- •Часть I. Этапы решения задачи на компьютере 7
- •Часть II. Задачи. Алгоритмизация и программирование 15
- •Часть III. Теоретические положения и примеры программ 188
- •Введение
- •Часть I. Этапы решения задачи на компьютере
- •1.1 Постановка и формализация условий задачи
- •1.2 Алгоритмизация задачи
- •1.2.1 Интерпретация объектов
- •1.2.2 Вычислительная схема
- •1.2.3 Вычислительная схема решаемой задачи
- •1.2.4 Составление блок-схемы
- •1.2.5 Трассировка
- •1.3 Составление программы на языке Паскаль
- •1.4 Подготовка текста программы на машинном носителе
- •1.5 Трансляция (компиляция) программы
- •1.6 Компоновка (редактирование связей)
- •1.7 Запуск программы на исполнение
- •1.8 Анализ результатов
- •Часть II. Задачи. Алгоритмизация и программирование классических вычислительных процессов
- •1 Линейный вычислительный процесс
- •1.1 Программирование формул
- •1.2 Формализация и алгоритмизация задачи
- •2 Разветвляющийся вычислительный процесс
- •2.1 Программирование формул
- •2.2 Формализация и алгоритмизация графических задач
- •2 .3 Параметрические задачи
- •3 Циклические вычислительные процессы
- •3.1 Арифметический цикл
- •Вычисление произведения n сомножителей.
- •Табулирование функции на конечном отрезке.
- •3.2 Итерационный цикл
- •Вычисление предела последовательности с заданной точностью.
- •Вычисление суммы бесконечного ряда с заданной точностью.
- •3.3 Арифметические циклы с рекуррентными соотношениями
- •3.4 Итерационные циклы с рекуррентными соотношениями
- •3.5 Двойной вложенный цикл
- •4. Пользовательские алгебраические функции
- •4.1 Применение функции в линейных и разветвляющихся вычислительных процессах
- •4.2 Использование функции в циклических процессах
- •4.3 Табуляция функции
- •5 Одномерные числовые массивы
- •5.1 Работа с компонентами массива
- •5.2 Работа с векторами
- •6 Двумерные числовые массивы
- •6.1 Работа с элементами массива
- •6.2 Работа с векторами и матрицами
- •6.3 Использование процедур и функций для работы с массивами
- •7 Работа со строками
- •7.1 Анализ и преобразование текста строки
- •7.2 Работа со строковыми функциями и процедурами
- •8 Работа со списками
- •8.1 Стеки
- •8.2 Очереди
- •8.3 Бинарные деревья
- •9 Работа с текстовыми файлами
- •10 Работа с файлами записей
- •11 Компьютерная графика
- •12 Анимация изображений
- •Часть III. Теоретические положения и примеры программ
- •1 Вычисление определителя квадратной матрицы
- •2.2 Использование записей для описания таблиц
- •Работа с полями записи
- •Использование оператора with … do
- •Ввод данных в массив записей с клавиатуры
- •2.3 Вложение записей
- •Присвоение значений полям вложенных записей
- •3 Файлы записей
- •3.1 Структура файла
- •3.2 Встроенные процедуры и функции обработки файлов
- •3.3 Организация последовательного доступа к записям файла
- •3.4 Организация прямого доступа к компонентам файла
- •3.5 Создание индексного файла
- •3.6 Работа с файлом произвольного доступа
- •Просмотр файла
- •Редактирование записей
- •Изменение структуры основного файла
- •Использование клавиш для управления программой
- •Удаление записи из файла
- •Добавление записи в файл
- •3.7 Информационное взаимодействие текстовых файлов и файлов записей
- •Экспорт данных. Копирование информации из файла записей в текстовый файл
- •Импорт данных. Копирование информации из текстового файла в файл записей
- •3.8 Запросы к файлам записей
- •Запрос с группировкой
- •4 Графическое программирование
- •4.1 Управление видеорежимом
- •Инициализация видеорежима. Процедура InitGraph
- •Закрытие видеорежима. Процедура CloseGraph
- •Создание графического окна. Процедура SetViewPort
- •Закрытие графического окна. Процедура ClearDevice
- •4.2 Построение графических фигур
- •Построение прямой линии. Процедуры SetColor, SetLineStyle, Line, LineRel, LineTo
- •Построение прямоугольника. Процедуры Rectangle и Bar
- •Построение окружности. Процедура Circle
- •Построение дуги окружности. Процедура Arc
- •Построение эллипса. Процедуры Ellipse, FillEllipse
- •Построение сектора. Процедуры PieSlice, Sector
- •4.3 Корректировка изображения Процедуры GetAspectRatio, SetAspectRatio
- •4.4 Создание пользовательского шаблона заливки
- •Заливка замкнутой области. Процедура FloodFill
- •Построение и окраска произвольного рисунка на примере замка
- •Построение и заливка правильного многоугольника
- •4.5 Работа с текстом
- •Выбор стандартного шрифта. Процедура SetTextStyle
- •Коррекция стандартного шрифта. Процедура SetUserCharSize
- •Вывод числовых величин на экран
- •5 Анимация изображений
- •5.1 Дублирования спрайта цветом фона
- •5.2 Манипулирование фрагментами изображения
- •5.3 Использование страниц видеопамяти
- •6 Сообщения об ошибках
- •6.1 Ошибки стадии компиляции
- •6.2 Ошибки стадии выполнения
- •Ошибки ввода-вывода
- •Фатальные ошибки
- •Библиографический список
Введение
Практикум преследует цель привить практические навыки в составлении алгоритмов, написании и отладке программ на алгоритмических языках высокого уровня, ориентированных на задачи, связанные с научно-техническими и инженерно-экономическими расчетами.
Практикум состоит из разделов, задания в каждом из которых решаются сходными приемами программирования, описанными в [11,12,17,19]. Во всех разделах представлено не менее 30 вариантов заданий.
Для простейших заданий приведены примеры решений, а для более сложных – указаны ссылки на соответствующую методическую литературу.
Ответы отсутствуют, поэтому студенты должны не только составить и отладить программу (модуль), но и проверить ее работоспособность для различныхых значений входных переменных и параметров с помощью тестов, а если потребуется, то использовать трассировку и ручные расчеты. Это вызвано, в первую очередь, стремлением представить материал для самостоятельной работы и развития навыков отладки алгоритмов, а также для превращения контрольных мероприятий по проверке знаний студентов в часть учебного процесса.
Студенты, обучающиеся по специальностям «Прикладная математика и информатика», «Информационные системы и технологии» и «Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем» должны решать задачи всех представленных в этом пособии разделов.
Часть I. Этапы решения задачи на компьютере
Решение задачи с помощью компьютера предполагает выполнение набора действий в определенной последовательности. Первые этапы этого процесса носят подготовительный характер, выполняются без использования компьютера и имеют целью подготовку текста программы на бумаге. Последующие этапы – это работа непосредственно с компьютером, получение и анализ результатов.
Выделяют следующие основные этапы: постановка задачи и формализация условий, алгоритмизация, программирование, выполнение программы и получение результата, анализ результатов.
Этапы решения задач с помощью ЭВМ рассмотрим на конкретном примере, для которого выполним все необходимые действия.
1.1 Постановка и формализация условий задачи
Пусть
дан треугольник со сторонами длиной
,
,
,
при этом величины
,
,
таковы, что позволяют построить
треугольник, т.е.
,
где
,
( это условие построения треугольника).
Требуется
найти:
– периметр,
– площадь треугольника по формуле
Герона,
;
Формулы для вычислений:
1.2 Алгоритмизация задачи
Алгоритмизация задачи – составление, описание и тестирование алгоритма – один из ответственных этапов в решении задачи с помощью ЭВМ. Составление алгоритма для многих задач выполняется в тесной связи с этапом постановки и формализации задачи, причем, как правило требуется уточнение условий. Ошибка или непредусмотренная ситуация в алгоритме влекут за собой ошибки и неверные результаты на последующих этапах. Алгоритмизация включает в себя следующие действия: определение перечня используемых объектов и их интерпретация (обозначение), составление и описание алгоритма (например, в виде вычислительной схемы или блок- схемы),трассировка (тестирование по шагам) разработанного детального алгоритма.
