Начало работы с языком программирования Турбо Паскаль "Мы редко до конца понимаем, чего мы в действительности хотим." Франсуа де Ларошфуко. - презентация

1 Начало работы с языком программирования Турбо Паскаль "Мы редко до конца понимаем, чего мы в действительности хотим." Франсуа де Ларошфуко

2 Структура программного обеспечения ПК Язык программирования Паскаль

3 Содержание: Этапы решения задач с помощью ЭВМ; Формы записи алгоритма Понятия алгоритмического языка и языков программирования Понятия алгоритмического языка и языков программирования Ввод-вывод информации Линейный алгоритм, практическая работа, целые числа Линейный алгоритм, практическая работа Линейный алгоритм, вещественные числа Линейный алгоритм, вещественные числа

4 Этапы решения задач с помощью ЭВМ 1. Постановка задачи и её содержательный анализ; 1. Что дано? 2. Что необходимо определить? 3. Какие данные допустимы? 4. Какие результаты и в каком виде должны быть получены? 2. Формализация задачи, выбор метода решений: 1. описание задачи, замена её математической моделью; 2. выбор метода решения задачи 3. Составление алгоритма на основе выбранного метода 4. Составление программы 5. Тестирование и отладка программы 6. Выполнение программы и анализ результатов.

5 Моделирование – это особая форма эксперимента, в которой исследуется не сам объект, а некоторая его замена. Математическая модель– замена объекта оригинала при помощи математических зависимостей (формул).

6 Определение алгоритма Алгоритм - это точное и понятное предписание (указание) исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или решение поставленной задачи. Наличие алгоритма дает возможность решать задачу формально, механически исполняя команды алгоритма в указанной последовательности. Термин «алгоритм» ведёт начало от перевода на европейские языки имени арабского математика IV века аль – Хорезми, которым были описаны правила выполнения арифметических действий в десятичной системе счисления.

7 Пример: Составить алгоритм оценки знаний по результатам теста из 10 вопросов, согласно следующему правилу: если правильные ответы на 10 вопросов, то выставляется оценка 5, при 9 и 8 правильных ответах – оценка 4, при правильных ответах не более чем на 5 вопросов - оценка 2, в остальных случаях – оценка 3. Формулировка задачи в математическом виде: 5, если ot =10 Ocenka = 4, если 8 <= ot <= 9 3, если 6 <= ot <= 7 2, если ot <= 5 где ocenka - оценка, ot - правильные ответы " Алгоритм должен быть определен настолько четко, чтобы его указаниям мог следовать даже компьютер." Дональд Э. Кнут

8 Задача составления алгоритма не имеет смысла, если неизвестны или не учитываются возможности его исполнителя. Исполнитель – это человек или механическое устройство со строго определённым набором возможных действий (операций) Исполнители: человек, робот, ЭВМ. Команда - указание выполнить конкретное действие. Система команд - совокупность всех команд, которые могут быть выполнены некоторым исполнителем. Исполнитель

9 Свойства алгоритмов 1.Дискретность. (Алгоритм должен состоять из отдельных шагов). 2.Понятность. (Указания должны быть понятны исполнителю). 3.Однозначность. (Единственность толкования правил выполнения действий и порядка их выполнения). 4.Массовость. (С помощью алгоритма можно решать не одну конкретную задачу, а множество однотипных задач и делать это неоднократно). 5.Результативность. (Выполнение алгоритма должно приводить к конкретному результату - решению задачи - за конечное число шагов). 6.Конечность. (Завершение работы алгоритма в целом за конечное число шагов ).

10 Свойства Пример выполнения свойства Пример невыполнения свойства Дискретность репка Однозначность На дубе ларец, а в ларце утка, а в утке яйцо, в яйце игла, в игле смерть Кощея. Поди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что. Массовость Каждой дочери отец привёз по дорогому подарку Принц мог жениться только на настоящей принцессе Понятность Инструкция по-русски Инструкция на японском языке Конечность Мама сварила кашу в горшочке Каша уже заполнила все улицы, а горшочек всё варил кашу. Результативность Мышка хвостиком махнула, яйцо и разбилось Баба била-била не разбила.

11 Вопросы для закрепления: 1. Что такое отказ алгоритма? 2. Назовите книги – сборники алгоритмов. Кто является для них исполнителем и какие наиболее типичные команды входят в его систему команд? 3. С какими алгоритмами вы познакомились, занимаясь русским языком; иностранным языком; математикой; химией; физкультурой. 4. Имеются два кувшина емкостью 3 л и 5 л. Исполнитель ДЖИНН может набирать воду из реки в каждый кувшин, выливать из него воду и определять, налита ли вода в кувшине доверху. Составьте алгоритм, выполнив который ДЖИНН наберет из реки 7 л.

12 Домашняя работа: Реферат на тему: история создания развития языка Тубо Паскаль. (Старинная задача) Некий исполнитель должен перевезти в лодке через реку волка, козу и капусту. Его допустимые действия таковы, что за один раз он может перевезти только что- нибудь одно: волка, козу или капусту. Ничем, кроме погрузочно-разгрузочных работ и перевозок, этот Исполнитель не занимается. Составьте для данного Исполнителя алгоритм переправы, позволяющий избежать жертв.

13 Способы описания алгоритмов Словесно-пошаговый (на естественном языке). Графический (на языке блок-схем). Алгоритмический язык.

14 Словесный способ Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке Словесный способ не имеет широкого распространения по следующим причинам: такие описания строго не формализуемы; страдают многословностью записей; допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.

15 Например. Записать алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел. Алгоритм может быть следующим: 1. задать два числа; 2. если числа равны, то взять любое из них в качестве ответа и остановиться, в противном случае продолжить выполнение алгоритма; 3. определить большее из чисел; 4. заменить большее из чисел разностью большего и меньшего из чисел; 5. повторить алгоритм с шага 2. Описанный алгоритм применим к любым натуральным числам и должен приводить к решению поставленной задачи. Убедитесь в этом самостоятельно, определив с помощью этого алгоритма наибольший общий делитель чисел 125 и 75.

16 Графический (в виде блок-схемы) Схема - наглядное графическое изображение алгоритма, когда отдельные его действия (этапы) изображаются при помощи различных геометрических фигур (блоков), а связи между этапами указываются при помощи стрелок, соединяющих эти фигуры.

17 Основные блоки Начало, конец алгоритма Ввод-вывод в общем виде Проверка условий Вычислительное действие начало конец Ввод Выво д Условие вычисления

18 Определить площадь треугольника. Размеры сторон a, b и c, угол задать с клавиатуры Словесный способ 1. Ввести размеры сторон, угол между двумя сторонами. По формуле S:=1/2*a*b*sin(ugol*3.14 /180); 2. вычислить площадь треугольника. 3. Вывести результат вычисления. Блок-схема Начало Конец Ввод a, b, c, α Вывод S S:=1/2*a*b*sin(ugol*3.14/180)

19 Практическая работа: составить словесный и графический алгоритм Задача 1. Пешеход шел по пересеченной местности. Его скорость движения по равнине V1 км/ч. в гору - V2 км/ч и под гору - V3 км/ч. Время движения соответственно T1, T2, T3. Какой путь прошел пешеход? Задача 2. Даны две переменные A и B. Требуется обменять их значения, т.е. переменная A должна получить значение B, а B - значение A.

20 Понятия языка Имена (идентификаторы) употребляются для обозначения объектов пpогpаммы. –Все идентификаторы состоят из букв латинского алфавита, цифр, начинаются с буквы или знака подчеркивания Все идентификаторы могут иметь различную длину но не более 63 символов

21 Данные Данные величины, обрабатываемые пpогpаммой. Основные виды данных: константы, переменные. Константы это данные, которые зафиксированы в тексте программы и не изменяются в процессе ее выполнения. Пpимеpы констант: –числовые 7.5, 12; –символьные "А", "+"; –строковые "abcde", "информатика", "" (пустая строка).

22 Переменные Переменные обозначаются именами и могут изменять свои значения в ходе выполнения пpогpаммы. Переменные бывают целые, вещественные, логические, символьные и строковые.

23 Выражения Выражения предназначаются для выполнения необходимых вычислений, состоят из констант, переменных, указателей функций (напpимеp, sin(x)), объединенных знаками операций. Выражения записываются в виде линейных последовательностей символов (без подстрочных и надстрочных символов, "многоэтажных" дробей и т.д.), что позволяет вводить их в компьютер, используя соответствующие клавиши клавиатуры. Арифметические выражения служат для определения одного числового значения. Например: (1+sin(x))/2. Значение этого выражения при x=0 равно 0.5, а при x=p/2 - единице.

24 Операторы (команды). Оператор это наиболее крупное и содержательное понятие языка: каждый оператор представляет собой законченную фразу языка и определяет некоторый вполне законченный этап обработки данных. Операторы подразделяются на исполняемые и неисполняемые. Неисполняемые опеpатоpы предназначены для описания данных и стpуктуpы пpогpаммы, а исполняемые для выполнения различных действий.

25 Величина Величина это элемент данных с точки зрения их обработки. Величины разделяются на входные, выходные и промежуточные. Исходные (входные) это данные, известные перед выполнением задачи, из условия. Выходные данные результат решения задачи. Переменные, которые не являются ни аргументом, ни результатом алгоритма, а используются только для обозначения вычисляемого промежуточного значения, называются промежуточными. Вместе с тем, архитектура ЭВМ, используемое программное обеспечение требуют указать имена и типы данных целый, вещественный, логический и символьный.

26 Порядок выполнения программы в Паскале: Набрать программу в окне редактирования. Набрать программу в окне редактирования. Откомпилировать программу - CTRL+F9 – проверить ошибки; просмотреть результат (Alt+F5) сохранить программу – F10- File –Save as.. ( в появившемся окне набрать имя файла, которое содержит не более 8 символов) Выход из программы – ALT+ Х

27 Работа в среде Турбо Паскаля Команды управления движением курсора -> - перемещение курсора на символ вправо; <- - перемещение курсора на символ влево; ^ - перемещение курсора на строку вверх; v - перемещение курсора на строку вниз; Home - перемещение курсора в начало текущей строки; End - перемещение курсора в конец текущей строки; Page Up - перемещение курсора на страницу вверх; Page Down - перемещение курсора на страницу вниз; Примечание. Страница - это число строк текста, составляющих один экран (21 строка). Ctrl + Home - перемещение курсора в левый верхний угол; Ctrl + End - перемещение курсора в левый нижний угол;

28 Команды вставки и удаления текста Insert - включение и выключение режима вставки; Примечание. Если режим вставки включен, то на экране курсор имеет вид мигающей черты. В режиме вставки набираемый символ вводится в позицию, в которой стоит курсор, а все символы (начиная с символа, стоящего в позиции курсора ранее),расположенные правее, сдвигаются вправо. Если режим вставки выключен, то набираемый символ заменит тот символ, который находится в позиции курсора, таким образом можно старый текст заменить на новый. Delete - удаление символа, стоящего в позиции курсора; Backspace - удаление символа, стоящего перед курсором; Ctrl + N - вставка пустой строки над строкой, где находится курсор; Ctrl + Y - удаление строки, где находится курсор.

29 Структура программы на Паскале program... ; { Заголовок программы } uses... ; { Включаемые модули } const... ; { Константы } type... ; { Типы } var... ; { Переменные } procedure... ; { Процедуры } function... ; { Функции } begin оператор; { Операторы }... end.

30 Вопросы для повторения: 1. Что такое величина? 2. Какие величины называют аргументами? результатами? промежуточными величинами? Приведите примеры. 3. Каковы атрибуты величины? 4. Какие величины называют постоянными? переменными? Приведите примеры. 5. Какие величины называют входными, выходными и промежуточными? 6. Какова общая структура программы в языке Pascal?

31 ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ДАННЫХ ЯЗЫКА ПАСКАЛЬ: Integer-целый тип - целое число от до ,занимает 2 байта памяти Real- вещественный тип - числа от 1Е-37 до 15.9Е37 Boolean- логический тип - значение высказывания true или false char- символьный тип (один символ) string- строковый тип.

32 Тип переменной определяет: диапазон допустимых значений, принимаемых величинами этого типа; набор операций, допустимых над данной величиной; объем памяти, отводимой под эту переменную.

33 Процедура вывода на экран В Pascal эта команда выглядит следующим образом Write (список констант и/или переменных, разделенных запятой) Например Write ('Выходное значение: ', C). write(a); - стандартная процедура вывода значения переменной «а» или результата вычисления арифметического выражения на экран writeln(а) ;- вывод с последующим переводом строки writeln; - стандартная процедура перевода курсора на новую строку

34 Например: на экране, если А:=2; Write(a); 2 Writeln(a);2 и переход на следующую строку Write(a=,a);a=2 Write(a=,a, метров);a=2 метров Write(Y=, 4+6);Y=10 Write(S=,a,*,3,=,a*3);S=2*3=6, если a=2 Write(z=,z:8:4);z= , если z=1, e02 Writeln(погода);погода Writeln(хорошая);хорошая Write(погода ); Writeln(хорошая);погода хорошая

35 Ввод информации Процедура, которая в режиме диалога с клавиатуры присваивает значение для переменной величины, называется процедурой ввода. Read(список переменных); Процедура ReadLn похожа на Read. Она осуществляет переход к следующей строке. Например: Read(A, B, C); ReadLn(A, B, C);

36 Порядок выполнения процедуры ввода: Как только в программе встречается вызов процедуры Read, ЭВМ приостанавливает выполнение программы и ждет, пока пользователь введет с клавиатуры соответствующие значения, которые по очереди будут присваиваться переменным, перечисленным в списке ввода. Значения вводимых данных одновременно отображаются на экране дисплея. После нажатия клавиши enter, все переменные примут свои значения из входного набора данных, определенного пользователем, выполнение программы продолжается с оператора, следующего за Read. В списке ввода значения разделяются между собой пробелом. Присваивание значений из входного потока выполняется слева направо в соответствии с порядком следования переменных в процедуре

37 Оператор присваивания Предназначен для вычисления нового значения некоторой переменной. В общем виде оператор присваивания можно записать так: переменная := выражение; Оператор выполняется следующим образом. Вычисляется значение выражения в правой части присваивания. После этого переменная, указанная в левой части, получает вычисленное значение. При этом тип выражения должен совпадать с типом переменной.

38 Целый тип данных Идентифи катор Длина, байт Диапазон (множество) значений Операции integer2– , –, *, Div, Mod, >=,, byte word shortint1– longint4 –

39 Операции целочисленного деления и нахождения остатка от деления. В Pascal есть операции целочисленного деления и нахождения остатка от деления. При выполнении целочисленного деления (операция DIV) остаток от деления отбрасывается. Например, 15 div 4 = 3; 18 div 5 = 3; 123 div 10 = 12, 7 div 10 = 0. С помощью операции MOD можно найти остаток от деления одного целого числа на другое. Например, 15 mod 3 = 0; 18 mod 5 = 3; 123 mod 10 = 3, 7 mod 10 = 7.

40 Практическая работа: Чему равны значения переменных a и b после выполнения приведенной последовательности действий? a:=15 DIV(16 MOD 7); Ответ: 7 b:=34 MOD a*5-29 MOD 5*2; Ответ: -10 a:=4*5DIV 3 MOD 2; Ответ: 0 b:=5 DIV (3 MOD 2); Ответ: 5 Составить графическую схему и написать программу на языке программирования, проверить результат

41 Пример выполнения задания: Начало А:=15 div (16 mod 7) A Конец Графическая схема: Program ur1_z1; Var a:integer; Begin А:=15 div (16 mod 7); Writeln(Результат равен, a); Readln; end. Программа: Вспомогательные клавиши: CTRL+F9

42 Линейный алгоритм ЛИНЕЙНОЙ называют программу, реализующую конструкцию следования, когда команды расположены одна за другой и последовательно выполняются. начало Команда 1 Команда 2 Команда N Конец

43 Дано целое трёхзначное число, вывести на экран его цифры. Program ur2_1; var a, one,dec,hum,rez:integer; begin writeln(Введите число); readln(a); one:=a mod 10; writeln(Цифра единиц числа,one); dec:=(a div 10) mod 10; writeln(Цифра десятков числа,dec); hum:=a div 100; writeln(Цифра сотен числа,hum); rez:=hum*100+dec*10+one; writeln(а это тоже число,rez); readln; end.

44 Практическая работа: Дано трёхзначное число. Определить: 1. Сумму и произведение его цифр (2 балла); 2.Число, образованное перестановкой цифр десятков и единиц (2 балла); 3.Число, образованное перестановкой цифр сотен и десятков (2 балла); 4.Четырёхзначное число, полученное приписыванием цифры единиц в качестве цифры тысяч ( например, из числа 137 получить число 7137) (3 балла); 5. Дано четырёхзначное число, вывести его цифры (2 балла);

45 Вещественные типы данных real62,9*10 –39 1,7* , –, /, * single41,5*10 –45 3, , –, /, * double85*10 –324 1,7* , –, /, * extended103,4*10 –4932 1,1* , –, /, *

46 Встроенные математические функции Математическая запись Запись на Pascal Назначение cos xcos(x)Косинус x радиан sin xsin(x)Синус x радиан exex exp(x)Значение e в степени x [x][x]trunc(x)Целая часть числа x |x||x|abs(x)Модуль числа x x2x2 sqr(x)Квадрат числа x sqrt(x)Квадратный корень из x {x}{x}frac(x)Дробная часть x arctg xarctan(x)Арктангенс числа x ln xln(x)Натуральный логарифм x Pi Число П

47 Формат представления вещественного числа Константа действительного типа может быть представлена в двух видах: числом с фиксированной точкой и плавающей точкой. Число с фиксированной точкой изображается десятичным числом с дробной частью ( дробная часть может быть нулевой). Дробная часть отделяется от целой с помощью точки, например: 127.2, 25.0, , , Число с плавающей точкой, имеет вид mEp, где m – мантисса, а p– порядок числа (экспонента – степень 10). В качестве мантиссы могут быть целые и действительные числа с фиксированной точкой, а в качестве экспоненты только целые числа. Как мантисса так и экспонента могут содержать знаки «+» и «–«.

48 Примеры записи вещественных чисел с плавающей точкой: Математическая запись Запись с плавающей точкой 0, Е-6 0,62* Е+4 -10,8* Е12 20* Е-3

49 Форматированный вывод Если при выводе данных вещественного типа не указан формат, то число выводится в 17 позициях, в формате с плавающей точкой. Изменить стандартную форму вывода можно, используя формат: Write (x:m:n), где x - выводимое число вещественного типа, m – общее количество позиций вывода числа, включая знак числа, целую часть, точку и дробную часть, n – количество позиций для вывода дробной части. В качестве n, m, целые константы, переменные, выражения.

50 Пример форматированного вывода Использование формата Write(r:8:4) для вывода значения r равного , приведёт к выводу значения , а использование формата Write(r:4:2) к выводу этого же числа приведёт к выводу значения

51 Запись математических выражений: В МАТЕМАТИКЕ:НА ПАСКАЛЕ: A+B/CA+B/C A/B/C = A/(B*C) (2+sqrt(abs(A-B)))/(B*C)-A sqr(sin(A*A)) sin(A)/cos(A)

52 Задания для самостоятельной работы Вычислить значение выражения: при a=1; b=2; c=3; d=4; e=5; f=1; h=2; x=1,666 при a=1; b=2; x=5; y=2; c=3 при a=1; b=2; x=5; y=2 d=2,333 при х=0.5; у=2 ; а= при x=0.5; y=0.3; a= при x=0.5; y=0.3 a=2.097