Методические рекомендации по выполнению практических работ на языке программирования высокого уровня Turbo Pascal по дисциплине «Информатика и ИКТ» для студентов 1 курса
методическая разработка на тему

О.Н. Мазаева

Методические рекомендации по выполнению практических работ на языке программирования высокого уровня Turbo Pascal

по дисциплине «Информатика и ИКТ»

для студентов 1 курса

Бутурлиновка 2017 г.

Составитель: Мазаева О.Н. – преподаватель информатики.

Методические рекомендации предназначены для студентов 1 курса всех специальностей и направлены на реализацию учебно-методической поддержки содержательной линии «Алгоритмизация и программирование» дисциплины «Информатика и ИКТ» на основе изучения программирования на языке Паскаль. В практикуме рассматриваются основные понятия языков структурного программирования на примере языка Паскаль, описываются различные типы данных, набор операторов для реализации базовых алгоритмических структур, создание процедур и функций, приведены примеры разработки программ, имеются задания для проведения практических работ и задания для самостоятельного выполнения.

Рассмотрено и одобрено цикловой комиссией общеобразовательных дисциплин

Протокол  №  2  от    26.09. 2017 г.

Председатель ПЦК                                                        

общеобразовательных дисциплин: ___________________ Мазаева О.Н.

Практическая работа №1

Тема: «Комбинированные алгоритмы»

Цели занятия: закрепление полученных знаний и умений при создании блок-схем различных алгоритмических структур и написании программ на языке программирования высокого уровня Turbo Pascal.

Инструктаж по технике безопасности

Теоретический материал

В мире информационных технологий понятие алгоритма занимает центральное место. Сам термин произошел от имени Аль-Хорезми, узбекского средневекового математика, который в 9 веке сумел четко описать правила выполнения простых арифметических действий – то есть составил первые алгоритмы.

В современной информатике и математике этот термин имеет такие определения:
- последовательность действий, в которой строго определены правила выполнения;

- предписание, определяющее последовательность и содержание операций, выполняя которые, исходные данные приходят к искомому результату;

- точное описание какого-либо вычислительного процесса или любой другой последовательности действий;

- максимально полное и точное предписание о последовательности выполнения конечного количества действий, которые необходимы для благоприятного решения любой задачи схожего типа.

Алгоритм может выполняться человеком или автоматическим устройством – так называемым формальным исполнителем. Задача любого исполнителя – максимально точная реализация имеющегося алгоритма. Формальный исполнитель не обязан вникать в сущность процесса, зачастую потому, что не способен ее понять. В качестве примера формального исполнителя можно привести стиральную машину, которая выполнит заданную программу стирки даже в отсутствие стирального порошка или белья в баке.

Исполнитель алгоритма может выполнять команды только из строго заданного списка, который представляет собой систему команд. Для каждой команды исполнителя оговорены условия применимости и описаны результаты выполнения. На каждый вызов команды исполнитель отвечает соответствующим элементарным действием.

Универсальным исполнителем алгоритма в информатике является компьютер.

Алгоритм и его свойства

1. Дискретность (или раздельность, прерывность процесса) означает, что алгоритм представляет процесс решения задач в виде последовательного выполнения ранее определенных простых шагов. Каждое следующее действие может совершиться только после окончания предыдущего.

2) Определенность подразумевает, что все правила алгоритма должны быть четкими и однозначными. Тогда выполнение алгоритма приобретет необходимый механический характер без дополнительных указаний или сведений.

3) Результативность (или конечность) алгоритма означает, что он должен привести к необходимому результату за конкретное конечное число шагов.

4) Массовость – это универсальность применения алгоритма к группе некоторых схожих задач, отличающихся только набором исходных данных. Исходные данные при этом могут выбираться из так называемой области применимости алгоритма.

В зависимости от целей, изначальных условий, путей решения задачи, определения действий исполнителя, можно выделить следующие виды алгоритмов:

1) Линейные виды алгоритмов подразумевают построение набора команд или указаний, выполняемых в строгой последовательности друг за другом.

2) Разветвляющиеся алгоритмы содержат как минимум одно условие, после проверки которого ЭВМ может перейти на один из нескольких возможных шагов.

3) Циклические виды алгоритмов предусматривают многократное повторение одного действия или операции над новыми исходными данными. Например, к этим алгоритмам относится большая часть методов вычисления и перебора вариантов. Так появляется так называемый цикл программы – то есть серия, последовательность команд (тело цикла), которая выполняется многократно, пока не будет удовлетворено некоторое условие.

4) Комбинированные алгоритмы

На практике часто встречаются задачи, алгоритм решения которых распадается на части, фрагменты и каждый фрагмент представляет собой алгоритм одного из трех описанных типов. Алгоритм, который содержит несколько структур одновременно, называется комбинированным.

В теории алгоритмов доказано, что любой, сколь угодно сложный алгоритм может быть составлен из трех основных алгоритмических структур: линейной, ветвления и цикла.

Алгоритмы решения сложных задач могут включать все перечисленные структуры либо комбинации некоторых из них.

Наиболее понятно структуру алгоритма можно представить с помощью блок-схемы, в которой используются геометрические фигуры (блоки), соединенные между собой стрелками, указывающими последовательность выполнения действий. Приняты определенные стандарты графических изображений блоков. Например, команду обработки информации помещают в блок, имеющий вид прямоугольника, проверку условий - в ромб, команды ввода или вывода - в параллелограмм, а овалом обозначают начало и конец алгоритма.
     Структурной элементарной единицей алгоритма является простая команда, обозначающая один элементарный шаг переработки или отображения информации. Простая команда на языке схем изображается в виде функционального блока.

Способы записи алгоритмов

Словесная форма - запись алгоритма, на любом понятном человеку словесном языке. Классическим алгоритмом в словесной форме записи является рецепт приготовления блюда.

Графическая (блок-схемы) Блок-схема представляет собой совокупность символов, соответствующих этапам работы алгоритма и соединяющих их линий.

Псевдокод – это псевдоязык программирования, на синтаксис которого стандартов не существует. Псевдокод лишен несущественных для понимания сути алгоритма деталей, без которых никак при написании программ на реальных языках программирования. Единственная цель псевдокода – формализовать описание алгоритма. Задачи, решения которых описаны на псевдокоде, очень легко переносятся на любой язык программирования, поскольку псевдокод и есть язык программирования с той лишь разницей, что для него не существует компилятора, а единственным интерпретатором для него является человеческий мозг.

Задания для самостоятельного выполнения

Задание 1. Создайте линейный алгоритм в виде блок-схемы для решения следующей задачи:

Вычислить площадь прямоугольника по заданной длине и ширине.

Для этого вам нужно внести следующие данные в элементы блок-схемы:

1) Ввести a и b.

2) Вычислить площадь S по формуле a*b.

3) Вывести полученный результат на экран.

4) Закончить выполнение алгоритма.

Задание 2. Составить блок-схему алгоритма вычисления периметра Р и площади S квадрата со стороной длины A.

Задание 3. Составить блок-схему решения задачи нахождения значения функции z = y/x.

Контрольные вопросы:

Практическая работа № 2

Тема: «Программирование задач с линейной алгоритмической структурой»

Цель работы: формировать навыки составления программ с линейной структурой.

Ход выполнения работы

1. Повторить  «Структура программы на Паскале».
2. Приступая к разработке программы с линейной структурой, следует вспомнить, что:

• программы с линейной структурой являются простейшими и используются, как правило, для реализации обычных вычислений по формулам;
• в программах с линейной структурой инструкции выполняются последовательно, одна за другой;
• алгоритм программы с линейной структурой может быть представлен следующим образом:

Структура программы на Паскале

Программа состоит из заголовка программы и тела программы (блока), за которым следует точка — признак конца программы. В свою очередь, блок содержит разделы описаний и раздел операторов.

Program <имя программы>;

Label <раздел меток>;

Const <раздел констант>;

Туре <раздел типов>;

Var <раздел переменных>;

Procedure (Function) <раздел подпрограмм>;

Begin

<раздел операторов>

End.

Пример программы

алг деление дробей; Program Division;

цел а,Ь,с,d,m,n; Var a,b,c,d,m,n: Integer;

нач ввод (a, b, c, d); Begin ReadLn(a,b,с,d);

m := a*d; m:=a*d;

n::=b*c; n:=b*c;

вывод (m,n) WriteLn (m,n)

кон End.

3. Выполнить следующие задания:

В-1.

Написать программу вычисления площади параллелограмма.
Рекомендуемый вид экрана во время работы программы:

Вычисление площади параллелограмма.
Введите исходные данные:
Длина (см) —> 9
Ширина (см) —> 7.5

Площадь параллелограмма: 67.50 кв.см.

(данные, введенные пользователем, выделены полужирным шрифтом)

В-2.
Написать программу вычисления объема цилиндра.

Рекомендуемый вид экрана во время работы программы:

Вычисление объема цилиндра

Введите исходные данные:

Радиус основания (см) —> 5

Высота цилиндра (см) —> 10

Объем цилиндра 1570.80 куб. см.

Для завершения работы программы нажмите .

(данные, введенные пользователем, выделены полужирным шрифтом).

В-3.

Написать программу пересчета расстояния из верст в километры (1 верста равняется 1066,8м). Ниже представлен рекомендуемый вид экрана во время работы программы (данные, введенные пользователем, выделены полужирным шрифтом).

Пересчет расстояния из верст в километры.
Введите расстояние в верстах и нажмите .
-> 100
100 верст (a/ы) - это 106.68 км.

В-4.

Написать программу, которая преобразует введенное с клавиатуры дробное число в денежный формат. Например, число 125 должно быть преобразовано к виду 12 руб. 50 коп.

Преобразование числа в денежный формат.
Введите дробное число —> 23.6

23.6 руб. — это 23 руб. 60 коп.

Показать результат работы преподавателю.

Практическая работа № 3

Тема: «Разработка и программирование задач с линейной разветвляющейся структурой»

Цели работы: 

1) формировать навыки составления программ с ветвящейся структурой,

используя инструкции выбора If и Casе;

2) совершенствовать навыки работы в системе Турбо Паскаль.

Ход выполнения работы

Теоретический материал

Приступая к разработке программы с ветвлением, следует вспомнить, что:

• ветвление в Паскале программируется с помощью условного оператора, который имеет следующую форму:

If <условие> Then <оператор 1> Else <оператор 2> (здесь if - если, Then - то, Else - иначе). Операторы 1 и 2 могут быть как простыми, так и составными. Составной оператор следует заключать в операторные скобки Begin и End.

Так же возможно использование неполной формы условного оператора:

if <условие> then <оператор>;

• выбор последовательности инструкций осуществляется во время выполнения программы в зависимости от выполнения условия;
• условие – это выражение логического типа, которое может принимать одно из двух значений TRUE (истина – условие выполняется), или FALSE (ложь – условие не выполняется).

Инструкция IF (полная)

if Условие

then

begin

{ Эти инструкции выполняются, }
{ если Условие истинно }
end

else

begin

Инструкция CASE

Case Выражение of

Список_констант1: begin

{ Инструкции 1 }
end;

Список_констант2: begin

{ Инструкции 2 }
end;

Список_ констант3: begin

{ Инструкции З }
end;

Примечание: Инструкции между begin и end выполняются в том случае, если значение выражения после слова Сase совпадает с константой из соответствующего списка. Если это не так, то выполняются инструкции, следующие после else, расположенные между begin и end.

2. Разобрать и проанализировать пример программы с ветвлением. Составить блок–схему к ней.

Пример 1. Написать программу вычисления площади кольца. Программа должна проверять правильность исходных данных. Ниже представлен рекомендуемый вид экрана во время работы программы (данные, введенные пользователем, выделены полужирным шрифтом).

Вычисление площади кольца.

Введите исходные данные:

Радиус кольца (см) -> 3.5

Радиус отверстия (см) ->7

Ошибка! Радиус отверстия не может быть больше радиуса кольца.

{ Вычисление площади кольца}

var

rl,r2 : real; { радиус кольца и отверстия }
s : real; { площадь кольца }

begin

writeln('Введите исходные данные:');
write('радиус кольца (см) -> ');
readln(rl);

write('радиус отверстия (см) —> ');
readln(r2);
if rl > r2 then
begin

s:=PI*(sqr(rl)-sqr(r2));

writeln ('Площадь кольца ',s:6:2,' кв.см’);
end

else writeln ('Ошибка! Радиус отверстия не может быть ',

'больше радиуса кольца.');

writeln ('Для завершения работы программы нажмите ');
readln;
end.

3. Самостоятельно составить программу на выбор:

1) Написать программу, которая сравнивает два числа, введенных с клавиатуры. Программа должна указать, какое число больше, или, если числа равны, вывести, соответствующее сообщение. Ниже представлен рекомендуемый вид экрана во время работы программы.

Введите в одной строке два целых числа и нажмите .

• 34    67

34 меньше 67.

2) Написать программу, которая определяет максимальное число из введенной с клавиатуры последовательности положительных чисел (длина последовательности не ограничена).

Рекомендуемый вид экрана во время работы программы:

Определение максимального числа последовательности положительных чисел.

Вводите после стрелки числа. Для завершения ввода введите ноль.

• 56
• 75
• 43
• 0

Максимальное число: 75

3) Написать программу, которая вычисляет сумму первых n целых положительных чисел. Количество суммируемых чисел должно вводиться во время работы программы. Ниже представлен вид экрана во время работы программы ( данные, введенные пользователем, выделены полужирным шрифтом).

Вычисление суммы положительных чисел.

Введите количество суммируемых чисел->20

Сумма первых 20 положительных чисел равна 210.

3. Показать результат работы преподавателю.

Практическая работа № 4

Тема: «Разработка и программирование задач  циклической структуры»

Цели работы:

1) формировать навыки составления программ с циклической структурой, используя инструкции For, Repeat, While;

2) совершенствовать навыки работы с системе Турбо Паскаль.

Ход выполнения работы

1. Приступая к разработке программы с циклами, следует вспомнить, что:

Циклы

Инструкция FOR

Вариант 1 (с увеличением счетчика):

for Счетчик := Начальное Значение to Конечное Значение do
begin

{ Инструкции}
end;

Инструкции между begin и end выполняются [(Конечное Значение – Начальное Значение) + 1] раз.

Если Начальное Значение больше, чем Конечное Значение, то инструкции между begin и end не выполняются.

Если между begin и end находится только одна инструкция, то слова begin и end можно не писать.

Вариант 2 (с уменьшением счетчика):

for Счетчик : — Начальное Значение downto Конечное Значение do
begin

{ Инструкции}
end;

Инструкции между begin и end выполняются [(Начальное Значение — Конечное Значение) + 1] раз.

Если Начальное Значение меньше, чем Конечное Значение, то инструкции между begin и end не выполняются.

Инструкция REPEAT

repeat
begin

{Инструкции}
end
until Условие;

Выполняются инструкции, находящиеся между begin и end (инструкции цикла), после этого проверяется значение выражения Условие. Если оно равно False (т. е. условие не выполняется), то инструкции цикла выполняются еще раз. И так продолжается до тех пор, пока Условие не станет истинным. Таким образом, после слова until записывается условие завершения цикла.

Примечание Если между begin и end находится только одна инструкция, то слова begin и end можно не писать.

Инструкция WHILE

while Условие do
begin

{Инструкции}
end;

Проверяется значение выражения Условие, если оно равно True (условие выполняется), то выполняются инструкции, находящиеся между begin и end (инструкции цикла). Затем снова проверяется значение выражения Условие, и так продолжается до тех пор, пока значение выражения Условие не станет равным False. Таким образом, после слова while записывается условие выполнения инструкций цикла.

2. Разобрать и проанализировать примеры программ с циклами For, Repeat, While.

Пример 1. Написать программу, которая выводит таблицу квадратов первых десяти целых чисел. Рекомендуемый вид экрана:

Таблица квадратов

- - - - - - - - - - - - - - -

Число квадрат

- - - - - - - - - - - - - - -

1           1

2           4

3          9

4         16

5         25

6          36

7         49

8          64

9          81

10         100

- - - - - - - - - - - - - - -

{Вывод таблицы квадратов первых десяти целых положительных чисел}

var

x: integer; {число}

y: integer; {квадрат числа}

i: integer; {счетчик циклов}

begin

writeln (‘Таблица квадратов’);

writeln(‘------------------------‘);

writeln(‘Число Квадрат’);

writeln(‘------------------------‘);

for i:=l to 10 do

begin

y:=x*x;

writeln (x:3,y:10);

x:=x+1;

end;

writeln(‘------------------------‘);

readln;

end.

Пример 2. Написать программу, вычисляющую сумму и среднее арифметическое последовательности положительных чисел, которые вводятся с клавиатуры.

Рекомендуемый вид экрана во время работы программы:

Вычисление среднего арифметического последовательности положительных чисел.

Вводите после стрелки числа. Для завершения ввода введите ноль.

• 45
• 23
• 15
• 0

Введено чисел: 3

Сумма чисел: 83

Среднее арифметическое: 27.67

{Вычисление среднего арифметического последовательности положительных чисел }
var

а : integer; {число, введенное с клавиатуры}
n : integer; {количество чисел}
s : integer; {сумма чисел}
m : real; {среднее арифметическое}
begin
s:=0;

n:=0;

writeln('Вычисление среднего арифметического

последовательности положительных чисел.');

writeln('Вводите после стрелки числа. ',

'Для завершения ввода введите ноль.');

repeat

write(‘> ');

readln(a) ;

s:=s+a;

n:=n+l;
until a <= 0;
n:=n -l;

writeln('Введено чисел: ', n) ;
writeln('Сумма чисел: ',s);
m := s/n;
writeln('Среднее арифметическое: ',m:6:2);

writeln('Для завершения работы программы нажмите ');
readln;

end.

Пример 3. Написать программу, которая вычисляет наибольший общий делитель двух целых чисел.

{Вычисление наибольшего общего делителя
двух целых чисел}

var

nl,n2:integer; {числа, НОД которых надо найти}
nod:integer; {наибольший общий делитель}
г:integer; {остаток от деления nl на п2}

begin

writeln('Вычисление наибольшего общего делителя');
writeln('для двух целых чисел.');
write('Введите в одной строке два числа ');
writeln('и нажмите ');
write('->');
readln(nl,n2);
while (nl mod n2)<>0 do

begin

r:=nl mod n2; {остаток от деления}
nl:=n2;
n2:=r;

end;
nod:=n2;

writeln('НОД чисел ',nl,' и ',п2,' это ',nod);
readln;

end.

3. Составить блок-схемы к программам 1-3.

Задания для самостоятельной работы

1. Написать программу, которая определяет максимальное число из введенной с клавиатуры последовательности положительных чисел (длина последовательности не ограничена).

Рекомендуемый вид экрана во время работы программы:

Определение максимального числа последовательности положительных чисел.

Вводите после стрелки числа. Для завершения ввода введите ноль.

• 56
• 75
• 43
• 0

Максимальное число: 75

2. Написать программу, которая вычисляет сумму первых n целых положительных чисел. Количество суммируемых чисел должно вводиться во время работы программы. Ниже представлен вид экрана во время работы программы (данные, введенные пользователем, выделены полужирным шрифтом).

Вычисление суммы положительных чисел.

Введите количество суммируемых чисел->20

Сумма первых 20 положительных чисел равна 210.

3. Написать программу, которая преобразует введенное пользователем десятичное число в двоичное. Рекомендуемый вид экрана во время работы программы приведен ниже.

Преобразование десятичного числа в двоичное.

Введите целое число от 0 до 225 и нажмите ->49

Десятичному числу 49 соответствует двоичное 00110001

Для завершения работы нажмите .

Показать результат работы преподавателю.