Вивчення мов програмування.

Методика вивчення мови програмування спирається на структуру самого об'єкта вивчення - мови програмування, яку можна представити на схемі:

Це схема мови високого рівня.

Основний метод вивчення – демонстрація мови на прикладах простих програм з короткими коментарями. Деякі поняття досить сприймати учням на інтуїтивному рівні. Наочність такої мови як Паскаль полегшує це сприйняття. Розумінню матеріалу допомагає аналогія між Паскалем і алгоритмічною мовою. Для виконання учнями нескладних самостійних завдань на першому етапі досить діяти методом «за зразком».

Проблему як зв'язати вивчення методів побудови алгоритмів роботи з величинами і мови програмування можна вирішити 2 варіантами:

1. спочатку розглядаються різноманітні алгоритми, для опису яких використовуються блок-схеми й алгоритмічна мова, а потім – правила мови програмування, способи перекладу вже побудованих алгоритмів у програму на цій мові;

2. алгоритмізація і програмування освоюються паралельно.

Бажано, щоб учні як раніше одержали можливість перевіряти правильність своїх алгоритмів, працюючи на комп'ютері. Але навіть при використанні комп'ютера, спочатку, рекомендується не відмовлятися від ручного трасування.

Системи програмування.

Основний методичний принцип вивчення даної теми – принцип виконавця. В якості виконавця виступає комп'ютер. Робота комп'ютера складається з 3 складових: створення програми, налагодження програми, виконання програми.

У кожній конкретній системі програмування можна виділити наступні компоненти:

- середовище;

- режими роботи;

- система команд;

- дані.

Середовище системи програмування (СП) – це обстановка на екрані, у якій працює користувач системи програмування. Учитель показує й описує конкретну оболонку, за допомогою якої будуть працювати учні.

Характерні режими роботи систем програмування:

1. режим редагування тексту програми;

2. режим компіляції програми;

3. режим виконання програми;

4. робота з файлами;

5. режим допомоги;

6. налагодження програми.

Режим редагування. Частіше встановлюється автоматично при ініціалізації роботи системи. При цьому працює вбудований у систему текстовий редактор. Текст програми, за бажанням, можна підготувати в будь-якому текстовому редакторі, але це незручно. Освоїти роботу з текстовим редактором СП учням допоможуть навички, отримані при вивченні теми «Обробка текстової інформації».

Режим компіляції. Результатом компіляції є програма, яка записана мовою машинних команд ля майбутнього виконання. Одержання програми, що виконується, проходить декілька етапів: компіляція, робота редактора зв'язків, завантаження і т.д., але в базовому курсі ці питання не розглядаються. Їх можна розглянути лише при поглибленому вивченні курсу.

Режим виконання. У системах, що компілюють, в цьому режимі виконується програма в машинних командах, яка отримана після трансляції. Інтерпретатор безпосередньо сам виконує програму. У цих двох випадках виконання починається по команді RUN.

Режим роботи з файлами.У файлах на зовнішніх носіях система зберігає тексти програм вихідною мовою; програми, отримані в результаті трансляції; вихідні і кінцеві результати. У файловому режимі виконуються традиційні операції: зберегти інформацію у файлі, прочитати дані з файлу в оперативну пам'ять, присвоїти ім’я файлу, друкувати текст програми й ін.

Режим допомоги. Дозволяє програмісту одержати підказку на екрані, що допомагає як у роботі із системою, так і з мовою програмування.

Режим налагодження. У цьому режимі можна робити трасування, покрокове виконання програми, слідкувати за зміною визначених величин, зупинити виконання програми у певному місці по визначеній умові. Режим налагодження дає можливість знайти алгоритмічні помилки в програмах.

Учитель, розповідаючи про режими роботи системи програмування, повинен розповідати про систему команд, що використовується в кожнім з режимів.

Наприкінці вивчення розділу «Введення до програмування» проходить урок узагальнення знань. На цьому уроці піднімається питання про різні класи мов програмування, про парадигми програмування, про способи трансляції, робляться висновки про особливості та характерні риси структурного підходу в програмуванні та об’єктно-орієнтованного.

Більш детальніше вивчення розділу «Програмування» виноситься для профільного курсу програмування.

Методичні рекомендації до розв’язування задач з курсу алгоритмізації та програмування.

Навчання складанню алгоритмів роботи з величинами повинне проводитися на прикладах типових задач з поступовим ускладненням структури алгоритмів. Послідовність завдань планується згідно складності та послідовності вивчення алгоритмічних структур:

• лінійні алгоритми (обчислення по формулах, будь-які пересилання значень змінних);

• розгалужені алгоритми (пошук найбільшого чи найменшого значень з декількох даних, сортування 2-3 значень, діалог з розгалуженнями);

• циклічні алгоритми (обчислення сум і добутків числових послідовностей, циклічне введення даних з наступною їх обробкою).

Вивчення мови програмування Паскаль відбувається в контексті розв'язуваних задач, тобто нові засоби мови вводяться по мірі необхідності для розв’язування чергового типу задач.

Приклади завдань, які можна запропонувати учням.

Приклад 1.

Порівняти вік двох дітей. Відповідь виводити у вигляді фраз: «Маша старша за Сашка», «Маша молодша за Сашка», «Маша і Сашко однолітки».

Зауваження. Алгоритм має структуру 2 вкладених повних розгалужень. При переході від алгоритмічної мови до Паскаля треба звернути увагу на необхідність дотримання правил синтаксису мови.

Приклад 2.

Скласти алгоритм упорядкування значень 3 змінних А, В, С по зростанню.

Зауваження. Для розв’язування цієї задачі слід застосувати алгоритм: упорядкувати А і В, упорядкувати В і С (після цього максимальне значення потрапить у С), ще раз упорядкувати А і В. Таким чином, алгоритм буде мати структуру 3 послідовних неповних розгалужень.

алг Сортування	Program Sort
реч А, В, С, Х	var A, B, С, Х:real;
поч	begin
введення А, В, С	read ( А, В. С);
якщо А>B	if А>B
то Х:=А; А:=В; В:=Х	then begin
все	Х:=А; А:=У; У:=Х
	end;
якщо В>С	if В>С
то Х:=В; В:=С; С:=Х	then begin
все	Х:=У; У:=З; З:=Х
	end;
якщо А>B	if А>B
то Х:=А; А:=В; В:=Х	then begin
все	Х:=А; А:=У; У:=Х
	end;
виведення А, В, С	write (A, B, C);
кін	end.

Ця задача виводить на ідею використання допоміжних алгоритмів. Упорядкування 3 змінних виробляється триразовим застосуванням алгоритму упорядкування 2 змінних, тому розумно даний алгоритм оформити як допоміжний. Програми, що реалізують допоміжні алгоритми називаються підпрограмами. В Паскалі існує 2 види підпрограм: підпрограми-процедури і підпрограми-функції. В даній задачі можна використовувати процедуру. Ця задача може бути використана як опорна при поясненні цього матеріалу.

Program Sort

var A, B, С: real;

Procedure Sort_2 (var X,Y : real);

var Z: real;

begin

Z:=Х; X:=Y; Y:=Z

end;

Begin read ( А, В. С); Sort_2 (A, В); Sort_2 (B, C); Sort_2 (A, В);

write (A, B, C);

end.

Приклад 3.

Дано дійсне число Хи натуральнеN. Скласти алгоритм обчислення Х^N.

Зауваження. Зведення в ступінь заміняється багаторазовим множенням основи на саму себе.

i:=1; Y:=1;

while i<= N do

begin

Y:=Y*X;

i:=i+1;

end;

При виконанні трасування алгоритму обов’язково потрібно перевірити при N=0.

Приклад 4.

Знайти найбільший загальний дільник послідовності цілих чисел. Використовувати підпрограму знаходження НОД 2-х чисел. Можна використовувати алгоритм Евкліда.

Приклад 5.

Послідовно вводяться N цілих чисел. Знайти максимальне з них.

Зауваження. Цю задачу можна вирішити без введення поняття масиву. Для цього введення чисел і їх обробку треба сполучити в одному циклі.

Приклад 6.

Скільки різних N-буквених слів можна скласти шляхом перестановок даних N букв?

8