- •Министерство образования и науки рф
- •Владимирский государственный университет
- •Оглавление
- •Глава 1. Алгоритмизация 17
- •Глава 2. Программирование 77
- •Глава 3. Отдельные вопросы методики преподавания
- •2. Проектная технология – средство реализации
- •3. Пример использования элементов технологии
- •Введение
- •Краткая структурная схема изучения темы «Алгоритмизация и программирование»
- •Требования к знаниям и умениям учащихся при изучении содержательной линии «Алгоритмизация и программирование»
- •Рекомендации по изучению языков программирования Процедурное программирование
- •Краткая история языков программирования Ершол, Turbo Pascal, qBasic Язык программирования Ершол
- •Язык программирования Turbo Pascal
- •Язык программирования qBasic
- •Визуальное объектно-ориентированное программирование
- •Языки логического и функционального программирования
- •Глава 1. Алгоритмизация
- •1. Алгоритм и его свойства
- •1.1. Понятие алгоритма
- •1.2 Исполнитель. Схема знакомства с исполнителем
- •1.3. Свойства алгоритмов
- •2. Способы записи алгоритмов
- •2.1. Словесный способ записи алгоритмов
- •2.2. Блок-схемы4 алгоритмов
- •2.2.1. Основные элементы построения блок-схем
- •Основные управляющие команды организации действий в алгоритмах
- •2.2.3. Дополнительные управляющие команды организации действий в алгоритмах
- •3. Примеры блок-схем алгоритмов
- •3.1. Блок-схемы алгоритмов, содержащих команды ветвления
- •3.2. Блок-схемы алгоритмов, содержащих команды повторения
- •3.3 Блок-схемы алгоритмов работы с массивами
- •3.4. Блок-схемы алгоритмов, содержащих команды обращения к вспомогательным алгоритмам
- •4. Алгостихи
- •5. Алгоритмы для исполнителя мнр (машины с неограниченными регистрами)
- •Глава 2. Программирование
- •1. Кодирование управляющих команд организации действий на процедурных языках Ершол, qBasic, Turbo Pascal13
- •2. Коды программ решения задач 10-36 на языках Ершол, qBasic, Turbo Pascal14
- •3. Занимательные игры-алгоритмы
- •Структурная схема возможных блоков построения игровых алгоритмов
- •3.1. Задача Баше
- •Программа на языке qBasic игры Баше
- •3.2. Ханойская башня
- •Программа на языке Turbo Pascal игры Ханойская башня (с использованием рекурсии)
- •3.3 Игра «Жизнь»
- •Программа на языке qBasic игры «Жизнь»
- •Глава 3. Отдельные вопросы методики преподавания учебного материала содержательной линии «Алгоритмизация и программирование»
- •1. Предметные технологии формирования информационной культуры учащихся
- •1.1. Проектирование алгоритмов «сверху вниз» и «снизу вверх»
- •Примеры проектирования алгоритмов с использованием технологий «сверху вниз» и «снизу вверх»
- •Задания к данному параграфу
- •1.2. Имитационное моделирование исполнения программ компьютером
- •1.2.1. Моделирование памяти компьютера
- •Задания к данному параграфу
- •1.2.2. Моделирование с использованием наглядных протоколов
- •Примеры ручного исполнения программ с использованием метода наглядных протоколов
- •Решение
- •Задания к данному параграфу
- •1.3. Имитационное моделирование при нахождении алгоритма поиска минимального элемента в массиве чисел
- •Задания к данному параграфу
- •1.4. Имитационное моделирование при нахождении алгоритма сортировки элементов массива методом выбора
- •Задания к данному параграфу
- •1.5. Имитационное моделирование при изучении механизма пирамидальной сортировки элементов массива
- •2. Проектная технология – средство реализации личностно-ориентированного обучения
- •3. Пример использования элементов технологии проблемного обучения при введении команды повторения «пока», управляющей команды организации действий в алгоритмах
- •4. Вопросы и задания к семинарским занятиям
- •5. Лабораторно-практические работы
- •Лабораторная работа 1
- •Лабораторная работа 2
- •Лабораторная работа 3
- •Лабораторная работа 4
- •Лабораторная работа 5
- •Лабораторная работа 6
- •6. Самостоятельная работа
- •Приложения Приложение 1. Программа на языке vba для Microsoft Excel, имитирующая механизм сортировки элементов массива простыми включениями
- •Приложение 2. Процедура на языке Turbo Delphi, имитирующая механизм сортировки элементов массива простым выбором
- •Библиографический список
- •Отпечатано в отделе оперативной полиграфии вггу
- •600024, Г. Владимир, ул. Университетская, 2, т. 33-87-40
- •15 Легенда о происхождении игры «Ханойская башня»
Она способствует лучшему зрительному восприятию структуры алгоритма, облегчает его запоминание.
Видна логическая последовательность действий; следуя в направлениях, указанных стрелками, наглядно представляется работа всей блок-схемы.
Основные управляющие команды организации действий в алгоритмах
Доказано, что организовать действия в любой задаче можно, используя комбинации основных управляющих структур: функционального блока, условных структур, циклических структур. В приведенных ниже блок-схемах основных управляющих структур организации действий в алгоритмах приняты такие обозначения: P, P1, … – проверяемые условия (логические выражения); S, S1, S2, … – действия по обработке инф ормации.
1. Функциональный блок имеет вид:
S может быть оператором, командой вызова с возвратом некоторой процедуры, другой управляющей структурой организации действий в алгоритме.
2. Условные структуры.
а ) Команда ветвления в полной форме – “if P then S1 else S2”, “если P то S1 иначе S2” имеет вид:
В этой команде сначала проверяется истинность логического выражения P. Если P истинно, то выполняются операторы, определяемые функциональным блоком S1 и далее оператор, следующий за командой ветвления, а S2 игнорируется; если P ложно, то выполняются операторы, определяемые функциональным блоком S2 и далее оператор, следующий за командой ветвления, а S1 игнорируется.
б ) Команда ветвления в сокращенной (неполной) форме –“if P then S”, “если P то S” имеет вид:
Эту команду можно рассматривать как сокращенную запись структуры 2а), если отсутствует функциональный блок S2. Если выражение P истинно, то выполняются операторы, определяемые функциональным блоком S и далее операторы, следующие за командой ветвления, если ложно, то выполняется оператор, непосредственно следующий за командой ветвления.
3 . Циклические структуры.
а) Команда повторения «пока» – “while P do S”, “пока P истинно выполняй S”, “цикл с предусловием” имеет вид:
П о этой команде сначала проверяется условие P. Если оно выполняется, то производятся действия, определяемые функциональным блоком S, затем снова проверяется условие P и так далее. При невыполнении условия P (по стрелке с надписью «нет») происходит выход из цикла, далее выполняются операторы, следующие за командой повторения.
б) Команда повторения “repeat S until P”, “повторять S до P”, “цикл с постусловием” (повторять S, пока P не станет истинным) имеет вид:
Эта организация цикла такова, что сначала выполняются операторы, определяемые функциональным блоком S, а затем проверяется необходимость его повторения.
2.2.3. Дополнительные управляющие команды организации действий в алгоритмах
Е сли при решении задачи необходимо выбрать один из многих вариантов действий, то для написания алгоритма решения такой задачи используется управляющая команда выбора в полной или неполной форме.
Выбор в неполной форме.
По этой команде сначала проверяется условие P1. Если оно выполняется, то производятся действия, определяемые функциональным блоком S1 и далее оператор, следующий за командой выбора; если P1 ложно, то проверяется условие P2. Если условие P2 истинно, то производятся действия, определяемые функциональным блоком S2 и далее оператор, следующий за командой выбора; если P2 ложно, то проверяется условие P3 и т.д. до Pn. Если Pn выполняется, то производятся действия, определяемые функциональным блоком Sn и далее оператор, следующий за командой выбора; если Pn ложно, то команда выбора никаких действий не предписывает и сразу выполняется следующий за ней оператор.
2 . Выбор в полной форме.
Т ак же как и в выборе в неполной форме, по этой команде сначала проверяется условие P1. Если оно выполняется, то производятся действия, определяемые функциональным блоком S1 и далее оператор, следующий за командой выбора в полной форме; если P1 ложно, то проверяется условие P2 и т.д. Если условие Pn выполняется, то производятся действия, определяемые функциональным блоком Sn, и далее выполняется оператор, следующий за командой выбора в полной форме; если условие Pn ложно, то производятся действия, предписываемые функциональным блоком Sn+1, и далее выполняется оператор, следующий за командой выбора в полной форме.
3. Цикл «для», цикл с параметром.
Команда предписывает выполнять действия, которые содержит функциональный блок S, для всех значений некоторой переменной i (параметра цикла) в заданном диапазоне от i1 до i2 с шагом h.
Перечисленные структуры (команды) имеют один вход и один выход (одна входящая и одна выходящая стрелка). Структуры и любые комбинации структур, имеющие один вход и один выход, могут рассматриваться как один функциональный блок.
|
Р ешение любой задачи можно представить в виде цепочки (линейной комбинации базовых структур):
|
С другой стороны, отдельные функциональные блоки могут быть заменены одной из базовых структур или их комбинацией.
Запись алгоритмов с использованием основных структурных элементов улучшает читаемость блок-схем и программ, облегчает общение между программистами, делает возможным доказательство некоторых свойств программ.