284
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
А.Ю. Горохов, С.Л. Сьянов
ИНФОРМАТИКА
Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2013
elib.pstu.ru
УДК 004 (075.8) Г70
Рецензенты:
д-р пед. наук, канд. техн. наук, академик Академии информатизации образования, профессор кафедры прикладной математики
и моделирования социальных систем А.И. Севрук (Пермский филиал Национального исследовательского университета
«Высшая школа экономики»); канд. техн. наук, ст. науч. сотр., доцент Д.С. Осипов
(Институт проблем передачи информации РАН, г. Москва)
Горохов, А.Ю.
Г70 Информатика : учеб. пособие / А.Ю. Горохов, С.Л. Сьянов. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. поли-
техн. ун-та, 2013. – 197 с. ISBN 978-5-398-01050-3
Кратко изложены основы алгоритмизации и построения блок-схем алгоритмов. Представлены описание базовых элементов программирования языка Pascal и основные принципы работы в среде этого языка, основы некоторых численных методов отыскания корня трансцендентного уравнения. Достаточно подробно описаны принципы работы с электронными документами MS Word и Excel. Предложено рабочее задание для самостоятельного выполнения и список рекомендуемой литературы.
Предназначено для студентов всех направлений подготовки бакалавров.
Учебное пособие удовлетворяет требованиям ФГОС ВПО и соответствует рабочим программам вуза по информатике.
УДК 004 (075.8)
ISBN 978-5-398-01050-3 |
© ПНИПУ, 2013 |
elib.pstu.ru
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
ПРЕДИСЛОВИЕ |
.................................................................................... 6 |
1.АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ
НА ЯЗЫКЕ PASCAL .................................................................... |
7 |
1.1. АЛГОРИТМЫ И БЛОК-СХЕМЫ ................................................. |
7 |
1.2.ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ В СРЕДЕ
TURBO PASCAL ....................................................................... |
14 |
|
1.2.1. |
Алфавит языка........................................................... |
15 |
1.2.2. Структура программы языка Turbo Pascal........ |
17 |
|
1.2.3. |
Типы данных языка Turbo Pascal ........................... |
18 |
1.2.4.Константы, переменные,
|
оператор присваивания........................................... |
20 |
1.2.5. |
Выражения. |
|
|
Стандартные математические функции......... |
22 |
1.2.6. |
Логические операции, операции отношений....... |
24 |
1.2.7. |
Операторы ввода/вывода........................................ |
26 |
1.2.8. |
Безусловный оператор.............................................. |
27 |
1.2.9. |
Условный оператор................................................... |
28 |
1.2.10. |
Циклические операторы.......................................... |
30 |
1.2.11. |
Массивы ....................................................................... |
32 |
1.2.12. |
Процедуры и функции............................................... |
36 |
1.2.13. |
Работа с файлами..................................................... |
40 |
1.3. СРЕДА TURBO PASCAL И РАБОТА В НЕЙ............................. |
46 |
|
1.3.1. |
Запуск рабочей среды языка Turbo Pascal........... |
46 |
1.3.2. |
Система окон среды................................................. |
50 |
1.3.3. |
Система меню среды TP.......................................... |
56 |
1.3.4. |
Набор и редактирование текста программы.... |
56 |
1.3.5.Сохранение, открытие и переименование
|
программ...................................................................... |
59 |
1.3.6. |
Компиляция программы........................................... |
62 |
1.3.7. |
Запуск и отладка программы................................. |
64 |
3
elib.pstu.ru
2.ОСНОВЫ РАБОТЫ С ДОКУМЕНТАМИ
MS WORD И EXCEL.................................................................. |
66 |
|
2.1. РАБОТА В MS WORD 2003/XP ............................................. |
66 |
|
2.1.1. |
Запуск приложения.................................................... |
66 |
2.1.2. |
Настройка оболочки |
|
|
и отображения документа.................................... |
67 |
2.1.3. |
Установка параметров страницы........................ |
69 |
2.1.4. |
Форматирование документа. Стили................... |
71 |
2.1.5.Форматирование документа. Диалоговые окна.
Контекстное меню................................................... |
78 |
2.1.6.Форматирование документа.
Панели инструментов............................................. |
79 |
2.1.7.Форматирование документа.
«Горячие» клавиши.................................................... |
80 |
2.1.8.Перемещение по документу.
|
Выделение фрагментов |
........................................... 84 |
2.1.9. |
Создание таблиц........................................................ |
88 |
2.1.10. |
Создание рисунков..................................................... |
94 |
2.1.11. |
Создание формул...................................................... |
106 |
2.2. РАБОТА В MS EXCEL 2003/XP ........................................... |
115 |
|
2.2.1. |
Запуск приложения.................................................. |
115 |
2.2.2.Настройка оболочки
|
и отображения документа.................................. |
116 |
2.2.3. |
Форматирование данных книги MS Excel.......... |
118 |
2.2.4. |
Перемещение по листу книги. |
|
|
Выделение фрагментов документа.................... |
121 |
2.2.5.Простые вычисления и работа с формулами . 124
2.2.6. |
Создание диаграмм................................................. |
134 |
2.2.7. |
Импорт внешних данных....................................... |
144 |
2.2.8. |
Надстройка «Поиск решения» ............................. |
149 |
3.ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ОТЫСКАНИЯ
КОРНЯ УРАВНЕНИЯ............................................................. |
156 |
4
elib.pstu.ru
3.1. МЕТОД ДЕЛЕНИЯ ОТРЕЗКА ПОПОЛАМ .............................. |
158 |
|
3.2. |
МЕТОД ПРОСТОЙ ИТЕРАЦИИ.............................................. |
160 |
3.3. |
МЕТОД НЬЮТОНА ................................................................ |
166 |
4.РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ «ПЛАНИРОВАНИЕ
ИНВЕСТИЦИЙ КАПИТАЛА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ |
|
|
ЗАДАННЫХ ПРИБЫЛЕЙ»................................................... |
169 |
|
4.1. |
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ......................................................... |
169 |
4.2. |
ПОРЯДОК РЕШЕНИЯ ............................................................. |
170 |
4.2.1. Выбор исходного капиталовложенияx0 ............ |
170 |
|
4.2.2.Расчет ряда необходимых сезонных
значений прибыли.................................................... |
170 |
4.2.3.Расчет сезонных значений
|
капиталовложений................................................. |
170 |
4.2.4. Поиск решения при помощи Microsoft Excel...... |
171 |
|
4.2.5. |
Построение графиков............................................. |
172 |
4.2.6. |
Анализ результатов................................................ |
172 |
4.3. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА......................................................... |
175 |
|
4.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОМЕРА ВАРИАНТА................................... |
177 |
|
4.5. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ........................................................... |
177 |
|
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................. |
181 |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ |
|
|
«ПЛАНИРОВАНИЕ ИНВЕСТИЦИЙ КАПИТАЛА |
|
|
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАННЫХ ПРИБЫЛЕЙ».......... |
182 |
|
Постановка задачи.................................................................. |
182 |
|
Расчет сезонных значений капиталовложений................ |
182 |
|
Суть метода хорд.................................................................... |
183 |
|
Реализация численного метода на языке Pascal ............. |
186 |
|
Поиск решения при помощи MS Excel ................................. |
190 |
|
Построение графиков и анализ результатов................... |
193 |
|
5
elib.pstu.ru
ПРЕДИСЛОВИЕ
Внастоящее время курс «Информатика» обеспечен огромным количеством изданий как в печатном, так и в электронном виде. Единственное, что необходимо студенту, это правильно сформулировать свой вопрос, а найти на него ответ особого труда не составляет. Другое дело, научиться применять свои знания на практике. Основой же любого практического умения является опыт, который накапливается с каждой попыткой решить ту или иную задачу. Чем разнообразней будут предложенные студенту задачи и чем больше их будет, тем быстрее он приобретет практические навыки. Нужно помнить, что никакой опыт не бывает бесполезным.
Данное пособие не является кладезем уникальной информации и освещает лишь некоторые, на наш взгляд, наиболее важные вопросы «Информатики». Главная задача пособия – помочь студенту закрепить свои знания по алгоритмизации, программированию и работе в среде Pascal, а также научить его основам работы со стандартными электронными документами. Создание
иобработка электронных документов на сегодняшний день является неотъемлемой частью работы любого специалиста – от инженера до менеджера. Именно поэтому значительная часть пособия посвящена этой теме. Здесь можно найти весьма подробные сведения, позволяющие выполнять работу с документами MS Word и Excel наиболее аккуратно и автоматизированно. Помимо этого, важной составляющей книги является рабочее задание, предложенное студентам для самостоятельного выполнения. Это задание поможет студентам наработать опыт применения своих знаний на практике.
Вдальнейшем на основе предложенного пособия предполагается создание нового учебного пособия с расширенной учебной составляющей, охватывающего более современное программное обеспечение.
6
elib.pstu.ru
1. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ PASCAL
1.1. Алгоритмы и блок-схемы
Под алгоритмом понимается четко определенная конечная последовательность операций, выполняемых при решении задачи.
Порядок выполнения алгоритма:
1.Действия в алгоритме выполняются в порядке их
записи.
2.Нельзя менять местами никакие два действия алгоритма.
3.Нельзя, не закончив одного действия, переходить к следующему.
Форма представления алгоритма может быть разной:
словесное описание;
совокупность математических формул;
графическая форма.
Графическая форма – это сочетание словесной формы записи и совокупности математических формул. Такую форму часто называют схемой или блок-схемой алгоритма.
Преимущество графического представления алгоритма – наглядность. На схеме наглядно видны связи между элементами решения задачи, поэтому легко просматриваются ее ошибки и недостатки. Одна из часто встречающихся ошибок при решении задач начинающими – это желание решать задачу без четкой формулировки алгоритма. Однако опыт показал, что алгоритм, хотя он и не имеет своего выражения на носителе информации с визуальным контролем, содержится в виде определенных связей в головном мозге. Качество алгоритма будет зависеть от степени развития головного мозга (памяти и логики). После приобретения достаточного опыта составления алгорит-
7
elib.pstu.ru
мов простейшие алгоритмы обычно запоминаются, и задача может быть решена непосредственно. Яркий пример: человек никогда не задумывается, как он ходит. Он просто двигается. Чем отличается ходьба от бега? Только ли частотой ритма? При этом процесс движения – его алгоритм – заложен в долговременной памяти человека, которую необходимо постоянно стимулировать. При нарушении стимуляции или в случае «чистой» памяти алгоритм процесса движения необходимо воссоздать, запомнить и стимулировать.
Составление алгоритмов графическим способом подчиняется двум ГОСТам:
1)ГОСТ 19.002–80 – соответствует международному стандарту ИСО 2636–73. Регламентирует правила составления блок-схем;
2)ГОСТ 19.003–80 – соответствует международному стандарту ИСО 1028–73. Регламентирует использование графических примитивов (табл. 1.1).
Два основных правила построения блок-схем:
1.Блок-схема выстраивается в одном направлении: либо сверху вниз, либо слева направо.
2.Все повороты соединительных линий выполняются под
углом 90 .
Таблица 1.1 Регламентируемые примитивы по ГОСТ 19.003–80
№ |
Название |
Символ (рисунок) |
Выполняемая |
|
п/п |
функция |
|||
|
|
|||
1 |
Блок вычислений |
|
Выполняет вычис- |
|
|
лительное действие |
|||
|
|
|
или группу действий |
|
|
|
|
Выбор направления |
|
2 |
Логический блок |
|
выполнения алго- |
|
|
ритма в зависимости |
|||
|
|
|
||
|
|
|
от условия |
8
elib.pstu.ru
|
|
|
Окончание табл. 1.1 |
|
№ |
Название |
Символ (рисунок) |
Выполняемая |
|
п/п |
функция |
|||
|
|
|||
|
|
|
Ввод или вывод дан- |
|
|
|
|
ных вне зависимости |
|
3 |
Блоки |
|
от физического носи- |
|
|
теля |
|||
ввода/вывода |
|
|||
|
|
Вывод данных на пе- |
||
|
|
|
||
|
|
|
чатающее устройство |
|
|
|
|
Начало или конец |
|
|
|
|
||
4 |
Начало/конец |
|
программы, вход или |
|
(вход/выход) |
|
выход в подпрограм- |
||
|
|
|||
|
|
|
му |
|
|
|
|
Вычисления по стан- |
|
5 |
Предопределен- |
|
дартной или пользо- |
|
|
ный процесс |
|
вательской подпро- |
|
|
|
|
грамме |
|
|
Блок |
|
Выполнение дейст- |
|
6 |
|
вий, изменяющих |
||
модификации |
|
|||
|
|
пункты алгоритма |
||
|
|
|
||
|
|
|
Указание связи между |
|
7 |
Соединитель |
|
прерванными линия- |
|
|
ми в пределах одной |
|||
|
|
|
||
|
|
|
страницы |
|
|
|
|
Указание связи между |
|
8 |
Межстраничный |
|
частями схемы, рас- |
|
|
соединитель |
|
положенной на раз- |
|
|
|
|
ных страницах |
Начальная и конечная точки
Изображение начала и конца программы или подпрограммы представлено на рис. 1.1.
Начало Конец
Рис. 1.1. Начало и конец программы
9
elib.pstu.ru
Действия вычислительного характера
На рис. 1.2 представлен пример выполнения операций присвоения.
|
|
|
2 |
sin x |
x 8 |
|
|
||
|
|
y : x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.2. Операции присвоения
Знак присваивания может иметь вид «=» или «:=».
Конструкция условия (ветвления)
Ветвление организует выполнение одного из двух действий в зависимости от справедливости некоторого условия, имеющего два варианта ответа: да или нет («плюс» или «минус»).
а |
б |
в |
г |
Рис. 1.3. Конструкция ветвления:
а, в – полная форма с одним и несколькими операторами; б, г – неполная форма с одним и несколькими операторами
10
elib.pstu.ru