется некоторыми структурами, состоящими из отдельных базовых (основных) элементов. При данном подходе к алгоритмам изучение основных принципов их конструирования следует начинать с этих базовых элементов. Их описание осуществляется с использованием языка схем алгоритмов и алгоритмического языка.

Машинно-ориентированные языки относятся к машинно-зависимым языкам программирования. Основные конструктивные средства таких языков позволяют учитывать особенности архитектуры и принципов работы определенной ЭВМ, т. е. они имеют те же возможности и требования к программистам, что и машинные языки. Однако в отличие от последних они требуют предварительной трансляции на машинный язык составленных с их помощью программ.

Данными видами языков программирования могут быть: автокоды, языки символического кодирования и ассемблеры.

Для машинно-независимых языков не требуется полного знания специфики компьютеров. С их помощью можно записывать программу в виде, допускающем ее реализацию на ЭВМ с различными типами машинных операций, привязка к которым возлагается на соответствующий транслятор.

Причина бурного развития и применения высокоуровневых языков программирования заключается в быстром росте производительности ЭВМ и хронической нехватке программистских кадров.

Промежуточное место между машинно-независимыми и машинно-зависимыми языками отводится языку Си. Он создавался при попытке объединения достоинств, присущих языкам обоих классов. Данный язык обладает рядом особенностей:

максимально использует возможности конкретной вычислительной архитектуры; из-за этого программы на языке Си компактны и работают эффективно;

позволяет налучшим образом использовать огромные выразительные средства современных языков высокого уровня.

Языки разделяют на процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные.

Процедурно-ориентированные языки, например Фортран, Кобол, Бейсик, Паскаль, наиболее часто используются для описания алгоритмов решения широкого класса задач.

Проблемно-ориентированные языки, в частности РПГ, Лисп, АПЛ, GPSS, применяются для описания процессов обработки информации в более узкой, специфической области.

Объектно-ориентированные языки программирования позволяют разрабатывать программные приложения для большого круга разнообразных задач, имеющих общность в реализуемых компонентах.

Рассмотрим методы использования языков программирования.

Интерпретация представляет собой пооператорную трансляцию и последующее выполнение оттранслированного оператора исходной программы. Существует два основных недостатка метода интерпретации:

1) интерпретирующая программа должна располагаться в памяти ЭВМ на протяжении всего процесса выполнения исходной программы. Другими словами, она должна занимать некоторый установленный объем памяти;

2) процесс трансляции одного и того же оператора повторяется такое число раз, которое должна исполнять эта команда в программе. Это приводит к резкому снижению производительности работы программы.

Трансляторы-интерпретаторы являются достаточно распространенными, так как они поддерживают диалоговый режим.

Процессы трансляции и выполнения при компиляции разделяются во времени: сначала исходная программа в полном объеме переводится на машинный язык, после чего оттранслированная программа может многократно исполняться. Для трансляции методом компиляции необходим неоднократный «просмотр» транслируемой программы, т. е. трансляторы-компиляторы являются многопроходными. Трансляция методом компиляции носит название объектного модуля, который представляет собой эквивалентную программу в машинных кодах. Необходимо, чтобы перед исполнением объектный модуль обрабатывался специальной программой ОС и преобразовывался в загрузочный модуль.

Применяют также трансляторы интерпретаторы-компиляторы, объединяющие в себе достоинства обоих принципов трансляции.

Высокоуровневые языки используются в машинно-независимых системах программирования. Такие системы программирования в сравнении с машинно-ориентированными системами предстают более простыми в использовании.

Языки программирования высокого уровня подразделяют на процедурно-ориентированные, проблемно-ориентированные и объектно-ориентированные.

Процедурно-ориентированные языки применяются для записи процедур или алгоритмов обработки информации на каждом определенном круге задач. К ним относятся:

а) язык Фортран (Fortran), название которого происходит от слов Formulae Translation – «преобразование формул». Фортран представляет собой один из старейших языков программирования высокого уровня. Длительность его существования и применения можно объяснить простотой структуры данного языка;

б) язык Бейсик (Basic), который расшифровывается как Beginner"s All-purpose Symbolic Instruction Code, что в переводе означает – «многоцелевой символический обучающий код для начинающих», разработан в 1964 г. как язык для обучения программированию;

в) язык Си (С), применяемый с 1970-х гг. как язык системного программирования специально для написания ОС UNIX. В 1980-е гг. на основе языка С был разработан язык C++, практически включающий в себя язык С и дополненный средствами объектно-ориентированного программирования;

г) язык Паскаль (Pascal), который назван в честь французского ученого Б. Паскаля, начал применяться с 1968–1971 гг. Н. Виртом. При создании Паскаль использовался для обучения программированию, но со временем стал широко применяться для разработки программных средств в профессиональном программировании.

Проблемно-ориентированные языки используются для решения целых классов новых задач, возникших в связи с постоянным расширением области применения вычислительной техники:

а) язык Лисп (Lisp – List Information Symbol Processing), который был изобретен в 1962 г. Дж. Маккарти. Первоначально он применялся как средство для работы со строками символов. Лисп употребляется в экспертных системах, системах аналитических вычислений и т. п.;

б) язык Пролог (Prolog – Programming in Logic), используемый для логического программирования в системах искусственного интеллекта.

Объектно-ориентированные языки развиваются и в настоящий момент. Большинство из этих языков являются версиями процедурных и проблемных языков, но программирование с помощью языков этой группы является более наглядным и простым. К наиболее часто употребляемым языкам относятся:

а) Visual Basic (~ Basic);

б) Delphi (~ Pascal);

в) Visual Fortran (~ Fortran);

д) Prolog++ (~ Prolog).

Система VBA представляет собой подмножество VB и вклю – чает себя средства образования приложений VB, его структуры данных и управляющие структуры, дающие возможность создавать пользовательские типы данных. Так же как и VB, VBA – является системой визуального программирования, управляемого событиями. В ней имеется возможность создания форм со стандартным набором элементов управления и написания процедур, обрабатывающих события, которые возникают при тех или иных действиях системы и конечного пользователя. Также она позволяет использовать элементы ActiveX и автоматизации. Система VBA представляет собой полноценную систему программирования, но не имеет полного набора возможностей, которыми обладает последняя версия VB.

Программирование в среде VBA обладает рядом особенностей. В частности, в ней нельзя создавать проект независимо от этих приложений.

Из-за того что VBA является визуальной системой, программист способен создавать видимую часть приложения, которая является основой интерфейса «программа – пользователь». Благодаря этому интерфейсу производится взаимодействие пользователя с программой. На принципах объектно-ориентированного подхода, который реализуется в VBA применительно к приложениям, выполняемым под управлением Windows, разрабатывается программный интерфейс.

Характерным для данных приложений является то, что на экране в любой момент присутствует множество объектов (окон, кнопок, меню, текстовых и диалоговых окон, линеек прокрутки). С учетом алгоритма программы пользователь обладает определенной свободой выбора относительно использования этих объектов, т. е. он может сделать щелчок по кнопке, перенести объект, ввести данные в окно и т. п. При создании программы программист не должен ограничивать действия пользователя, он должен разрабатывать программу, правильно реагирующую на любое действие пользователя, даже некорректное.

Для любого объекта определяется ряд возможных событий. Одни события обусловлены действиями пользователя, например одинарным или двойным щелчком мыши, переносом объекта, нажатием клавиши клавиатуры и т. п. Некоторые события происходят в результате свершения других событий: окно открывается или закрывается, элемент управления становится активным или теряет активность.

Любое из событий проявляется в определенных действиях программы, а виды возможных действий можно разделить на две группы. Действия первой группы являются следствием свойств объекта, устанавливающихся из некоторого стандартного перечня свойств, которые задаются системой программирования VBA и самой системой Windows, например свертывание окна после щелчка по кнопке Свернуть. Вторую группу действий на события может определить только программист. Для любого возможного события отклик обеспечивается созданием процедуры VBA. Теоретически возможно создать процедуру для каждого события, но практически программист заполняет кодом процедуры только для событий, представляющих в данной программе интерес.

Объекты VBA являются функциональными, т. е. они действуют определенным образом и способны откликаться на конкретные ситуации. Внешний вид объекта и его поведение влияют на его свойства, а методы объекта определяют функции, которые способен выполнять данный объект.

Свойствами-участниками являются свойства, которые задают вложенные объекты.

Объекты способны реагировать на события – инициируемые пользователем и генерируемые системой. События, инициируемые пользователем, появляются, например, при нажатии клавиши, щелчка кнопками мыши. Исходя из этого любое действие пользователя может привести к целому набору событий. События, генерируемые системой, проявляются автоматически в случае, предусмотренном программным обеспечением компьютера.

Язык программирования VBA предназначен для написания кода программы. Он обладает своим алфавитом, который включает в себя:

строчные и прописные буквы латинского алфавита (А, B....,Z,a,b....,z);

строчные и прописные буквы кириллицы (А-Я, а-я);

неотображаемые символы, используемые для отделения лексем (лексических единиц) друг от друга;

специальные символы, участвующие в построении конструкций языка: +-*?^=><():{}" &©;

цифры от 0 до 9;

символ подчеркивания «_»;

составные символы, воспринимаемые как один символ: <=, >=, <>.

Лексема является единицей текста программы, которая имеет определенный смысл для компилятора и не может быть разбита в дальнейшем.

Программный код VBA – это последовательность лексем, записанных в соответствии с принятыми синтаксическими правилами, которая реализует нужную семантическую конструкцию.

Идентификатор представляет собой последовательность букв, цифр и символов подчеркивания.

Система VBA определяет некоторые ограничения, которые накладываются на имена:

1) имя следует начинать с буквы;

2) имя не должно включать в себя точки, пробелы, разделительные символы, знаки операций, специальные символы;

3) имя должно быть уникальным и не совпадать с зарезервированными словами VBA или другими именами;

4) длина имени не должна превышать 255 символов;

5) при составлении имен необходимо соблюдать соглашения по стилю;

6) идентификатор должен ясно отражать назначение переменной для понимания программы;

7) в именах лучше применять строчные буквы; если имена включают в себя несколько названий, их нужно отделять друг от друга подчеркиванием или начинать новое слово с прописной буквы;

8) имена констант следует составлять из прописных букв;

9) название идентификатора необходимо начинать со специального знака, указывающего на тип данных, связанный с этим идентификатором.

Переменные являются объектами, которые предназначены для хранения данных. Перед применением переменных в программе необходимо их объявлять (декларировать). Правильный выбор типа переменной обеспечивает эффективное использование памяти компьютера.

Строковые переменные могут быть переменной и фиксированной длины.

Объекты, значения которых не изменяются и не могут быть изменены во время выполнения программы, носят название констант. Их подразделяют на именованные и неименованные.

Перечни используются для декларации группы констант, объединенных общим именем, к тому же они могут быть объявлены только в разделе глобальных объявлений модуля или формы.

Переменные подразделяют на два вида – простые и переменные структурного вида. Массивы бывают одномерными и многомерными.

После декларации значение переменной может оказаться произвольным. Для присвоения переменной необходимого значения применяется операция присваивания.

Математические операции используются для записи формулы, представляющей собой программный оператор, который содержит числа, переменные, операторы и ключевые слова.

Операции отношения могут привести к появлению значения, причем существуют только два результирующих значения: истина и ложно.

Логические операции используются в логических выражениях, это происходит при существовании нескольких условий выбора в операциях отношения.

Операции для работы со строками – это операции конкатенации, которые позволяют объединить значения двух или нескольких строковых переменных или строковых констант. Результатом такой операции является более длинная строка, составленная из исходных строк.