Некоммерческое акционерное общество

Кафедра инженерной

кибернетики

Информатика. Алгоритмизация

Методические указания

к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 050718 - Электроэнергетика

к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 050702 –Автоматизация и управление

Алматы 2009

СОСТАВИТЕЛЬ: В. М. Тарасов. Информатика. Алгоритмизация. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика. -Алматы: АИЭС, 2009. – 36 с.

Представлены методические указания к выполнению лабораторных работ по разделу алгоритмизация дисциплины «Информатика» для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика. Они содержат систематизированные сведения и рекомендации, которые могут быть использованы студентами очного и заочного отделений при выполнении лабораторных работ. Во время лабораторных работ студенты осваивают технологию и практику разработки программ.

Рецензент: канд. тех. наук, профессор Шевяков Ю.В.

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинский институт энергетики и связи» на 2009 год.

©

НАО «Алматинский институт энергетики и связи», 2009 г.

Введение

Язык Pascal является языком программирования высокого уровня, то есть все операторы составлены из действительных английских слов. Однако математические возможности его ограничены.

Перед выполнением лабораторной работы студент обязан внимательно ознакомиться с ее описанием, изучить предлагаемый теоретический материал, подготовить текст программы для своего варианта. После выполнения очередной работы, студент должен к следующему занятию выполнить отчет, включающий цель работы, текст варианта задания, блок-схему, листинг программы, результаты работы программы и подготовиться к ответам на контрольные вопросы. Вариант задания выдается преподавателем.

Решение задач на ЭВМ включает в себя следующие этапы: математическая формулировка задачи, разработка алгоритма ее решения, написание текста программы и подготовка исходных данных.

Алгоритм– это формальное описание способа решения задачи путем разбиения ее на конечную последовательность действий (этапов), понятных исполнителю. Алгоритм может быть выполнен в графическом виде для человека или в виде программы для ПК. Графический алгоритм выполняется в видеблок – схемы,то есть совокупности геометрических фигур, приведенных в приложении А, и стрелок, указывающих следующее действие. Формулы в блок-схеме записываются на языке математики.

1 Лабораторная работа 1. Создание линейного алгоритма

Цель работы – ознакомление с правилами построения линейных алгоритмов и представление его в виде программы

1.1 Составление линейного алгоритма и программы

1.1.1 Память ПК и типы данных

Данные и результаты вычислений хранятся в ячейках оперативной памяти. Ячейка памяти может представлять собой байт или несколько объединенных байтов. Ячейки памяти нумеруются в двоичной системе. Часть оперативной памяти можно представить в виде схемы, показанной на рисунке 1.1, где нумерация ячеек приведена в шестнадцатеричной системе счисления.

Bukva b x y a

Рисунок 1.1 – Часть оперативной памяти ПК

Однако программисту удобнее иметь дело с именами ячеек памяти, а не с их номерами, поэтому ячейкам присваивают имена (идентификаторы). Имя должно начинаться с буквы и может содержать другие буквы, цифры и символы подчеркивания, написанные слитно. Буквы применяются латинские. Например: Temperatura_vozdukha_v_zdanii. В учебных коротких программахдопустимоприменять короткие имена:a, b, bukva, Slovo, X, Y, Maxи т.д. Имена переменных, применяемые пользователем, не должны совпадать сзарезервированными словами, приведенные в таблице В.1.

Переменные – это ячейки памяти, для хранения данных, например, чисел или символов. Их значение меняется при выполнении программы.

Константыотличаются от переменных тем, что их значения нельзя изменить в ходе выполнения программы.

Тип данныхchar. Минимальная ячейка памяти содержит восемь бит. В каждый бит можно записать целые числа 0 или 1. Поэтому в байт можно записать целые числа от 0 до 255, всего 256 чисел. Этим числам можно придать значения кодов символов. Например, латинской букве А присвоен код 65. При нажатии на клавиатуре символа А, в память компьютера будет записан его код 65. При выводе на экран код 65 будет преобразован в рисунок символа А.

Тип данныхinteger. При использовании двух байт для ячейки памяти, в нее можно записать целые числа от 0 до 65535. Разделив этот диапазон пополам, в него можно записать целые числа от -32768 до +32767.

Тип данных real. Целые числа и числа с плавающей точкой могут быть представлены в различных формах см. таблицу В.2.

Дробные числа в программе записываются в десятичной системе, для отделения дробной части ставится точка: 0, -19, 0.27, 3.1415 и т.д. Дробные числа, можно представить как числа с плавающей запятой (точкой). Пример числа записанного в форме с плавающей запятой: 3.1415 = 3.1415*10⁰ = 0.31415*10¹ = 0.031415*10² = 31415*10^-4. На экран это число может быть выведено в виде 0.0314150000Е+02, такой вид называетсяинженерным форматомчисла. Дробные числа записываются в память ПК в показательной форме: например, в один байт ячейки памяти записывают показатель степени как целое число, в остальные мантиссу тоже как целое число. Помните дробные числа всегда приближенные.

Принятый тип переменной определяет так же и действия, которые можно производить с переменной.

При выполнении арифметических операций с целыми числами результат также должен быть целым, поэтому простое обычное деление целых чисел невозможно. Символы непосредственно нельзя вычитать или умножать.

В программе не имеет значения регистр букв, количество пробелов, поэтому выражения “writeln(Х)” и “WRiteLn (х)” равноценны.

Для записи значений в переменные применяется оператор присваивания «:=». Примеры: а:=12; bukva:=’h’; X:=4.234, Slovo:=’Massiv’.

Структура простейшей программы на Pascal приведена в таблице Б.1. В описательной части задаются имя программы, метки и константы, которые будут использоваться в программе, а также переменные и их типы. Главной частью программы является ее исполнительная часть, то есть последовательность инструкций, которую должен выполнить компьютер. Эти инструкции принято называть выражениями. В них могут быть использованы круглые скобки и встроенные функции см. таблицу Б.2.

В арифметических выражениях должны соблюдаться правила:

два знака арифметических операций не должны стоять рядом;

целый тип, без специального преобразования, не может быть получен после арифметических операций с дробными числами или после функций дающих дробный результат. Например, при вычислении квадратного корня получается дробное число. Хотя на экране оно может выглядеть как целое.

1.1.2 Операторы ввода и вывода

Для вывода значений переменных или сообщений на экран применяются операторы Writeln() или Write(). Суффикс ln обозначает перевод курсора после вывода сообщения на новую строку (аналог клавиши Enter). В скобках указывается пояснительный текст между апострофами, через запятую имена переменных, значения которых выводятся на экран, и формат вывода переменных.

Примеры. Пусть в переменной Х содержится значение 23.174397533756787, а в переменной h значение 4.63847249138556789.

По оператору Writeln (‘Dlina=’,X,’ Vysota=’, h) на экран выйдет сообщение Dlina=2.3147397534E+01 Vysota=4.6384724914E+00.

Русские слова следует писать латинскими буквами с помощью специального кода, который можно посмотреть в приложении Г.

Значение переменной можно вывести в форматированном виде, указав параметры вывода Writeln (‘Dlina=’, X:7:2, Vysota=’, h:6:2). Тогда на экран выйдет сообщение «Dlina= 23.15 Vysota= 4.64». Здесь числа 7 и 6 указывают количество знакомест на экране для вывода значений переменных, число 2 - количество дробных знаков. Округление выполняется.

Для ввода данных при помощи клавиатуры в работающую программу применяют операторы ввода Readln (Х) или Read (х). После набора символов на клавиатуре и нажатия на клавишу Enter, набранные символы по оператору Readln (Х), запоминаются в переменной Х и курсор переходит на следующую строку. Работа оператора Read (Х) более сложная, лучше с ней ознакомиться по литературе.

Внимание! Перед оператором ввода всегда пишется комментарий с помощью оператора Write().

Пример: Write (‘Vvedite znachenie dliny ->’); Readln (x);. Оператор Readln; без аргументов обозначает ожидание нажатия любой клавиши и часто используется для останова программы и просмотра ее результатов.

Оператор присваивания позволяет изменить текущее значение переменной. Вычисляется сначала выражение, стоящее справа от знаков ":=" ("присвоить"), результат присваивается переменной, стоящей в левой части оператора. По выражению Р:= 5*10-2; в переменную Р запишется число 48.

Списки операций и встроенных функций даны в таблицах Б.2 и В.3.

Число представлено как функцияPi. Пример записи: X:=Cos(Pi/4).

Особенности записи математических выражений в программе:

- все выражения пишутся в одну строку, поскольку надстрочных и подстрочных символов не существует;

- все аргументы функций обязательно пишутся в скобках;

- знаки умножения в выражениях ставятся обязательно. Иначе Pascalбудет считать получившийся набор символов именем переменной, для которой не выбран тип и пометит как ошибку в программе.

Для ускорения печати программы, рекомендуется пользоваться специальными клавишами, приведенными в приложении А.

При программировании довольно часто возникают ошибки из-за несоответствия написанных выражений программы правилам, заложенным в язык. Некоторые ошибки приведены в приложении Д.

Любой алгоритм синтезируют из типовых элементов: алгоритмов линейной, разветвляющейся и циклической структуры.

Алгоритм называется линейным, если все операторы в нем выполняются последовательно друг за другом в порядке записи.

1.1.3 Пример линейного алгоритма и программы

Требуется вычислить функцию . Данные - значения переменных A и X ввести с клавиатуры.

Блок – схема алгоритма и текст программы приведены на рисунке 1.2.

Пояснения к программе.

Выражением Uses Crt в программе задействована библиотека, позволяющая форматировать выводимый текст и очищать экран командой ClrScr. Все переменные, участвующие в программе, объявляются в разделе Var ее описательной части. Ввод данных осуществляется с комментарием, поэтому сначала записан оператор Write, а затем Readln. Вывод осуществляется форматным способом.

Комментарии к тексту программы пишутся в фигурных скобках. Транслятор текст, написанный в фигурных скобках, пропускает. Чтобы в программе не было громоздких выражений, сложные выражения разбивают на более простые части. Например, отдельно вычисляют числитель и знаменатель дроби.