Етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера 1. Постановка

Етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера 1. Постановка задачі. 2. Побудова моделі. 3. Складання алгоритму. 4. Вибір програмного засобу. 5. Тестування програмного засобу. 6. Виконання програми та аналіз результатів. 5 6 10 19

Постановка задачі Формулювання умови задачі. Конкретизація даних, невідомих. Визначення правильних результатів. Точність постановки задачі Можливість забезпечити однакове розуміння задач різними людьми. 4

Моделювання Модель – це спрощене уявлення про реальний об’єкт, процес чи явище. Географія Хімія Фізика Біологія Головне призначення моделі Демонстрація лише суттєвих властивостей об’єктів, процесів і явищ. 4

Класифікація моделей За галузями використання: Методи дослідження навчальні ігрові дослідні науково-технічні імітаційні За способом представлення: матеріальні інформаційні За ознакою фактора часу: динамічні статичні експериментальний теоретичний 4 8 6

Інформаційні моделі Інформаційна модель – це сукупність інформації, яка харак-теризує властивості та стан об’єкта, процесу чи явища, а та-кож їх взаємодію із зовнішнім світом. Інформаційна модель вербальна знакова За формою представлення: геометричні словесні математичні структурні логічні спеціальні комп’ютерні некомп’ютерні 4

Алгоритми Алгоритм – це зрозумілий, точний та повний опис послідовності простих дій для розв’язування конкретної задачі. IX століття. Узбецький математик Мухаммед ібн Муса аль_Хорезмі (латинь: Algorithm). Трактат про правила виконання арифметичних дій. Алгоритм числовий нечисловий Виконавець алгоритму людина машина

Властивості алгоритму зрозумілість однозначність (визначеність) дискретність (покроковість) універсальність (масовість) правильність (результативність) Помилки в алгоритмі синтаксичні логічні

Способи опису алгоритмів Словесний Графічний Мовою програмування

Словесний запис алгоритму Виконавець: людина Правила запису: алгоритм складається з послідов-ності дій, записаних словами; дії можуть мати різні скорочення, позначення, формули; дії повинні бути точно визна-ченими і посильними для вико-нання; усі дії алгоритму повинні бути пронумеровані Задача: Обчислити значення функції y=3a2 - 5a.. а помножити на а, результат позначити R1. R1 помножити на 3, результат позначити R2. 5 помножити на а, результат позначити R3. R2 відняти R3, результат позначити y

Типи виразів Арифметичний – це звичайна формула, операндами якої можуть бути числа, змінні, функції. (b2-4ac) Умовний – це вислів про значення операндів, який може бути істинним або хибним. Результат: “так” або “ні”; “істина” або “хибність”; “true” або “false” Логічний – складений вислів про значення декількох умовних виразів. Логічні операції: і (and), або (or), ні (not)

Графічний запис алгоритму Графічний запис алгоритму складається із визначених зображень дій за допомогою геометричних фігур: початок кінець введення даних виведення результату обчислення умова Блок-схема Геометричні фігу-ри з’єднуються лініями зі стріл-ками

Базові структури алгоритмів Лінійний Послідовність дій Циклічний Визначена кількість повто-рень однієї або декількох дій згідно сформульованої умови Розгалужений Вибір з двох можливих дій в за-лежності від сформульованої умови

Мови програмування Середовище програмування: редактор текстів програм; довідково-інформаційна система; бібліотека процедур та функцій; компілятор чи інтерпретатор; засоби виконання усієї програми

Основні поняття мови Паскаль Алфавіт латинські символи символи кирилиці цифри від 0 до 9 математичні символи: + - * / = < > розділові знаки: ( ) [ ] { } , . : ; ‘ Команди введення – виведення; присвоєння; складена; розгалуження; циклу Слова службові ідентифікатори стандартні імена Рік створення: 1960 Автор: професор Ніколаус Вірт зі Швейцарії Призначення: навчання студентів програмуванню Використання: розв’язування різноманітних задач Історична довідка

Службові слова Призначені для написання команд. Goto – перейти до If – якщо Label – позначка (мітка) Mod – остача від ділення Not – не Of – з Or – або Procedure – процедура Program – програма Record – запис Repeat – повторювати Then – то While – поки (доки) And – і Array – масив Begin – початок Case – вибір Const – сталі (константи) Div – ділення без остачі Do – виконати Downto –униз до Else – інакше End – кінець File – файл For – для Function – функція

Ідентифікатори, або імена користувача Правила утворення імен користувача: Ім’я може складатися лише з латинських літер, цифр і символа “_”; Ім’я не може бути службовим словом; Першим символом є буква; Літери можуть бути великими або малими; Імена повинні бути короткими і відповідати суті об’єкта; Пропуски в іменах не допускаються; Два різні об’єкти не можуть мати одне ім’я. Приклади правильно утворених імен a, b, x, a1, a2, alpha, cat, My_name, Z_1

Стандартні імена Типи даних Стандартні сталі (константи) Стандартні функції Команди

Структура Паскаль-програми Програма складається з двох частин: описової виконуваної заголовок розділ описів розділ команд та оголошень Program <назва програми>; <Розділ описів та оголошень>; Begin <Розділ команд>; End. Команди Введення присвоєння виведення Read readln Write writeln <ім’я змінної>:= <вираз> Складена команда: begin <Команда 1>; … <Команда n>; end;

Величини Величини бувають: константи і змінні. Константи Змінні не міняють свого значення під час виконання програми. Опис здійснюється у розділі констант: Const <ідентифікатор>=<значення>; Наприклад: Const Pi=3.14 призначені для зберігання конкретних значень в оперативній пам’яті під час виконання програми. Опис здійснюється в розділі змінних: Var <список імен змінних>:<тип>;

Типи даних Це множина значень однакової природи разом із набором операцій, які над ними виконуються. Цілий Дійсний Літерний integer real char (-32768…32767) (29Е-39…1.7Е38) (кодова таблиця) Операції: Операції: +, -, *, /, div, mod +, -, *, / Булевий Рядковий boolean string (true, false) (0 – 255 байт)

Вирази Правила утворення та обчислення виразів: Правило пріоритетів. Правило дужок. Правило лінійного запису. Правило коректних імен. Стандартні функції: Abs(x) - |x| - модуль числа x Arctan (x) – arctg x – арктангенс числа х Cos(x) – cos x) – косинус числа х Exp(x) – ex – експонента Ln(x) – lnx – натуральний логарифм числа х Sin(x) – sin x – синус числа х Sqr(x) – x2 – піднесення до квадрату Sqrt(x) - - корынь квадратний з числа х Записати вираз на мові Паскаль: (sqr(x)*sqr(x)+2*y)/(sin(2*y)-1)

Лінійні (прості) програми Команди: введення; присвоєння; виведення. Задача: Задано два цілі числа. Знайти їх суму, добуток, різницю. Дано: a,b. Знайти: s,d,r. Обчислення: s=a+b d=a*b r=a-b Program z1; Var a,b,s,d,r : integer; Begin read (a,b); s:=a+b; d:=a*b; r:=a-b; writeln(‘s=‘,s); writeln (‘d=‘,d); writeln (эк=эбк); End.

Програми з розгалуженням Скорочений запис If <логічний вираз> then <команда>; Задача: Ввести два числа. Третьому присвоїти їх суму, якщо перше більше за друге, і добуток, якщо друге більше за перше. Дано: a,b. Знайти: c. Обчислення: Якщо a>b, то c=a+b Якщо b>a, то с=a-b Program z2; Var a,b,c : integer; begin read (a,b); if a>b then c:=a+b; if b>a then c:=a*b; writeln (‘c=‘,c); end.

Програми з розгалуженням (продовження) Дано: a,b. Знайти: c. Обчислення: Якщо a>b, то c=a+b iнакше с=a*b Задача: Ввести два числа. Третьому присвоїти їх суму, якщо перше більше за друге, і добуток, якщо друге більше за перше. If <логічний вираз> then <команда> else <команда 2>; Program z2; Var a,b,c : integer; begin read (a,b); if a>b then c:=a+b else c:=a*b; writeln (‘c=‘,c); end.

Циклічні програми Цикл з передумовою призначений для організації багатократного виконання групи команд (тіло циклу) до тих пір, поки залишається істинною умова виконання циклу. Опис: While<логічний вираз> do <тіло циклу>; Задача: Обчислити добуток перших 25 натуральних чисел. Program z3; Var d,n:integer; Begin d:=1; n:=1; while n<=25 do begin d:=d*n; n:=n+1; end; writeln (‘d=‘,d); End. Складена команда

Циклічні програми Цикл “для” призначений для організації багатократного виконання тіла циклу для значень параметра циклу з деякої впорядкованої дискретної множини. Опис: 1) for < параметр i>:=a to b do <тіло циклу>; (a:=a downto b do <тіло циклу>; (a>b). Задача: Обчислити добуток перших 25 натуральних чисел. Program z4; Var i,d:integer; begin d:=1; for i:=1 to 25 do d:=d*I; writeln (‘d=‘,d); end.

Табличні величини Масив – це скінченна послідовність змінних одного типу, імена яких складаються з імені масиву та покажчика, що визначає положення змінної у масиві. Масиви Одновимірні Двовимірні Властивості масиву: Тип елементів масиву повинен бути конкретно описаний. До кожного елемента масиву існує прямий доступ. 2. Число елементів масиву визначається під час його опису і надалі не змінюється. Опис масиву: Var <ідентифікатор масиву>: ARRAY [m..n] of <тип елементів масиву>; Наприклад: Var A:ARRAY [1..5] of real; B: ARRAY [1..100,1..100] of integer;

Алгоритми і програми роботи з таблицями Алгоритми: Знаходження суми й добутку елементів таблиць; Пошук елементів з деякою властивістю; Пошук мінімального (максимального) елемента; Впорядкування табличних величин: 1. метод мінімальних елементів; 2. метод вставки. Задача: Обчислити суму всіх елементів масиву A [1..25]. Program z5; Var A:ARRAY [1..25] of real; i: integer; s: real; begin for i:=1 to 25 do begin writeln (‘введіть елемент масиву a[i]’); read (a[i]); end; for i:=1 to 25 do S:=S+A[i]; writeln (‘S=‘,S); end.

Рядкові величини Рядок – це послідовність символів кодової таблиці комп’ютера. Опис: Var <ідентифікатор>: string [максим довжина рядка]; Операції: з’єднання (+), присвоєння (:=), порівняння, введення-виведення. Функції Процедури 1. Length (A) – довжина рядка 1. Insert (A,B,p) – вставка рядка А у рядок В, починаючи з позиції номером р 2. Copy (R,Poz, N) –копіює фрагмент 2. Delete (B,p,m) – вилучає m символів з довжиною N рядка R з позиції Poz рядка В, починаючи від позиції р 3. Pos (A,B) –дає номер символу, з якого 3. Str (C,B) – переводить числове дане починається входження рядка А у рядок В С у дане В типу рядок 4. Concat (A,B,…) – з’єднує рядки в один 4. Val (A,C,D) – засилає у числову змінну С рядок числовий образ рядка А

Процедури і функції Підпрограма – це засіб скорочення тексту програми та підвищення її структурованості. Процедура Функція Procedure <ім’я процедури> function <ім’я процедури> (<список формальних параметрів>); (<список формальних параметрів>): Begin <тип результату>; <тіло процедури> Begin End; <тіло функції> End; Змінні Локальні – описуються в підпрограмі. Глобальні – описуються в основній програмі. Формальні – описуються в заголовку підпрограми. 4. Фактичні – описуються у команді підпрограми при її виклику.

Мови програмування - Це формальні мови, призначені для запису алгоритмів, виконавцем яких буде комп'ютер. Запису алгоритмів на мовах програмування називаються програмами. Мова Паскаль - Універсальна мова програмування. Ніклаус Вірт (Нар. 1934 р.) - швейцарський вчений, фахівець в галузі інформатики, один з найвідоміших теоретиків в області розробки мов програмування, професор інформатики (комп'ютерних наук). Розробник мови Паскаль та ряду інших мов програмування.

32 Інтерфейс Pascal Середовище ТР має такий вигляд: Номер вікна Меню Назва програми Рядок підказки

33 Принципи роботи з вікнами Рascal В Pascal можна одночасно опрацьовувати до 9 вікон з різними програмами. Переходити з одного вікна в інше можна по натисканню F6 або ALT+номер вікна.

34 Робота з вікнами Рascal Щоб знищити поточне вікно треба натиснути Alt+F3. Щоб поточне вікно зробити розміром на весь екран – натиснути F5. Щоб змінити розміри вікна треба натиснути CTRL+F5, а далі стрілочками та SHIFT+стрілочки змінити положення та розміри вікна. ENTER – закріпити вікно.

35 Робота з меню Рascal Щоб потрапити в меню треба натиснути F10. Відкрити меню – ENTER. Переміщення по меню – стрілочки. Вийти з меню – ESC. Створити нове вікно Відкрити програму з диска Записати програму Записати програму під іншим іменем Вийти із Pascal

Вікно текстового редактора інтегрованого середовища Рядок головного меню, за допомогою команд якого виконують більшість дій в середовищі програмування Турбо Паскаль. Робоча область, у якій набирають і редагують текст програм. Рядок стану, який містить інформацію про активний на цей момент об’єкт та підказки для зручної роботи користувача.

Так само обирають команду з підменю. Це можна зробити одним з таких способів: натиснути її назву лівою клавішею миші; натиснути комбінацію клавіш, зазначену праворуч від назви команди; натиснути гарячу клавішу. Щоб обрати підменю з потрібними вам командами, натисніть його назву лівою клавішею миші або скористайтеся гарячими клавішами. Наприклад, щоб отримати доступ до команд підменю File, будучи в робочій області вікна текстового редактора, треба натиснути комбінацію клавіш Alt+F

Копіювання і вставляння фрагментів тексту Скасування останньої виконаної дії: команда Undo підменю Edit або комбінація клавіш Alt + BkSp.

Збереження тексту програми у файлі Щоб зберегти текст програми у файлі, треба у підменю File обрати команду Save (або натиснути службову клавішу F2). Якщо ця операція для поточного файлу виконується вперше, то на екрані з’явиться вікно збереження файлу. У верхньому рядку введення тексту треба набрати назву програми а в нижньому вікні зі списку обрати папку, у якій буде збережено файл. При цьому ви маєте пройти шлях від поточної до обраної папки. Виконавши всі ці дії, натисніть кнопку OK.

Увага! Якщо назва папки набрана російськими або українськими літерами, система програмування Турбо Паскаль не зможе зберегти в ній файл програми. Тому попередньо створіть папку, що має англійську назву. Збереження тексту програми у файлі Якщо операцію збереження для поточного файлу ви виконуєте не вперше, то файл автоматично зберігається під тією самою назвою в обраній раніше папці. Збереження файлу під іншою назвою Треба обрати команду Save as підменю File, а потім указати, у якій папці та з якою назвою потрібно зберегти поточний файл. Усе інше нічим не відрізняється від розглянутого вище. Відкриття файлу Оберіть команду Open підменю File, або натисніть службову клавішу F3. При цьому з’явиться вікно відкривання файлу, у якому потрібно зазначити назву файлу та пройти шлях до нього, починаючи з поточної папки. Коли потрібний файл буде знайдено, натисніть кнопку Open.

Компіляція програми Перш ніж виконувати програму, треба її відкомпілювати. Для цього використайте команду Compile підменю Compile (або комбінацію клавіш Alt + F9). Якщо в процесі компіляції буде знайдено помилку в тексті програми, компілятор повідомить про це. На екрані з’явиться червоний рядок, у якому буде зазначено номер помилки та її опис, а курсор переміститься у той рядок програми, у якому вона міститься. Якщо процес компіляції програми пройшов вдало, на екрані ви побачите вікно повідомлення, у якому буде зазначено, що файл відкомпільований, а також буде наведена додаткова інформація. Для подальшої роботи з програмою натисніть будь-яку клавішу.

Режими виконання програм Режим звичайного повного виконання програми. Для цього оберіть команду Run підменю Run (або натисніть комбінацію клавіш Ctrl + F9). Для покрокового виконання програми призначено команди Step over (F8) і Trace into (F7). Після кожного натискання відповідної службової клавіші виконуються дії, записані у тому рядку програми, на якому в цей момент розташовано блакитну смужку. А після цього система переходить до наступного рядка програми.

Вихід із середовища програмування Турбо Паскаль Щоб виконати цю дію, оберіть команду Exit підменю File (або натисніть комбінацію клавіш Alt+X).

44 Гарячі клавіші Рascal Щоб запустити програму на виконання – натиснути CTRL+F9. F1 – отримання допомоги. Ctrl+F1 – отримання допомоги по команді, після якої міститься курсор. Ctrl+Y – знищити рядок, на якому міститься курсор. Командою Alt+F5 або меню Debug-User screen ви в будь-який момент зможете переглянути дані, видані на екран у результаті прогону програми При друкуванні програми ви можете виконувати всі відомі вам дії текстового редактора.

Алфавіт мови Алфавіт мови програмування Паскаль - набір допустимих символів, які можна використовувати для запису програми. A, B, C, ..., X Y, Z Алфавіт мови Паскаль Латинські прописні букви Латинські рядкові букви Арабські цифри Спеціальні символи a, b, c, ..., x, y, z 0, 1, 2, ..., 7, 8, 9 Знаки арифметичні, знаки, дужки та інші

Алфавіт мови В алфавіт мови Паскаль включені неподільні елементи (складові символи). : = Неподільні елементи Знак операції присвоювання Знаки більше або дорівнює, менше або дорівнює Початок або кінець коментаря > = і<= * І *

Службові слова Призначені для написання команд. Goto – перейти до If – якщо Label – позначка (мітка) Mod – остача від ділення Not – не Of – з Or – або Procedure – процедура Program – програма Record – запис Repeat – повторювати Then – то While – поки (доки) And – і Array – масив Begin – початок Case – вибір Const – сталі (константи) Div – ділення без остачі Do – виконати Downto –униз до Else – інакше End – кінець File – файл For – для Function – функція

Процедури та функції для роботи над дійсними величинами Abs(x) функція, що знаходить модуль числа Х Sqr(x) функція, що знаходить квадрат числа Х Sqrt(x) функція, що знаходить корінь квадратний від Х Ln(x) функція, що знаходить логарифм натуральний від Х Exp(x) знаходить ех Sin(x) знаходить синус від Х Cos(x) знаходить косинус від Х Arctan(x) знаходить арктангенс від Х Trunc(x) знаходить цілу частину від Х, при цьому отримуємо результат цілого типу Round(x) заокруглює число до найближчого цілого Int(x) знаходить цілу частину числа Х, при цьому отримуємо результат дійсного типу Frac(x) знаходить дробову частину числа Х, отримуємо результат дійсного типу

Обчислення ху X>0 exp(y*ln(x)) X=0 1 X<0, y - парне exp(y*ln(abs(x))) X<0, y – непарне -exp(y*ln(abs(x)))

Подання деяких математичних та тригонометричних функцій, що обчислюються через додаткові вирази: Logyx ln(X)/ln(Y) Lg X ln(X)/ln(10) Tg X sin(X)/cos(X) Ctg X cos(X)/sin(X) Arcsin X arctan(X/sqrt(1-sqr(X))) Arccos X arctan((1-sqr(X))/X) Arcctg X 1/arctan(X)

Алфавіт і словник мови Імена (Констант, змінних, програм та інших об'єктів) - будь-які відмінні від службових слів послідовності букв, цифр і символу підкреслення, що починаються з букви або символу підкреслення. Правильні імена x velichina zzz polnaja_summa tri_plus_dva s25 _k1 a1b88qq oshibka Прописні і малі літери в іменах не різняться. Довжина імені може бути будь-хто. Неправильні імена Ж - літера не латинського алфавіту polnaja summa - Міститься символ (пробіл), який не є буквою, цифрою або знаком підкреслення. 2as - Починається з цифри Domby & Son - Міститься символ &, який не є буквою, цифрою або знаком підкреслення

Прості типи даних Типи величин

Структура програми на мові Паскаль Службове слово program і ім'я програми Структура програми Тема програми Опис даних Опис дій Опис констант (const) І опис змінних (var) Починається словом begin і закінчується словом end з точкою

Структура програми мовою Паскаль Program <назва програми>; Uses <список імен бібліотечних модулів, що використані у програмі>; Const <описання сталих величин>; Type <описання типів користувача>; Var <описання змінних величин>; <описання процедур та функцій користувача>; Begin <тіло програми> End.

Розділ опису змінних Цілий тип Речовий тип Символьний тип Імена змінних

Загальний вигляд програми program <ім'я програми>; const <список постійних значень>; var <опис використовуваних змінних>; begin <початок програмного блоку> <Оператор 1>; <Оператор 2>; ... <Оператор n> end. Оператори - Мовні конструкції для запису дії, виконуваного над даними в процесі рішення задачі.

Оператор присвоювання Основне перетворення даних, що виконується комп'ютером, - присвоювання змінної нового значення, що означає зміну вмісту області пам'яті. Загальний вигляд оператора: Команда присвоювання <Ім'я змінної>: = <вираз>

Оперативна пам'ять Виконання оператора присвоювання Процесор 10 + 5 a s b 10 5 10 15 5 a: = 10; b: = 5; s: = a + b

Найголовніше Паскаль - Універсальна мова програмування, що отримав свою назву на честь видатного вченого Блеза Паскаля. Типи даних в мові Паскаль: цілочисельний (Integer), Речовинний (Real), Символьний (Char), Строковий (String), Логічний (Boolean) Та інші. Впрограмі, Записаної на мові Паскаль, можна виділити: 1) заголовок програми; 2) опис використовуваних даних; 3) опис дій по перетворенню даних (Програмний блок).

Загальний вигляд програми: program <Ім'я програми>; const <Список постійних значень>; var <Опис використовуваних змінних>; begin <Оператор 1>; <Оператор 2>; ... <Оператор N> end.

Джерела інформації http://informatika.mksat.net/wp-content/uploads/2012/01/virt.jpg - Ніклаус Вірт http://schools.keldysh.ru/sch444/MUSEUM/1_17-60.htm - Ніклаус Вірт (інформація про діяльність) http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/dec21a7c-cec4-4b7a-96d7-d761c14a8582/9_76.swf - Команда присвоювання