Для решения большинства задач существует множество готовых программ. Но для того чтобы лучше понимать все происходящее с компьютером и уверенно принимать правильные решения, рядовому пользователю необходимо обладать определенной компьютерной грамотностью.
Следует отметить, что большинство редакторов (например, Microsoft Office Word, Excel) имеют встроенные средства программирования, освоив которые можно значительно расширить свои возможности.
III. Теоретическая часть.
Алгоритмы.
Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) ученый из города Хорезма Абдулла (или Абу Джафар) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми создал книгу по математике, в которой описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Само слово алгоритм возникло в Европе после перевода на латынь книги этого математика.
Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.
Вы постоянно сталкиваетесь с этим понятием в различных сферах деятельности человека (кулинарные книги, инструкции по использованию различных приборов, правила решения математических задач...). Обычно мы выполняем привычные действия не задумываясь, механически. Например, вы хорошо знаете, как открывать ключом дверь. Однако, чтобы научить этому малыша, придется четко разъяснить и сами эти действия и порядок их выполнения:
1. Достать ключ из кармана.
2. Вставить ключ в замочную скважину.
3. Повернуть ключ два раза против часовой стрелки.
4. Вынуть ключ.
Если вы внимательно оглянитесь вокруг, то обнаружите множество алгоритмов, которые мы с вами постоянно выполняем. Мир алгоритмов очень разнообразен. Несмотря на это, удается выделить общие свойства, которыми обладает любой алгоритм.
Свойства алгоритмов:
1. Дискретность (алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке);
2. Детерминированность (любое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае);
3. Конечность (каждое действие и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения);
4. Массовость (один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными);
5. Результативность (отсутствие ошибок, алгоритм должен приводить к правильному результату для всех допустимых входных значениях).
Виды алгоритмов:
1. Линейный алгоритм (описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке);
2. Циклический алгоритм (описание действий, которые должны повторятся указанное число раз или пока не выполнено задание);
3. Разветвляющий алгоритм (алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий)
4. Вспомогательный алгоритм (алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя).
Для более наглядного представления алгоритма широко используется графическая форма - блок-схема, которая составляется из стандартных графических объектов.
Вид стандартного графического объекта
Назначение
Начало алгоритма
Конец алгоритма
Выполняемое действие записывается внутри прямоугольника
Условие выполнения действий записывается внутри ромба
Счетчик кол-во повторов
Последовательность выполнения действий
Пример записи алгоритма в виде блок-схемы:
Стадии создания алгоритма:
1. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной человеку, который его разрабатывает.
2. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной тому объекту (в том числе и человеку), который будет выполнять описанные в алгоритме действия.
Объект, который будет выполнять алгоритм, обычно называют исполнителем.
Исполнитель - объект, который выполняет алгоритм.
Идеальными исполнителями являются машины, роботы, компьютеры...
Компьютер – автоматический исполнитель алгоритмов.
Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой.
Вопросы:
Что такое алгоритм? Приведите примеры алгоритмов.
Какие свойства алгоритмов вы знаете?
Какие виды алгоритмов вы знаете?
Какие способы записи алгоритмов вы знаете?
Что такое исполнитель алгоритмов?
Что такое программа?
III. Практическая часть.
На ближайших нескольких уроках мы будем записывать алгоритмы на языке программирования Turbo Pascal. На этом уроке мы познакомимся с тем как вводить и запускать программу.
Современные среды программирования позволяют программистам создавать сложные и удобные программы, имеют множество дополнительных возможностей, но для первоначального знакомства с языком программирования не подходят, т.к. нам придется сначала долго изучать их интерфейс, прежде чем сможем написать простую программу. Поэтому знакомство с языком Turbo Pascal мы начнем, используя добрую старую оболочку. Пусть наши программы на этом этапе не будут выглядеть очень привлекательно, но освоив навыки программирования вы потом сможете создавать полезные и красивые программы.
Для запуска среды программирования Turbo Pascal 7.0 дайте команду Пуск→Все программы→Программирование→ Turbo Pascal 7.0. После запуска на экране появится оболочка:
Среда Турбо Паскаля 7.0 является приложение под DOS, а не под Windows и поэтому экран и приемы работы в этой системе немного отличаются от тех, к которым вы привыкли в Windows, хотя и имеют много общего.
Верхняя строка содержит «меню» возможных режимов работы Турбо Паскаля, нижняя - краткую справку о назначении основных функциональных клавиш. Вся остальная часть экрана принадлежит окну редактора, очерченному двойной рамкой и предназначенному для ввода и коррекции текстов программ. В его верхней строке приводятся имя файла, откуда был прочитан текст программы (новому файлу присваивается имя NONAME00.PAS), два специальных поля, используемых при работе с устройством ввода «мышь» (эти поля выделены квадратными скобками), и цифра 1 - номер окна. В Турбо Паскале можно работать одновременно с несколькими программами (или частями одной крупной программы), каждая из которых может располагаться в отдельном окне редактора. Среда позволяет использовать до 9-ти окон редактора одновременно.
Кроме окна (окон) редактора в Турбо Паскале используются также окна отладочного режима, вывода результатов работы программы, справочной службы, стека, регистров. По желанию они могут вызываться на экран поочередно или присутствовать на нем одновременно.
Для управления средой Турбо Паскаля можно использовать функциональные клавиши и их комбинации с клавишами ALT, CTRL и SHIFT. Вот некоторые из них:
[Fl] - обратиться за справкой к встроенной справочной службе (Help-помощь);
[F9] - компилировать программу, но не выполнять ее;
[Ctrl]+[F9] - выполнить прогон программы: компилировать программу, находящуюся в редакторе, загрузить ее в оперативную память и выполнить, после чего вернуться в среду Турбо Паскаля;
[Alt]+[F5] - сменить окно редактора на окно вывода результатов работы (прогона) программы;
[Alt]+[X] - для выхода из Турбо Паскаля.
Для переключения языка ввода используются комбинация клавиш [Ctrl]+[Shift] слева на латинскую раскладку, справа - на русскую.
Когда мы вводим программу, то работаем с текстовым редактором, встроенным в среду Турбо Паскаля.
Для создания текста программы нужно ввести этот текст с помощью клавиатуры. Положение курсора указывается желтым мигающим символом подчеркивания. Каждая команда вводится в отдельной строке. Для перехода на следующую строку нажмите клавишу [Enter]. Если текст программы не вмешается на экране можно воспользоваться полосами прокрутки. Регистр записи команд значение не имеет.
Если Вы ошиблись при вводе очередного символа, его можно стереть с помощью клавиши со стрелкой (или надписью [Backspace]), расположенной над клавишей [Enter]. Клавиша [Delete] стирает символ, на который в данный момент указывает курсор, а команда [Ctrl]+[Y]- всю строку, на которой расположен курсор.
Следует помнить, что редактор Турбо Паскаля вставляет в конце каждой строки невидимый символ-разделитель. Этот символ вставляется клавишей [Enter], а стирается клавишами [Backspace] или [Delete]. С помощью вставки/стирания разделителя можно «разрезать»/«склеить» строки. Чтобы разрезать строку, следует подвести курсор к нужному месту и нажать Enter, чтобы склеить соседние строки, нужно установить курсор в конец первой строки (для этого удобно использовать клавишу [End]) и нажать [Delete] или установит курсор в начало второй строки (клавишей Home) и нажать [Backspace].
И еще об одной возможности редактора. Обычно редактор работает в режиме автоотступа. В этом режиме каждая новая строка начинается в той же позиции на экране, что и предыдущая. Режим автоотступа поддерживает хороший стиль оформления текста программы: отступы от левого края выделяют тело условного или составного оператора и делают программу более наглядной.
Теперь попробуем написать и запустить простейшую программу.
Напишите в окне программы текст:
program proba;
begin
write('Привет!');
end.
Рассмотрим эту программу. Она начинается со слова program. Слово program зарезервировано в Паскале, т.е. не может использоваться ни в каких других целях, лишь для начала программы. После служебного слова program записывается имя программы. В нашей программе именем является proba. Имя программы записывается на английском языке и задается произвольно автором программы. Конечно, желательным является, чтобы имя программы выражало ее содержание. В конце первой строки, после имени программы стоит ";" - точка с запятой. Этот знак указывает на то, что некоторая инструкция закончена и за ней будет записана следующая инструкция. Точка с запятой является обязательным разделительным знаком в языке Паскаль.
Далее в программе следует служебное, зарезервированное, слово begin (начать), которым начинается раздел операторов.
В этом разделе последовательно записываются команды, операторы, которые разделяются ";" - точкой с запятой. Они будут выполняться компьютером.
Программа заканчивается служебным словом end, после которого стоит точка. Она является обязательной во всех паскалевских программах. Точка оповещает о конце текста программы.
В нашем примере раздел операторов содержит один оператор write('Привет!'); который выводит сообщение на экран компьютера.
После подготовки текста программы можно попытаться исполнить ее. Для этого дайте команду Run→Run или нажмите комбинацию клавиш [Ctrl]+[F9].
Если в программе нет синтаксических ошибок, то все действия выполняются последовательно одно за другим, при этом в небольшом окне сообщается о количестве откомпилированных строк и объеме доступной оперативной памяти. Перед передачей управления загруженной программе среда очищает экран (точнее, выводит на экран окно прогона программы), а после завершения работы программы вновь берет управление компьютером на себя и восстанавливает на экране окно редактора.
Если на каком-либо этапе среда обнаружит ошибку, она прекращает дальнейшие действия, восстанавливает окно редактора и помещает курсор на ту строку программы, при компиляции или исполнении которой обнаружена ошибка. При этом в верхней строке редактора появляется диагностическое сообщение о причине ошибки. Все это позволяет очень быстро отладить программу, т.е. устранить в ней синтаксические ошибки и убедиться в правильности ее работы. Если ошибка возникла на этапе прогона программы, простое указание того места, где она обнаружена, может не дать нужной информации, так как ошибка может быть следствием неправильной подготовки данных в предыдущих операторах программы. В таких ситуациях обычно прибегают к пошаговому исполнению программы.
Командой [Alt]+[F5] или Debug→User screen Вы в любой момент сможете просмотреть данные, выданные на экран в результате прогона программы.
Для возврата в режим редактирования программы нажмите любую клавишу.
Попробуйте запустить программу еще. Каждый раз при запуске на экране будет выводится фраза «Привет!».
Для того, чтобы после вывода на экран курсор перемещался на новую строку исправьте оператор write('Привет!') на writeln('Привет!').
Неотъемлемой составной частью среды Турбо Паскаля является встроенная справочная служба. Если Вы достаточно хорошо владеете английским языком, у Вас не будет проблем при работе с Турбо Паскалем: в затруднительной ситуации достаточно нажать F1 и на экране появится необходимая справка. Эта справка зависит от текущего состояния среды, поэтому справочную службу называют контекстно-чувствительной. Например, если нажать F1 в момент, когда среда обнаружила ошибку в программе, в справке будут сообщены дополнительные сведения о причинах ошибки и даны рекомендации по ее устранению.
Существуют четыре способа обращения к. справочной службе непосредственно из окна редактора:
[F1] - получение контекстно-зависимой справки;
[Shift]+[F1] - выбор справки из списка доступных справочных сообщений;
[Ctrl]+[F1] - получение справки о нужной стандартной процедуре, функции, о стандартной константе или переменной;
[Alt]+[F1] - получение предыдущей справку.
Познакомимся еще с одной возможностью среды. Дайте команду Debug→Output. На экране появиться окно вывода программы. Теперь добьемся того, чтобы на экране демонстрировались два окна одновременно: окно кода и окно вывода. Дайте команду Window→Cascade.
Двойная рамка, очерчивающая окно, свидетельствует о том, что именно это окно активно в данный момент.
Давайте посмотрим, что будет если вы ошибетесь при написании команды. Сделайте ошибку в программе, например, удалите точку в конце программы. При запуске программы вы получите сообщение об ошибке. Ошибочная команда будет выделена.
Исправьте ошибку.
Для сохранения и открытия программ используется меню File. При сохранении файла для имени файла действует правило 8.3. Попробуйте сохранить вашу программу в файл.
Программирование в среде Microsoft Windows на языке Pascal
Для запуска среды программирования Borland Pascal for Windows 7.0 дайте команду Пуск→Все программы→Программирование→ Borland Pascal for Windows 7.0. После запуска на экране появится окно:
Чтобы набрать текст программы, достаточно дать команду File→New.
Перед началом ввода текста программы желательно установить шрифт, с котором вы будете работать. Желательно выбрать шрифт с кириллицей, т. е. такой, чтобы можно было бы набирать и русский текст.
Для установки шрифта следует выбрать в верхнем меню Options→Environment ("Опции→Среда").
Для чтобы программа, написанная в DOS, могла работать в среде Windows необходимо к ней подключить модуль WinCRT. Модуль WinCRT может быть использован для преобразования DOS-программ и создания небольших Windows программ.
Модуль представляет собой набор констант, типов данных, переменных, процедур и функций. Каждый модуль по своей структуре аналогичен отдельной программе. Вместе с тем структура модуля позволяет использовать его как своеобразную библиотеку описа-ний.
В Borland Pascal входит 7 модулей. На этом занятии мы познакомимся с одним из них - WinCRT. Более подробно с модулями мы познакомимся позднее.
Для подключения модуля необходимо добавить к программе строчку
uses WinCrt;
program proba;
uses WinCrt;
begin
write('Привет!');
end.
После подготовки текста программы можно попытаться исполнить ее. Для этого дайте команду Run→Run или нажмите комбинацию клавиш [Ctrl]+[F9].
IV. Д/з
Знать, что такое алгоритм, свойства и виды алгоритмов, способы записи алгоритмов. Дополнительное задание: найдите информацию об истории возникновения языка программирования Turbo Pascal.
V. Вопросы учеников.
Ответы на вопросы учащихся.
VI. Итог урока.
Подведение итога урока. Выставление оценок.
На уроке мы познакомились с тем, что такое алгоритм, какими свойствами он обладает и как его можно записать. Начали знакомиться с программирование на языке Turbo Pascal и написали свою небольшую программу.
