Курсовая работа: Алгоритмы работы с файлами и их рассмотрение на факультативных занятиях по информатике

Изучение нового учебного материала:

1. Понятие алгоритма.

Термин «алгоритм» происходит от названия среднеазиатского города Хорезм. В этом городе в IX в. жил математик и астроном Мухаммед, который сформулировал правила четырех арифметических действий. Арабский вариант его имени Аль-Хорезми, что в Европе записывался латыни как Algorithmi, и стал основой термина «алгоритм». Однако позже под словом алгоритм стали понимать правила нахождения наибольшего общего делителя, которые были изложены еще в трудах великого древнегреческого математика Евклида (III в. До н.э.). В наше время понятие алгоритма были обобщены и словом "алгоритм" стали обозначать описание любой последовательности действий. Понятие алгоритма является одним из фундаментальных в современной математике и информатике.

Алгоритм - это точное и понятное описание последовательности действий над заданными объектами, позволяет получить конечный результат.

Составление алгоритма начинается с разбиения описываемого процесса на последовательность отдельных шагов. Каждый шаг алгоритма формулируется в виде инструкций (команд), то есть определенных предписаний исполнителю.

2. Свойства алгоритмов.

Свойствами алгоритма является дискретность, определенность, выполнимость, конечности, результативность и массовость.

дискретность (Лат. Discretus - разделенный, разрывной) алгоритма означает, выполнение сводится к выполнению отдельных действий (шагов) в определенной последовательности. Причем, каждая команда алгоритма должна выполняться за конечное интервал времени [11].

определенность (Или детерминированность (лат. Determinans - определяющий) алгоритма означает, что для заданного набора значений начальных (входных) данных алгоритм однозначно определяет порядок действий исполнителя и результат этих действий. Выполнимость алгоритма означает, что алгоритм, предназначенный для определенного исполнителя, может содержать только команды, которые входят в систему команд этого исполнителя.

конечности алгоритма означает, что его выполнение закончится после конечного (возможно, достаточно большой) количества шагов и за конечное время при любых допустимых значениях исходных данных.

результативность алгоритма означает, что после окончания его выполнения обязательно получаемые результаты, которые соответствуют поставленной цели. Результативными считаются также алгоритмы, которые определяют, что данную задачу нельзя решить или данная задача не имеет решений при заданном наборе исходных данных.

Массовость алгоритма означает, что алгоритм может быть применен к целому классу однотипных задач, для которых общими являются условие и ход решения и которые отличаются только начальными данными.

3. Формы представления алгоритмов.

В блок-схеме алгоритма каждая команда записывается в геометрической фигуре (блоке) определенного вида. Блоки соединяются между собой стрелками, которые указывают направление перехода для выполнения следующей команды алгоритма.

Рис.1. Графическая форма представления алгоритма в виде блок-схемы.

Приведем некоторые элементы (блоки) блок-схемы алгоритма.

Блок-схема алгоритма решения задачи представлена ??на рисунке 1.

Характерными чертами этого алгоритма является то, что все его команды выполняются в записанной последовательности, каждая команда алгоритма обязательно выполняется, причем только один раз. Такие алгоритмы (или фрагменты алгоритма) называются линейными.

Практические задачи:

1. Добавить команды среди приведенных предложений:

а) Закрой окно. г) Не мешай читать.

б) Который час? д) Если идет дождь, возьми зонтик.

в) 3 + 2 = 5. е) Я живу в Минске.

2. Сформулируйте линейные правила-алгоритмы, которые вы изучали на уроках:

а) украинского языка; б) математики; в) других предметов.

Подайте эти алгоритмы в виде блок-схем.

3. Придумайте исполнителя. Задайте его систему команд. Сформулируйте задачу и составьте алгоритм ее решения для этого исполнителя.

4. Составьте блок-схему алгоритма нахождения x из уравнения 2x + a = c.

Выполните его при: а) a = 5, c = 7, б) a= 15, c = 105; в) a= 5, c = 5.

Домашнее задание:

1. Изучить конспект.

2. Проработать материал учебника на ст. 25-30. (Й.Я. Ривкинд, Т. Лысенко, Л. Черникова, В.В. Шамкать).

3. Составьте алгоритм приготовления вашего любимого блюда. Подайте его в словесной форме [8,11].

2.2 Понятие модели. Типы моделей. Моделирование как метод исследования объектов

Цель: Ввести понятие модели и типа моделей, определить основные особенности процесса моделирования, как основного метода исследования объектов.

Оборудование и ТСО: Компьютерная техника, таблицы, мультимедийный проектор.

Методы обучения: интерактивные средства обучения

Тип урока: факультативный урок.

План урока:

Изучение нового учебного материала.

1. Понятие модели. Моделирования.

2. Типы моделей.

Практические задачи.

Домашнее задание.

Изучение учебного материала:

1. Понятие модели. Моделирования.

Для изучения свойств и взаимосвязей объектов (предметов, процессов или явлений) люди проводят различные исследования. Но не всегда можно или целесообразно исследовать сами предметы, процессы или явления напрямую. В таких случаях создают и исследуют не сами объекты, а их модели. Срок модель происходит от латинского слова modulus - образец, аналог.

Модели создают для исследования объектов, когда сам объект недоступен и его невозможно исследовать непосредственно (например, звезда созвездия Большой Медведицы или извержение вулкана), когда исследования объекта могут привести к его разрушению (например, мостовой переход), или когда его изготовления требует значительных средств (например, застройка нового микрорайона) и др.

Модели объектов создают не только тогда, когда они недоступны или дорого стоят, но и тогда, когда нужно исследовать конкретную свойство или группу свойств объекта. В таких случаях создают модель объекта, обязательно имеет те свойства, которые исследуются, а другие свойства, которые являются несущественными для данного исследования, могут быть в модели отсутствуют [13].

Множество всех предметов, свойства которых и отношения, между которыми исследуются, называют предметной областью этого исследования.

Так предметной областью исследования для зоологов есть множество животных, предметной областью для математиков во время исследования делимости чисел является множество целых чисел.

модель объекта - это новый объект, который отражает свойства объекта, существенные для данного исследования.

Процесс создания и исследования объектов на основе их моделей называется моделированием.

Кроме того, создают специальные компьютерные программы, которые реализуют модель объекта. Такие программы называют компьютерной моделью объекта. В наше время компьютерные модели широко используются для исследования объектов, проведение вычислительных экспериментов в тех случаях, когда проведение реальных экспериментов невозможно или требует много средств, или имеет непредсказуемые последствия.

2. Типы моделей.

Рис.2. Модели классифицируют по различным признакам: по способу представления; по отраслям использования; по фактору времени и др.

Для создания информационной модели объекта нужно:

1. Определить объект исследования, для которого создается модель, и цель исследования.

2. Выделить те свойства объекта, которые являются существенными для указанного исследования.

3. Установить взаимосвязи между выбранными свойствами и выразить их, использовав одну из форм представления.

Практические задачи:

1. Создайте информационную модель объектов «цветок» и «арбуз» с точки зрения художника, медика, ботаника, поставщика, покупателя.

2. Расстояние между городами А и В равно 50 км. Из этих городов одновременно навстречу друг другу выехали два велосипедиста со скоростями 15 км / ч и 12 км / ч соответственно. Создайте математическую модель для определения расстояния между ними в любой момент времени до их встречи.

Домашнее задание:

1. Изучить конспект.

2. Проработать материал учебника на ст. 20-23. (Й.Я. Ривкинд, Т. Лысенко, Л. Черникова, В.В. Шакотько).

3. Создайте информационную модель объекта «дачный дом» с точки зрения художника, строителя, покупателя [4,9].

2.3 Принципы работы в среде разработки программ. Понятие оператора. Разновидности операторов. Вывода данных

Цель: познакомить учащихся с понятиями языка программирования на примере языка Паскаль алфавиту, операторами, ознакомление с особенностями применения элементов языка Паскаль; сформировать навыки использования правил написания и оформления программ; воспитывать информационную культуру

Оборудование и ТСО: Компьютерная техника, таблицы, мультимедийный проектор.

Методы обучения: интерактивные средства обучения, наглядные материалы

Тип урока: факультативный урок

ход урока

ИИ. мотивационный момент

ИИИ. Актуализация знаний. микрофон

1. Понятие алгоритма, свойства алгоритма.

2. Формы представления алгоритмов.

3. Понятие модели.

4. Виды моделей, их характеристики.

5. Понятие языка программирования.

IV. Изучение материала

Язык программирования Паскаль для обучения студентов основам программирования создал в 1968-1971 г. швейцарский ученый Никлаус Вирт с кафедры информатики Стэнфордского университета.

Такое название она получила в честь известного французского математика, физика и философа Блеза Паскаля.

Алфавит - это совокупность символов, разрешенных к использованию при записи программы на определенном языке программирования.

Алфавит языка Паскаль состоит из:

ь больших и малых букв латинского алфавита A..Z, a..z и знака подчеркивания "_";

ь цифр от 0 до 9;

ь некоторых последовательностей из двух специальных символов:

Ш = Придать значение

Ш > = Больше или равно

Ш <= Меньше или равно

Ш <> Не равно

Ш .. разделитель диапазонов

ь специальных символов:

Рис.3. Специальные символы языка Паскаль

Слова языка программирования Паскаль

Ш зарезервированы (Служебные) - слова, имеющие заранее определенное написание и всегда одинаковый смысл.

Ш стандартные - слова, предназначенные для заранее определенных разработчиками языка типов данных, постоянных величин, определенных процедур или функций.

Ш идентификаторы (Имена величин) - слова, определяет пользователь для имен постоянных и переменных величин.

Правила создания имен, Которые действуют в Паскале:

ь Имя постоянной или переменной начинается только с буквы или знака "_" и может содержать буквы, цифры и знак подчеркивания.

ь Между двумя именами обязательно должен быть хотя бы один разделительный знак.

ь Максимальная длина имени составляет 127 символов, но учитываются только первые 63 из них.

ь Большие и маленькие буквы Паскаль не различает.

Рис.4.

В Паскале определены:

ь арифметические операции (+, -, *, /), которые применимы для переменных целого и действительного типов)

ь операции отношение (сравнения) (=, <,>, <=,> =, <>), которые сравнивают значения двух величин (операндов) и определяют истинным или ложным является значение всего выражения;

ь логические операции (логические и (and), или (or), нет (not)), результатом которых является логическое значение true или false.

Процедуры ввода и вывода

Read (<Имена переменных, которые отделены друг от друга запятой>)

Write (<Имена переменных, которые отделены друг от друга запятой>)

Используя процедуру Read, можно ввести значение необходимых для вычислений переменных.

Используя процедуру Write, можно вывести на экран значение действительного числа в удобном виде.

ь Процедура чтения Read обеспечивает ввод данных для последующей их обработки.

Формат ввода: Read (x1, x2,... х n) где х1, х2,... - переменные допустимых типов данных.

ь Процедура чтения Readln аналогична процедуре Read, отличие заключается в том, что после считывания последнего в списке значения для одной процедуры Readln данные для следующей процедуры Readln будут считываться с начала новой строки.