ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИlib.madi.ru/fel/fel1/fel14M264.pdfУДК 004.43 ББК 32.973-018 Б695 Блинова, Т.А. Б695 Основы информатики. Алгоритмизация

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

Т.А.БЛИНОВА, А.В.НОВИКОВ, Н.Н.РУДНОВА

ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ИНОСТРАННЫХ ГРАЖДАН

МОСКОВСКИЙ АВТОМОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МАДИ)

Кафедра общетеоретических дисциплин

Утверждаю Зав. кафедрой _____________ Косарева И.А. «____» __________ 2014 г.

Т.А.БЛИНОВА, А.В.НОВИКОВ, Н.Н.РУДНОВА


АЛГОРИТМИЗАЦИЯ

И ПРОГРАММИРОВАНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ИНОСТРАННЫХ ГРАЖДАН

МОСКВА МАДИ 2014

УДК 004.43 ББК 32.973-018

Б695

Блинова, Т.А. Б695 Основы информатики. Алгоритмизация и программирова-

ние: метод. указания для иностранных граждан / Т.А. Блинова, А.В. Новиков, Н.Н. Руднова. – М.: МАДИ, 2014. – 60 с.

Настоящие методические указания по дисциплине «Информати-ка» предназначены для иностранных граждан, обучающихся в обра-зовательных центрах довузовской подготовки по дополнительной об-щеобразовательной программе и имеют основную цель – помочь слушателям в приобретении и закреплении необходимых умений и навыков при решении задач, составлении алгоритмов и написании программ на языке программирования Basic.

Каждая тема состоит из теоретического раздела, в котором дана необходимая лексическая база, типовой задачи с решением – блок-схема и программа на языке Basic, а также заданий для самостоя-тельной работы, которые позволяют понять и запомнить основные положения теории.

Представленные методические материалы дают возможность иностранным гражданам получить знания, умения и навыки в объеме программы по дисциплине «Информатика», определенной в требова-ниях к освоению дополнительных общеобразовательных программ, обеспечивающих подготовку иностранных граждан и лиц без граждан-ства к освоению профессиональных образовательных программ на русском языке для инженерно-технического, естественно-научного и экономического профилей обучения.

УДК 004.43 ББК 32.973-018 © МАДИ, 2014

3

1. ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА. УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА

1.1. Основные понятия

Информатика – это наука, изучающая методы и способы сбо-ра, хранения, обработки, анализа и передачи информации с помощью компьютерных и других технических средств.

Информация (от латинского informatio – разъяснение, изложе-ние, осведомленность) – это все сведения, которые получает человек.

Компьютер – это электронный прибор для автоматизации ра-боты с информацией по четко определенной программе.

Информатика как наука стала развиваться с середины прошлого столетия, что связано с повсеместным появлением ЭВМ (электронно-вычислительных машин).

1.2. Кодирование информации. Двоичное кодирование информации

Для обмена информацией с другими людьми человек использу-ет естественные языки (русский, английский, китайский и др.), то есть информация представляется с помощью слов, предложений. Компью-тер обменивается информацией с человеком с помощью кодов.

В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. При нажатии клавиши на клавиатуре происходит кодирование, изображение сим-вола преобразуется в его уникальный код. Код символа хранится в оперативной памяти компьютера в специальной таблице соответствий символов и кодов.

В компьютере для представления информации используется дво-ичное кодирование. Эта система существует с начала эры компьютери-зации, так как именно тогда были созданы технические устройства, ко-торые могли со стопроцентной надежностью сохранять и распознавать не более двух различных состояний: включено или выключено, 1 или 0.

Все виды информации в компьютере кодируются на машинном языке в виде логических последовательностей нулей и единиц.

Цифры двоичного кода можно рассматривать как два равнове-роятных состояния (события). При записи двоичной цифры реализу-ется выбор одного из двух возможных состояний (одной из двух цифр) и, поэтому, она несет количество информации, равное 1 биту.

1.3. Единицы измерения количества информации

Минимальной единицей измерения количества информации яв-ляется бит (одно число, 0 или 1), а следующей по величине единицей является байт, 1 байт равен 8 битам.

4

Компьютер оперирует числами не в десятичной, а в двоичной системе счисления, поэтому единица измерения количества инфор-мации это степень числа 2, например 1 байт = 23 битам. Приняты сле-дующие единицы измерения количества информации, как результат возведения числа 2 в степень 10: 1 Килобайт = 1024 байт = 210 байт; 1 Мегабайт = 1024 Кбайт = 210 Кбайт = 220 байт; 1 Гигабайт = 1024 Мбайт = 210 Мбайт = 220 Кбайт =230 байт; 1 Терабайт = 1024 Гбайт = 210 Гбайт = 220 Мбайт = 230 Кбайт = 240 байт.

1.4. Функциональная схема компьютера. Устройство компьютера

Компьютер – это многофункциональное электронное устройст-во, предназначенное для накопления, обработки и передачи инфор-мации. По своему назначению компьютер – это универсальный при-бор для работы с информацией.

Любой компьютер условно состоит из четырех частей: – устройства ввода информации; – устройства обработки информации; – устройства хранения информации; – устройства вывода информации. Базовой конфигурацией персонального компьютера называют

минимальный комплект устройств, достаточный для начала работы с компьютером. Чаще всего персональный компьютер состоит из сле-дующих устройств:

– системный блок; – монитор; – клавиатура; – мышь. Системный блок – основной блок компьютерной системы. В

нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройст-ва, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное обо-рудование.

Монитор – устройство для визуального отображение символь-ной и графической информации. Служит в качестве устройства выво-да. В настоящее время наиболее распространены жидкокристалличе-ские мониторы LCD (Liquid Crystal Display).

Клавиатура – клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Инфор-мация вводится в виде символьных данных (букв и цифр).

Мышь – устройство управления курсором.

1.5. Внутренние устройства компьютера

Внутренние устройства компьютера расположены внутри сис-темного блока.

5

Материнская плата – это самая большая плата персонально-го компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие про-цессор с оперативной памятью, – шины. Управляет работой материн-ской платы микропроцессорный набор микросхем – чипсет.

Процессор – основная микросхема персонального компьютера. Все вычисления и логические операции выполняются в ней. Основная характеристика процессора – тактовая частота, количество операций в секунду измеряется в герцах (КилоГерцах, МегаГерцах, ГигаГерцах, …).

Оперативная память. В ней хранятся данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти изме-ряется аналогично единицам измерения информации: в Кбайтах, Мбайтах, Гбайтах….

Видеоадаптер – внутреннее устройство, позволяющее сфор-мировать изображение на экране компьютера. Он может быть выпол-нен в виде отдельной микросхемы на материнской плате или в виде отдельного устройства, устанавливаемого в один из разъемов мате-ринской платы. Если видеоадаптер выполнен в виде отдельного уст-ройства, то его называют видеокартой. К разъему видеокарты под-ключается монитор.

Звуковой адаптер. На материнской плате устанавливается звуковой адаптер, который называется звуковой картой. Для воспро-изведения звука к нему подключают звуковые колонки или наушники.

Жесткий (магнитный) диск – основное устройство для дли-тельного хранения больших объемов информации. Основным пара-метром жесткого диска является емкость. Объем жесткого диска (hard disk drive) определяется аналогично единицам измерения информа-ции: в Гбайтах, Тбайтах….

Сетевой адаптер – устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими компьютерами в сети. В настоящее время он довольно часто выполнен не в виде отдельного устройства, а интегрирован в материнскую плату.

1.6. Внешние устройства персонального компьютера

Внешние (периферийные) устройства персонального компьюте-ра составляют важнейшую часть любого вычислительного комплекса. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с пользователем, объектами управления и другими компьютерами.

Внешние устройства подключаются к компьютеру через специ-альные разъемы-порты ввода-вывода. Порты ввода-вывода бывают следующих типов: параллельные и последовательные.

Наибольшую популярность из последовательных интерфейсов сейчас имеет разъем USB (Universal Serial Bus) и большинство внеш-них устройств подключается через него.

http://goldref.ru/

http://goldref.ru/

6

К внешним устройствам относятся: – устройства ввода информации; – устройства вывода информации; – устройства хранения информации; – средства связи и телекоммуникации. К устройствам ввода информации относятся: Клавиатура – устройство для ввода в компьютер числовой,

текстовой и управляющей информации. Устройства указания (графические манипуляторы) – для

ввода информации путем управления движением курсора по экрану монитора с последующим кодированием координат курсора и вводом их в компьютер (мышь, джойстик, трекбол).

Графические планшеты (дигитайзеры) – устройства для ручного ввода графической информации, изображений путем пере-мещения по планшету специального указателя (пера); при перемеще-нии пера автоматически выполняется считывание координат его ме-стоположения и ввод этих координат в компьютер.

Сканеры – устройства для автоматического считывания с бу-мажных носителей и ввода в компьютер рисунков, графиков, черте-жей, текстов.

Микрофоны и различные синтезаторы – устройства, позво-ляющие преобразовывать речь и звук в понятный компьютеру код для дальнейшей работы с ним.

К устройствам вывода информации относятся: Мониторы (видеотерминалы) – устройства для отображения

вводимой и выводимой информации на экран монитора. Принтеры и плоттеры – печатающие устройства для вывода

информации на бумагу. Основные виды принтеров: – матричные; – струйные; – светодиодные лазерные. Акустические системы – устройства, позволяющие прослу-

шивать через наушники или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру, музыку или речь, записанную на компьютере.

К устройствам хранения информации относятся: Устройства на основе flash-памяти. Flash-память – это

энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания ин-формации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт.

Магнитные и оптические устройства – устройства, позво-ляющие записывать информацию на магнитную ленту или оптические

7

диски. Сейчас большинство информации хранится на «облачных» сервисах в сети Интернет (Internet).

Средства связи и телекоммуникации используются для под-ключения компьютера к каналам связи, другим компьютерам и компь-ютерным сетям. К этой группе прежде всего относятся модемы, сете-вые адаптеры, роутеры, точки доступа и т.п. Основная функция дан-ных устройств соединить компьютеры между собой, чтобы они могли обмениваться между собой различной информацией. В настоящее время для этого используют глобальную сеть Интернет (Internet).

Многие из названных выше устройств относятся к условно вы-деленной группе – средствам мультимедиа. Средства мультиме-диа – это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться c компьютером, используя самые разные естест-венные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др. К средствам мультимедиа относятся:

– устройства речевого ввода и вывода информации; – микрофоны и видеокамеры, акустические и видеовоспроизво-

дящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими ви-деоэкранами;

– звуковые и видеоплаты, платы видеозахвата, снимающие изо-бражение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в компьютер;

– сканеры; – вешние запоминающие устройства большой емкости на опти-

ческих дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоин-формации.

1.7. Самостоятельная работа

Ответьте на вопросы. 1. Что такое информатика? 2. Что является единицей измерения количества информации? 3. Что такое компьютер? 4. Из каких устройств состоит базовая конфигурация ПК? 5. Назовите внешние и внутренние устройства компьютера. 6. Что такое процессор? 7. Для чего нужна оперативная память? 8. Для чего нужен жесткий диск? 9. Какие устройства ввода информации вы знаете? 10. Какие устройства вывода информации вам знакомы?

2. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

2.1. Основные понятия

В первый момент, когда мы включаем компьютер, загружается операционная система (Operating System). Существует множество

8

операционных систем, но их назначение и функции в основном одина-ковые. Операционная система является необходимой базовой со-ставляющей программного обеспечения компьютера, без нее компью-тер не может работать.

Операционная система (ОС) – комплекс программ, обеспечи-вающих взаимодействие всех аппаратных и программных частей ком-пьютера между собой и взаимодействие пользователя и компьютера.

ОС принимает на себя команды, которые посылают другие про-граммы или пользователь, и «переводит» их на понятный компьютеру язык. Она управляет всеми подключенными к компьютеру устройст-вами, обеспечивает доступ к ним другим программам.

ОС состоит из трех основных частей: – Ядро – «переводчик» с программного языка на язык машинных

кодов. – Драйверы – программы, управляющие различными устройст-

вами, входящими в состав компьютера. – Интерфейс – удобная оболочка, с помощью которой пользо-

ватель общается с компьютером. Практически в любом современном сложном электронном уст-

ройстве есть операционная система. Существует множество операци-онных систем: DOS, Mac OS, UNIX OS/2, iOS, Android, и т.п. Рассмот-рим более подробно операционные система корпорации Microsoft.

Сначала в 1981 году появились первые дисковые операционные системы (DOS), последняя операционная система такого типа компа-нии Microsoft называлась МS-DOS 6.22. Это была неграфическая опе-рационная система, для работы с которой нужно было знать много текстовых команд. Это было неудобно и сложно, что привело к разра-ботке графических операционных систем и наиболее популярная из них – это операционная система Windows.

Первый Windows 1.0 появился в 1985 году, но наибольшую по-пулярность получил Windows 3.1 (1992 года) и его сетевая версия Windows 3.11. Эти версии Windows не были полноценными операци-онными системами, а лишь графическую обложку к возможностям операционной системы MS-DOS. Уйти от ДОСа компания Микрософт попыталась с выпуском своей новой линейки Windows 95 (1995 год), Windows 98 (1998 год), Windows Millennium Edition (Me) (2000 год).

Но это были операционные системы для пользователя, а нужны были операционные системы для серверов и Микрософт выпускал их с префиксом NT (network). Одной из первых была Windows NT 3.1 (1993 год), затем 3.5, 4.0 (2000 год) и далее была выпущена культовая операционная система, до сих пор успешно работающая на многих компьютерах – Windows XP (2001 год).

Процесс выпуска операционных систем никогда не остановится, постоянно будут выходить новые процессоры, под которые нужны но-

9

вые «Ядра», будут выходить новые устройства, для них нужны новые «Драйвера» и конечно все хотят создать наиболее удобный «Интер-фейс» пользователя. Процесс создания новых операционных систем продолжается. Вслед за обновленной Windows XP была выпущена Windows Vista (2006 год), Windows 7 (2009 год), Windows 8 (2012 год) и последняя на данный момент операционная система компании Micro-soft – Windows 10 (2014 год).

2.2. Обязательные программы для работы компьютера

Операционная система – это посредник между ПК и осталь-ными программами. Без нее компьютер не примет ни одну команду.

Утилиты – программы, предназначенные для улучшения ра-боты компьютера.

Офисный пакет – программы необходимые для обработки электронной документации на компьютере (Microsoft Office, Open Of-fice, Corel Word Perfect Office и т.п.).

В настоящее время на рынке прикладных офисных программ-ных продуктов доминируют пакеты фирмы Microsoft Office, которые состоят из:

– текстового редактора – Word; – электронной таблицы – Excel; – программы для подготовки презентаций – Power Point; – программы для подготовки печатных изданий – Publisher; – почтовой программы – Outlook; – программы для работы с базами данных Access; – и других программ. Программы для обработки и создания изображений. Гра-

фические редакторы, которые предназначены для создания и редак-тирования рисунков и деловой графики (Adobe Photo Shop, Corel Draw, Auto Cad и т.п.)

Программы для работы с видео и звуком. Комплект про-грамм для обработки и проигрывания звуков, музыки и видеофайлов и их редактирование (ULead.DVD.Workshop, Adobe Premiere, Corel Video Studio Pro и т.п.).

Программы для просмотра веб страниц. Программа для отображения HTML – кода в окне браузера при посещении страниц в Интернете (Internet Explorer, Opera, Safari и т.п.).

2.3. Рабочий стол. Элементы рабочего стола

Всѐ, что появляется на экране после загрузки компьютера: гра-фические элементы, красивый фон, кнопки – всѐ это, в совокупности носит название «Рабочий стол». Также на Рабочем столе всегда

10

присутствуют значки и ярлыки, представляющие собой элементы управления компьютером, а также панель задач.

Значок представляет собой небольшое изображение с тексто-вой подписью и предоставляет пользователю доступ к соответствую-щему объекту.

Ярлыки представляют собой ссылку на объект компьютерной системы и предназначены для быстрого доступа к ним.

Панель задач – обязательный атрибут Рабочего стола Windows. Обычно она располагается вдоль нижнего края экрана, хотя еѐ положение можно изменить. На панели задач находятся: кнопка «Пуск», панель индикации (индикатор дата/время, индикатор языко-вой панели и т.д.), кнопки открытых окон, если таковые имеются.

Для просмотра содержимого объектов компьютера, а также для выполнения настроек и текущих задач служат особые объекты, назы-ваемые окнами. Окна представляют собой контейнеры, содержащие объекты, данные и элементы управления.

Файл – это любая информация, сохраненная на компьютере от-дельно от прочей и имеющая собственное имя.

Папки содержат всю основную информацию о файлах: об име-нах, размерах и местоположении каждого их них. Папки обычно име-ют желтый стандартный значок, хотя вид значка легко изменить. Под значком располагается текстовая надпись – имя папки.


Ответьте на вопросы: 1. Что такое Операционная Система? 2. Из каких частей состоит Операционная Система? 3. Что такое ядро Операционной Системы? 4. Что такое интерфейс Операционной Системы? 5. Что такое утилиты? 6. Что такое Microsoft Word? 7. Что такое Microsoft Excel? 8. Назовите элементы рабочего стола? 9. Что такое файл, папка? 10. Для чего служат окна?

3. ПАКЕТЫ ПРОГРАММ MICROSOFT WORD И MICROSOFT EXCEL

3.1. Текстовый редактор Microsoft Word

Microsoft Word – ведущая система обработки текстовых доку-ментов, совмещающая в себе широкий спектр мощнейших средств редактирования, форматирования и публикации документов с интер-фейсом, который пользователь может освоить за короткий промежу-

11

ток времени. При помощи Word можно создавать любые документы и публиковать их в электронном виде, а также в виде печатных копий.

3.2. Интерфейс Microsoft Word 2010

Стартовое окно программы изображено на рис. 1 и состоит из следующих частей:

Строка заголовка: показывает имя файла для редактируемого документа и имя используемого программного обеспечения. В этой строке еще расположены стандартные кнопки свертывания, восста-новления и закрытия окна.

Панель быстрого доступа: здесь расположены часто исполь-зуемые команды. Например: «Сохранить», «Отменить» и «Вернуть». В конце панели быстрого доступа расположено раскрывающееся меню, которое позволяет добавить другие полезные команды.

Рис. 1. Окно Microsoft Word 2010

Вкладка «Файл»: здесь расположены команды, позволяющие выполнять действия с самим документом, а не с его содержимым. На-пример: «Создать», «Открыть», «Сохранить», «Печать» и «Закрыть».

Лента: на ней расположены необходимые для работы команды. Внешний вид ленты зависит от размера монитора. На мониторах меньшего размера лента будет сжата за счет изменения расположе-ния элементов управления.

Поле редактирования: показывает содержимое редактируемо-го документа.

12

Полоса прокрутки: позволяет изменить отображаемую часть редактируемого документа.

Строка состояний: показывает сведения о редактируемом до-кументе.

Кнопки просмотра: позволяют выбрать для редактируемого документа нужный режим просмотра.

Линейка масштаба: позволяет изменить параметры масшта-бирования редактируемого документа.

После создания нового документа рекомендуется сразу устано-вить параметры страницы (если стандартные установки не подходят для решения задачи). Для настройки параметров страницы служит лен-та «Разметка страницы», состоящая из следующих панелей: Темы; Параметры страницы; Фон страницы; Абзац; Упорядочить.

3.3. Параметры страницы

Кнопка «Поля» служит для установки значений полей докумен-та. Если из предложенных стандартных вариантов ни один не подхо-дит, то необходимо воспользоваться пунктом меню «Настраиваемые поля». В появившемся окне можно произвести более тонкие настрой-ки полей документа.

Кнопка «Ориентация» задает расположение текста на листе: «Книжная», «Альбомная».

Кнопка «Размер» задает размер бумаги при выводе на печать. Для выбора нестандартного размера служит опция «Другие размеры страниц».

Следующая кнопка «Колонки» служит для разбивки текста страницы на несколько колонок (подобно газетной верстке). Опция «Другие колонки» служит для гибкой настройки колонок.

3.4. Форматирование документа

Основные инструменты форматирования размещены на ленте вкладки «Главная»: Буфер обмена; Шрифт; Абзац; Стили; Ре-дактирование.

Буфер обмена. На панели расположены четыре основные кноп-ки: «Вставить»; «Вырезать»; «Копировать»; «Формат по образцу».

Шрифт. Шрифт меняется на вкладке «Главная» в группе Шрифт (размер, тип и начертание шрифта).

Выравнивание текста в Word. Чтобы выровнять текст по ле-вому краю, по центру, по правому краю или по ширине, нужно нажать соответствующие кнопки на вкладке «Главная» в группе Абзац, пред-варительно выделив текст, который нужно отформатировать.

Списки. Для работы со списками служат пять верхних кнопок панели Абзац. Списки – это фрагменты текста, пункты которого отме-

13

чены специальными знаками. Списки могут быть маркированными, нумерованными и многоуровневыми.

Как вставить таблицу в документ Word? Вставить таблицу можно из меню «Вставка» выбрать Таблица,

нажав на выпадающий список и выбрав количество строк и столбцов. Вставка рисунка в текстовый документ Word Чтобы вставить рисунок в документ, нужно выбрать вкладку

«Вставка», в группе Иллюстрации выбрать Рисунки.

3.5. Электронные таблицы Microsoft Excel 2010

Microsoft Excel – это программное обеспечение, с помощью ко-торого можно создавать таблицы, производить вычисления и анали-зировать данные. Программы такого типа называются электронными таблицами. В приложении Excel можно создавать таблицы, в которых автоматически вычисляются итоговые значения для введенных чи-словых данных, печатать красиво оформленные таблицы и создавать простые графики.

Основным отличием от Word является присутствие вместо окна документа так называемого окна книги, другими словами электронной таблицы.

3.6. Интерфейс Microsoft Excel 2010

Стартовое окно программы содержит три пустых листа рабочей книги. Книга Excel разбита на несколько листов (таблиц). Листы можно удалять или добавлять новые.

Рис. 2. Окно Microsoft Excel 2010

14

Вверху находятся семь лент с инструментами: Главная, Встав-

ка, Разметка страницы, Формулы, Данные, Рецензирование,

Вид. Некоторые из них (Разметка страницы, Вид) очень похожи на

ленты из Word 2010. Каждая лента состоит из панелей, на которых

расположены инструменты для работы с электронными таблицами.

Стартовое окно программы изображено на рис. 2.

Строка заголовка: здесь отображаются имя файла редакти-

руемого листа и имя используемого приложения.

Вкладка «Файл»: здесь расположены основные команды, та-

кие, как «Создать», «Открыть», «Сохранить как», «Печать» и «За-

крыть».

Панель быстрого доступа: здесь расположены часто исполь-

зуемые команды, например, «Сохранить» и «Отменить». Сюда можно

добавить и другие часто используемые команды.

Лента: здесь расположены необходимые для работы команды.

Лента является аналогом меню и панелей инструментов в других про-

граммах.

Поле редактирования: здесь отображается текущий лист. Лис-

ты состоят из строк и столбцов, в которых можно вводить и изменять

данные. Прямоугольники на листе называются ячейками.

Кнопки просмотра: позволяют изменять режим отображения

листа в соответствии с требованиями.

Полоса прокрутки: позволяет отобразить другую часть редак-

тируемого листа.

Линейка масштаба: позволяет изменять параметры масшта-

бирования редактируемого листа.

Строка состояний: здесь отображаются сведения о редакти-

руемом листе.

Как и всякая таблица, лист Excel состоит из строк и столбцов,

пересечения которых образуют ячейки. В ячейки можно вводить

текст, числа и формулы. Строки обозначаются числами, а столбцы –

буквами.

Существует два типа данных, которые можно вводить в ячейки

листа Excel – константы и формулы.

Константы в свою очередь подразделяются на: числовые зна-

чения, текстовые значения, значения даты и времени, логические зна-

чения и ошибочные значения.

Числовые значения могут содержать цифры от 0 до 9, а также

спецсимволы: + – Е е ( ) . , $ % /

Относительная ссылка указывает на ячейку, согласно ее по-

ложению относительно ячейки, содержащей формулу. Обозначение

относительной ячейки – А1.

15

Абсолютная ссылка указывает на ячейку, местоположение ко-торой неизменно. Обозначение абсолютной ячейки – $A$1.

Смешанная ссылка содержит комбинацию относительной и аб-солютной ссылок – $A1, A$1.

Формула – это краткая запись некоторой последовательности действий, приводящих к конкретному результату. Все формулы долж-ны начинаться со знака равенства. Формулы содержат вычисляемые элементы (операнды) и операторы. Операндами могут быть констан-ты, ссылки, заголовки, имена, функции. Операторы бывают арифме-тические, текстовые, операторы сравнения, адресные операторы. На-пример, =3*C$2+$D3+2. Формула вводится в строке формул. В актив-

ной ячейке появится результат формулы. А в строке формул останет-ся сама формула.

Функция Excel – это заранее определенная формула, которая работает с одним или несколькими значениями и возвращает резуль-тат. Наиболее распространенные функции Excel являются краткой за-писью часто используемых формул. Например, функция =СУММ (А1:А4) аналогична записи =А1+А2+А3+А4.

Каждая функция состоит из имени и аргумента. В предыдущем случае СУММ – это имя функции, а А1:А4 – аргумент.

Для выбора функции служит кнопка «Вставка функции» в строке формул.

Для создания диаграммы необходимо воспользоваться инстру-ментами панели Диаграммы ленты «Вставка». Если не устраивает ни один из предложенных вариантов диаграмм, то необходимо восполь-зоваться кнопкой вызова окна панели «Диаграммы».

После вставки диаграммы в окне Excel 2010 появляется контек-стный инструмент «Работа с диаграммами», содержащий три ленты Конструктор, Макет, Формат.


Ответьте на вопросы:

1. Что такое Microsoft Word? 2. Какие части Окна программы Microsoft Word вы знаете? 3. Как изменить шрифт в Microsoft Word? 4. Как выровнять текст в Microsoft Word? 5. Как вставить таблицу в документ Microsoft Word? 6. Что такое Microsoft Excel? 7. Какие части Окна программы Microsoft Excel вы знаете? 8. Какие типы данных можно вводить в ячейки листа Excel? 9. Что такое функция Excel? 10. Как создать диаграмму в Excel?

16

4. АЛГОРИТМЫ И АЛГОРИТМИЗАЦИЯ. ПОДГОТОВКА ЗАДАЧ К РЕШЕНИЮ НА КОМПЬЮТЕРЕ

4.1. Определение алгоритма. Блок-схема

Алгоритм – это точное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. Сначала под алгоритмом понимали только пра-вила выполнения четырех арифметических действий над числами. В дальнейшем это понятие стали использовать для обозначения после-довательности действий, приводящих к решению любой поставленной задачи.

Говоря об алгоритме вычислительного процесса, необходимо понимать, что объектами, к которым применялся алгоритм, являются данные. Алгоритм решения вычислительной задачи представляет со-бой набор правил преобразования исходных данных в результат.

Алгоритм – это порядок действий, которые необходимо вы-полнить, чтобы от исходных данных перейти к результату.

Основными свойствами алгоритма являются: 1. Детерминированность (определенность). Исполнитель

должен выполнять команды алгоритма в строго определенной после-довательности.

2. Дискретность. Означает разделение вычислительного про-цесса, определяемого алгоритмом, на отдельные этапы, возможность выполнения которых исполнителем (компьютером) не вызывает со-мнений.

3. Выполнимость и понятность команд. Алгоритм должен содержать команды, входящие в систему команд исполнителя и запи-санные на понятном для исполнителя языке.

4. Результативность. Алгоритм должен обеспечивать преоб-разование объекта из начального состояния в конечное состояние за определенное число шагов.

5. Массовость. Один и тот же алгоритм может применяться к большому количеству объектов одного типа.

4.2. Этапы подготовки и решения задач на компьютере

На компьютере могут решаться задачи различного характера, например: научно-инженерные, образовательные, а также задачи по разработке системного программного обеспечения и управления про-изводственными процессами и т.д. В процессе подготовки и решения на компьютере любой задачи можно выделить следующие этапы:

– постановка задачи; – математическое описание задачи;

17

– выбор и обоснование метода решения; – алгоритмизация вычислительного процесса; – составление программы по алгоритму; – отладка программы; – решение задачи на компьютере и анализ результатов. Постановка задачи. На данном этапе формулируется цель

решения задачи и подробно описывается ее содержание. Анализиру-ется характер всех величин, используемых в задаче, и определяются условия, при которых она решается.

Математическое описание задачи. Настоящий этап характе-ризуется математической постановкой задачи, при которой сущест-вующие соотношения между величинами, определяющими результат, выражаются с помощью математических формул.

Выбор и обоснование метода решения. Модель решения за-дачи с учетом ее особенностей должна быть доведена до решения при помощи конкретных методов решения. Само по себе математиче-ское описание задачи в большинстве случаев трудно перевести на язык машины. Выбор и использование метода решения задачи позво-ляет привести решение задачи к конкретным машинным операциям. Одну и ту же задачу можно решить различными методами, при этом в рамках каждого метода можно составить различные алгоритмы.

Алгоритмизация вычислительного процесса. На данном этапе составляется алгоритм решения задачи согласно действиям, задаваемым выбранным методом решения. Процесс обработки дан-ных разбивается на отдельные относительно самостоятельные блоки, и устанавливается последовательность выполнения блоков. Разраба-тывается блок-схема алгоритма.

Составление программы. При составлении программы алго-ритм решения задачи переводится на конкретный язык программиро-вания. Для программирования обычно используются языки высокого уровня, поэтому составленная программа требует перевода ее на машинный язык компьютера. Для этого используются компиляторы.

Отладка программы. Отладка заключается в поиске и устра-нении синтаксических и логических ошибок в программе.

Решение задачи на компьютере и анализ результатов. После отладки программы ее можно использовать для решения при-кладной задачи. При этом обычно выполняется многократное реше-ние задачи на ЭВМ для различных наборов исходных данных.

4.3. Способы описания алгоритмов

Существуют следующие основные способы описания алгоритмов: – словесно-формульный; – блок-схемный (графический);

18

– программный (на языке программирования). При словесно-формульном способе алгоритм записывается в

виде текста с формулами по пунктам, определяющим последователь-ность действий.

Пусть, например, необходимо найти значение следующего вы-ражения: y 2a (x 6) .

Словесно-формульным способом алгоритм решения этой зада-чи может быть записан в следующем виде:

1. Ввести значения а и х. 2. Сложить х и 6. 3. Умножить a на 2. 4. Вычесть из 2а сумму (х + 6). 5. Вывести у как результат вычисления выражения. При блок-схемном описании алгоритм изображается геометри-

ческими фигурами (блоками), связанными по управлению линиями (на-правлениями потока) со стрелками. В блоках записывается последова-тельность действий. Блок-схема состоит из следующих элементов:

– начало и конец алгоритма

– ввод исходных данных, вывод результатов работы программы

– действие

– условие

Элементы блок-схемы соединяются между собой линиями-стре-лками .

Блок-схемой называется графическое изображение логической структуры алгоритма.

4.4. Виды алгоритмов. Разработка алгоритма решения задачи

Одним из свойств алгоритма является дискретность – воз-можность разделения процесса вычислений на отдельные этапы, а также возможность выделения участков программы с определенной структурой. Можно выделить и наглядно представить графически три простейшие структуры:

– последовательность двух или более операций; – выбор направления; – повторение.

19

Любой вычислительный процесс может быть представлен как комбинация этих элементарных алгоритмических структур. Соответст-венно, вычислительные процессы, выполняемые на компьютере по заданной программе, можно разделить на три основных вида:

– линейные; – разветвляющиеся; – циклические.

4.5. Алгоритмы линейной структуры

Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором блоки выпол-няются последовательно друг за другом в определенном порядке.

Пример

Нарисовать блок-схему вычисления значения функции 2y ax

bx cв любой точке x, если a 2b c, b 4c , c 1.4 (рис. 3).

Рис. 3. Блок-схема линейного алгоритма


Нарисовать блок-схемы решения следующих задач:

1. Найти значение функции 2 2y 3a 4b , если a 0.5, b 0.6.

2. Найти значение функции 2y ax bx с в точках 2

1x 7 10 , 3

2x 9 10 , если a, b, c – любые числа.

3. Найти произведение и сумму трех любых чисел.

4. Найти значение функции 2 2 2y 5a 7b 9c , если a 2b c,

b 4c, с – любое число.

5. Найти значение функции y sinax cosbx в любой точке x,

если a 5, b 8.

y = ?

c 1.4, b 4c, a 2b c

2y ax bx c

конец

х

y =

20

6. Найти значение функции 5 4y 5ax 8bx 18 в любой точке x,

если a 2 b, b 8.5.

7. Найти значение функции 2y 2 x a sinax точке x 0.5,

если а 1.2.

8. Найти значение функций m ab 5 3b a, g a 2 b /

/tg(a b), если a 0.12, b 0.5.

9. Найти значение функций j cost 3 bc, 3 2t bc bc cb , ес-

ли c 0.013, b 1.5.

10. Найти значение функций 2g p arctgx, p j x / ln j, если

x 3.14, j 2.

4.7. Алгоритмы разветвляющейся структуры

Разветвляющийся алгоритм – это алгоритм, в котором в за-висимости от определенного условия выполняется то или иное дейст-вие. Разветвление применяется, когда при выполнении каких-либо ус-ловий вычисление осуществляется по одним или другим формулам.

Пример Нарисовать блок-схему вычисления значения функции в зави-

симости от аргумента x (рис. 4).

Рис. 4. Блок-схема разветвляющегося алгоритма

x = 0

x < 0

3y x 3

2y x 2

4y x 4x

y – ?

да

да

да

нет

нет

y – ?

х, y

x

21

2

3

4

x 2, если x 0

y x 3, если x 0

x 4, если x 0.



1. Найти x 2,y 12.5x

yx 2,y 18 x.

2. Найти 2

sinx, x 1

y 2x 3, 1 x 2

4x 1, x 2.

3. Найти 2

5x, x 9

12x , 9 x 2y

7x 1, 2 x 10

cos x, x 10.

4. Найти

x 8 y 3x

y x 8 y 2.5

x 8 y 4x.

5. Найти

x 8 y 3x 1

y 8 x 7 y 2.5 x

x 7 y 4x 1.

6. Найти

2x 15 y x 1

15 x 9 y 24xy

9 x 12 y 4x

x 12 y 8x 1.

7. Решить квадратное уравнение 2ax bx c 0. 8. Сравнить (что больше) два числа А и В. 9. Даны три числа А, В, С. Определить самое большое число. 10. Даны 2 числа А и В. Если A B , то найти их сумму. Если

BA , то найти их произведение. Если A B , то напечатать A B .

4.9. Алгоритмы циклической структуры

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором некоторые шаги могут повторяться несколько раз до тех пор, пока не выполнено какое-то условие (рис. 5).

22

Пример 1 Нарисовать блок-схему вы-

числения таблицы значений

функции 2y x 4x 5 в интер-

вале [–10, 10] с шагом 1.

Пример 2 Нарисовать блок-схему

вычисления таблицы значений

функции x 1

yx 5

в интервале

[a, b] с шагом h.

Рис. 5. Блок-схема циклического алгоритма



Таблица

x = –10

2y x 4x 5

x, y

x = x + 1

x < = 10

конец

нет

да

Таблица

x = a

y (x 1) / (x 5)

x, y

x = x + h

x < = b

конец

нет

да

a, b, h

x = 5 да

нет

23

1. Найти таблицу значений функции 2

xy ,

x 9 если x [ 10,10],

шаг 0,5.

2. Найти таблицу значений функции 4y 2x 5x 4, если

x [ 9, 9], шаг 0,2.


xy ,

x 5 если x [a, b],

шаг h.

4. Найти таблицу значений функции 3 2y 2x 5x 8, если

x [a, b], шаг h.

5. Найти таблицу значений функции y x 4, если x [a, b],

шаг h .


1y ,


шаг h.

7. Найти таблицу значений функции 2y x 36, если x [a, b],

шаг h.


y ,x 100

если x [a, b],

шаг h.


xy ,


шаг h.

10. Найти таблицу значений функции 2y x 64, если x [a, b],

шаг h.

5. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЛИНЕЙНОЙ СТРУКТУРЫ

5.1. Стандартные функции языка BASIC

Все введенные или вычисляемые данные хранятся в памяти компьютера в виде переменных. Каждая переменная должна иметь свое уникальное имя. Имя переменной может содержать до 40 латин-ских букв и цифр (x, y, i, temp, a1, …).

Для того чтобы можно было записать в память компьютера ка-кие-либо данные, надо связать конкретную переменную с конкретны-ми данными. Это действие выполняется с помощью оператора при-своения (x = –10, y = x + 1, temp = x).

Для вычисления стандартных алгебраических функций необхо-димо записать их на языке, понятном компьютеру. В табл. 1 приведе-

24

ны основные математические функции и их запись на языке програм-мирования BASIC.

Таблица 1

Математические функции

Стандартные функции языка BASIC

2x x ^ 2

x SQR(x)

| x | ABS(x)

sinx SIN(x)

cosx COS(x)

tgx TAN(x)

ctgx 1/ TAN(x) xe EXP(x)

ln x LOG(x) yx EXP(y *LOG(x)

5.2. Операторы ввода-вывода и начало программы

Оператор – это команда для компьютера на языке программи-рования выполнить конкретное действие.

Оператор CLS «чистит» экран от результатов выполнения пре-дыдущих программ.

Для программирования алгоритмов линейной структуры исполь-зуют операторы DIM, INPUT, PRINT, REM и END. Это операторы вво-да-вывода.

DIM – оператор описания типа переменной. Переменная – объ-ект имеющий имя и значение, которое может быть изменено в ходе выполнения программы. Переменная – это участок в оперативной па-мяти компьютера для хранения информации. В качестве имен пере-менных обычно используют латинские буквы. Типы переменных: IN-TEGER, LONG, SINGLE, DOUBLE, STRING, например INTEGER – це-лые числа в диапазоне от –32768 до 32768.

Вид оператора в программе: DIM a AS INTEGER Если оператора DIM отсутствует, то программа будет считать,

что все встречающиеся в ней переменные – универсальные. INPUT – это оператор ввода, с помощью которого можно ввести

необходимые исходные данные с клавиатуры. Вид оператора в программе: INPUT “a = “; a

INPUT “a, b = “; a, b После его выполнения программа ожидает, когда будут введены

данные с клавиатуры, где a и b – переменные, в которые будут запи-саны введенные данные. Символ ; – оставляет курсор на этой строке.

25

PRINT – это оператор вывода, с помощью которого на монитор выводится информация, например ответ.

Вид оператора в программе: PRINT “y = “; y PRINT “x = “; x; “y = “; y REM – это оператор, в котором пишут комментарии к тексту про-

граммы (например, название программы). Вид оператора в программе: REM Функция END – это оператор окончания программы, пишется в конце про-

граммы и любая строка после него выполняться не будет. Пример Вычислить значения y и p, ис-

пользуя расчетные формулы:

z)xa2(p

;x6a4

zy

2

22

2

при значениях 9.0a , 8.0z , 1.0x (рис. 6). Программа REM y, p – ? DIM a, x, z, y, p AS SINGLE INPUT "a, x, z ="; a, x, z

y = SQR(z^2/(4 a^2 + 6 x^2)) p = (a + x^2) + z PRINT "y ="; y, "p ="; p END



Нарисовать блок-схему и написать программу вычисления зна-чения функции, используя переменные, указанные в табл. 2 (вариант задается преподавателем), по заданным расчетным формулам и ис-ходным данным. Вывести на экран значения исходных данных и ре-зультаты вычислений.

Таблица 2

Ва-риант

Расчетные формулы Исходные данные

1 2

2

3(x / 6) za b 1

2 y 3 z

x 1.426

y 1.22, z 3.5

y, p – ?

2

2 2

zy

4a 6x

2p (a x ) z

y, p

конец

a, x, z

26

Продолжение табл. 2

Ва-риант

Расчетные формулы Исходные данные

2

2

2

a | (2x y) 3 y |

z yb

1 (4y 3x)

x 1.825

y 18.225

z 3.298

3

2 23 2

2 2

4x 5ys a x(3x x y)

| x 3xy y |

x 0.335

y 0.025

4 y (at b) s b t | a | 2t a 0.5

b 1.7, t 0.44

5

2

3 2 2

w x b (x a)

y x x / a b

a 1.5

b 15.5, x 2.9

6 2

s x a / x b

bx aq

bx 1

a 16.5

b 3.4

x 0.61

7

2 3r x (x 1) x (x a)

s xb / a ab

a 0.7

b 0.05, x 0.5

8

2

2

y (x a) x / b

xz x b

a

a 1.1

b 0.004

x 0.2

9 f m t | c t |

z mb ct

m 2

c 1, t 1.2

10 y b x а / (x a)

d a (bx / a)

a 3.2

b 17.5, x 4.8

11 3

y c x а / (x a)

c b ( bx a )

x любое число

b 3.85, a 4.99

6. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ РАЗВЕТВЛЯЮЩЕЙСЯ СТРУКТУРЫ

6.1. Операторы для программирования разветвляющихся алгоритмов

Для программирования разветвлений используются следующие условные операторы:

27

1) IF условие THEN операторы ELSE операторы; 2) IF условие THEN операторы; 3) IF условие GOTO номер строки. Если условие истинно, то выполняется оператор, следующий за

словом THEN, а если условие ложно, то выполняется оператор, сле-дующий за словом ELSE.

Если после THEN стоит номер строки, то в случае истинности условия происходит переход к строке с указанным номером, если ус-ловие ложно, то – к следующей по порядку строке.

Условные операторы можно использовать при написании про-грамм циклических алгоритмов.

Пример Вычислить значение функции для a = 1.3, b = 1.29, x = 0.38 (см. рис. 7).

ax b, если ax 1

y cosax, если ax 1

sinax, если ax 1.

Рис. 7. Блок-схема разветвляющегося алгоритма

y – ?

y sinax

a, b, x, y

ax = 1

конец

нет

да

a, b, x

ax < 1

да нет

y ax b

y cosax

28

Программа REM y – ? DIM a, b, x, y AS SINGLE INPUT “a, b, x = “; a, b, x

IF a x < 1 THEN y = a x + b: GOTO 50

IF a x = 1 THEN y = cos (a x) ELSE y = sin (a x) 50 PRINT “a = “; a, “b =”; b, “x =”; x PRINT “Значение функции y =”; y END Символ : – позволяет выполнять несколько операторов, указан-

ных в одной строке. GOTO m – оператор безусловного перехода к указанной после

него метке/строке программы. После выполнение этого оператора ра-бота программы продолжается с того места где, указана метка m.


Вычислить значение функции, заданной в табл. 3 (в соответст-вии с вариантом задания). Ввести значения исходных данных с кла-виатуры, х – любое число. Вывести на экран значения исходных дан-ных и результат вычисления значения функции.

Таблица 3

Вариант Функция Исходные данные

1

sinax, если x a

y cosbx, если x a

tgbx, если x a

a 4

b 3

2

2

3

4

bx 2, если x a

y bx 3, если x a

bx 4, если x a

a 8

b 7

3

2

3

4

4x 4b, если x a

y 5x 5b, если x a

6x 6b, если x a

a 3

b 5

4

2

3

4

x 2b, если x a

y x 3b, если x a

x 4b, если x a

a 6

b 4

29


Вариант Функция Исходные данные

5

sinbx 2, если x a

y cosbx 3, если x a

tgbx 4, если x a

a 9

b 8

6

2

3

4

bx ax, если x a

y bx ax, если x a

bx ax, если x a

a 3

b 4

7

2 2

3 3

4 4

4x b , если x a

y 5x b , если x a

6x b , если x a

a 8

b 2

8

2

3

4

bx sinx, если x a

y bx cosx, если x a

bx tgx, если x a

a 4

b 2

9

2

3

4

bx 2a, если x a

y bx 3a, если x a

bx 4a, если x a

a 5

b 7

10

2

3

4

bx 2sinax, если x a

y bx 3cosax, если x a

bx 4tgax, если x a

a 4

b 9

11

2

2

2

x b , если x a

0, если a x 2ay

1/ x b , если x 2a

x b , если x 2a

a 3

b 12

7. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ

7.1. Операторы для организации циклов

Для описания циклических алгоритмов удобно использовать оператор цикла FOR … NEXT. Оператор цикла состоит из трех частей:

30

FOR i = A TO B STEP H … операторы … NEXT i

Начало цикла Цикл Конец цикла.

где i – любая неиндексированная переменная – параметр цикла; A – начальное значение параметра цикла; В – конечное значение пара-метра цикла; H – шаг изменения параметра цикла. Если Н = 1, то STEP 1 можно не писать. Операторы, расположенные между операто-рами FOR и NEXT, выполняются несколько раз до тех пор, пока пере-менная цикла не достигнет конечного значения.

Выполнение цикла, образованного операторами FOR – NEXT , заключается в следующем: параметру цикла i последовательно при-сваиваются значения A, A + H, A + 2H, … A + nH = B. При каждом но-вом значении параметра i вычисляются операторы, расположенные между FOR…NEXT. Как только i > B, то цикл заканчивается и проис-ходит переход к оператору, следующему после NEXT.

Пример Вычислить таблицу значений функции y 1/ (x 2), если x из-

меняется в интервале [a, b] с шагом h. a 5, b 5, h 0.5.

На этапе математического описания задачи мы видим, что дан-ная задача не может быть решена при х = 2, что надо учесть при алго-ритмизации вычислительного процесса.

Блок-схема и программа алгоритма вычисления представлены на рис. 8.

REM Таблица INPUT “a, b, h = “ ; a, b, h FOR x = a TO b STEP h IF x = 2 THEN GOTO 70 y = 1/(x – 2) PRINT “x = “; x, “y = “; y 70 NEXT x END

или

REM Таблица INPUT “a, b, h = “ ; a, b, h FOR x = a TO b STEP h IF x <>2 THEN y = 1/(x – 2): PRINT “x = “; x, “y = “; y END IF NEXT x END

31



Вычислить таблицу значений функции, заданной в табл. 4 (в со-ответствии с вариантом задания), если аргумент x изменяется в ука-занном интервале с заданным шагом h.

Таблица 4

Вари-ант

Функция Интервал

для х Шаг для х

1 1

yx 4

5, 5 h 1

2 2

1y

x 4 6, 6 h 0.8

да

да

нет

нет

Таблица

h ,b ,a

x 2

y 1/ (x 2)

x, y

x x h

x b

конец

x a

32


Вари-ант

Функция Интервал

для х Шаг для х

3 1

yx 8

10,5 h 1.2

4 2

1y

x 9 7, 7 h 1.4

5 y x 2 8, 8 h 1.6

6 1

yx 6

2, 12 h 1.2

7 2y x 9 7, 7 h 1.4

8 3y x 8 5, 5 h 1

9 y x 4 8, 8 h 1.6

10 2

1y

x 25 8, 8 h 1.6

11 4

3

4y x 23.4256

x 2.197 13, 13 h 1.3

8. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ СО СТРУКТУРОЙ ВЛОЖЕННЫХ ЦИКЛОВ

8.1. Организация вложенных циклов

Оператор, повторяемый в цикле, сам может быть циклом. В слу-чае, когда изменяются два параметра или более, используют вложен-ные циклы (например, функция нескольких переменных, обработка матриц и т.д.)

Обязательным условием для вложенных циклов является прави-ло, тот цикл который открылся последним, должен закрыться первым.

Пример

Вычислить таблицу значений функции 1

y ax 1

, если a изме-

няется в интервале n k[a , a ] с шагом ah , x изменяется в интервале

n k[x , x ] с шагом xh . Блок-схема для данной задачи изображена на рис. 9.

Программа REM Таблица INPUT "an, ak, ha"; an, ak, ha INPUT "xn, xk, hx"; xn, xk, hx

33

FOR a = an TO ak STEP ha FOR x = xn TO xk STEP hx IF x = –1 THEN GOTO 90 y = (1/(x + 1)) + a PRINT "x = "; x, "a = "; a, "y = "; y 90 NEXT x NEXT a END


нет

Таблица

n k a n k xa , a , h , x , x , h

nx x

y (1/ (x 1)) a

a, x, y

xx x h

конец

na a

ka a

да

нет

да

да

нет

kx x

aa a h

x 1

34


Вычислить таблицу значений функции с двумя переменными, за-данной в табл. 5 (в соответствии с вариантом задания), если аргументы а и x изменяются в указанных интервалах с заданными шагами.

Таблица 5

Ва-риант

Функция Интер-

вал для а Интер-

вал для x Шаг

для а Шаг

для x

1 2

1y a

x 4 5, 5 6, 6 ha 2 hx 2

2 2

1y 2a

x 9 6, 6 5, 5 ha 2.4 hx 2

3 1

y 4ax 8

4, 4 9, 4 ha 1.6 hx 1

4 1

y ax 9

8, 8 3, 10 ha 3.2 hx 2

5 y 3a x 2 3, 3 4, 7 ha 1.2 hx 1.5

6 y 2a x 6 6, 6 5, 8 ha 2.4 hx 2.6

7 2y 4a x 9 5, 5 7, 7 ha 2 hx 2

8 2y a x 16 4, 4 5, 5 ha 1.6 hx 2

9 y a x 4 6, 6 8, 8 ha 2.4 hx 3

10 y a x 8 5, 5 3, 9 ha 2 hx 2.5

11 2a

y x ax 3 6, 6 3, 10 ha 1 hx 1.5

9. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОНЕЧНЫХ СУММ

Задачи на вычисление конечных сумм можно решать двумя спо-собами: с помощью операторов FOR … NEXT и IF … THEN. Каждое слагаемое суммы зависит от параметра х и номера n, определяющего место этого слагаемого в сумме. Обычно формула n-го члена суммы принадлежит к одному из следующих типов:

1) n 2n 1 2n

nx x x; ( 1) ; ;

n! (2n 1)! (2n)!

2) 2

cosnx sin(2n 1)x cos2n; ; ;

n 2n 1 4n 1

35

3) 4n 1 2

n n

2

x cosnx n 1 x; ( 1) ; ( ) ,

4n 1 n n! 2 где n! 1 2 3 ... n.

Для вычисления суммы необходимо: – в 1-м случае выражать последующий член суммы через пре-

дыдущий; – во 2-м случае каждый член суммы вычислять по общей фор-

муле; – в 3-м случае член суммы надо представить в виде двух сомно-

жителей, один из которых вычисляется через предыдущий, а другой – непосредственно.

Если требуется вычислить сумму n слагаемых, т.е. n

i

i 1

S x , где

ix – i-й член суммы, например, при ix i , S равно сумме первых n на-

туральных чисел, то задача сводится к организации цикла по i. При каждом прохождении цикла значение S увеличивается на следующий член суммы. До входа в цикл нужно задать S = 0.

В некоторых случаях для уменьшения общего количества вы-полняемых арифметических операций можно последующий член суммы вычислить через предыдущий.

Пример 1 Вычислить сумму n первых четных чисел (рис. 10):

S 2 4 6 8 ... 2n.


Программа REM Сумма

Сумма

s 0, i 1

i n

s

n

да

нет

конец

j 2 i, s s j

i i 1

36

INPUT “Введите количество чисел n” ; n S = 0 FOR i = 1 TO n

j = 2 i : S = S + j NEXT i PRINT “ S = “ ; S END Пример 2 Составить программу для вычисления суммы

2 3 4 nx x x xS 1 x ... ,

2! 3! 4! n!

где n = 20, х изменяется от 0 до 1 с шагом 0.1 (рис. 11).


REM Вычислить сумму XH = 0: XK = 1: h = 0.1 FOR X = XH TO XK STEP h

Сумма

x = xn

S = S + A

i = i + 1

i <= 20

S =

x <= xk

конец

x = x + 0.1

да

да

нет

нет

A = 1, j = 1, S = 1

A = A (x/i)

xn = 0, xk = 0, h = 0.1, n = 20

37

S = 1: A = 1 FOR i = 1 TO 20 A = A (x/i): S = S + A NEXT i PRINT “x, S = “; x, S NEXT X END Если каждое последующие слагаемое имеет противоположные

знаки, то это программируется как степень числа –1.


Вычислить сумму ряда первых n слагаемых по заданной в табл.6 формуле (в соответствии с вариантом задания).

Таблица 6

Ва-ри-ант

Сумма n

1 S 1 3 5 7 ... (2n 1) 20

2 2 2 2 2 2S 1 3 5 7 ... (2n 1) 15

3 3 3 3 3 3S 1 3 5 7 ... (2n 1) 10

4 2 2 2 2 2S 2 4 6 8 ... (2n) 20

5 3 3 3 3 3S 2 4 6 8 ... (2n) 10

6 S 1 1/ 2 1/ 3 1/ 4 ... 1/ n 15

7 nS 5 10 15 20 ... ( 1) 5n 10

8 nS 7 14 21 28 ... ( 1) 7n 20

9 n 1S 3 6 9 12 ... ( 1) 3n 15

10 n 1S 1 1/ 3 1/ 5 1/ 7 ... ( 1) 1/ (2n 1) 10

11 S 1 1/ 2 2 / 2 2 / 2 3/6

1.5 4/24 4/2-5/120 2.5 ... 10

10. ОБРАБОТКА ОДНОМЕРНЫХ МАССИВОВ. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И СУММЫ ЭЛЕМЕНТОВ

10.1. Определение массива. Одномерный массив

Массив – это конечное числовое или символьное множество. Каждый элемент массива имеет имя (идентификатор) и индекс. Имя –

38

это любая латинская буква. Индекс определяет порядковый номер элемента в массиве и показывает положение элемента в массиве.

Например, дан массив чисел А{499; 155; 0; 3; 94} .

Имя данного массива А; в программе для обозначения его эле-ментов используется индексированная переменная А(1) = 499, А(2) = = 155, А(3) = 0, А(4) = 3, А(5) = –94.

Одномерный массив – это массив, в котором для определения положения элемента достаточно одного числа (индекс – одно число).

Под массивы, также, как и под переменные, компьютер должен выделять ячейки памяти. Под обычную переменную одна ячейка па-мяти выделялась при первом появлении в программе. Для массивов это происходит иначе, потому что компьютер должен выделить па-мять сразу под весь массив. При первом появлении переменной с ин-дексом в программе еще не известно, сколько ячеек памяти требуется выделить под весь массив. Поэтому сначала компьютер должен полу-чить эту информацию. Ему нужно сообщить, какие массивы будут ис-пользованы в программе и каков размер каждого массива.

Эта информация о размере и типе массива задается операто-ром описания массивов DIM. В операторе DIM указываются имя мас-сива и в круглых скобках верхние границы изменения индексов, кото-рые должны быть целыми положительными числами. Нижняя граница фиксирована и равна 1. В BASICе могут использоваться массивы как числовые, так и символьные. Например, DIM T$ (12) описывает сим-вольный массив, состоящий из 12 элементов. Для этого массива в па-мяти ЭВМ будут выделены 12 ячеек памяти. Описание массива долж-но появляться в программе до первого обращения к элементам этого массива.

Ввод массива осуществляется с помощью следующей программы: INPUT ”Введите количество элементов в массиве n”; n DIM A(n) FOR i = 1 TO n PRINT “a (“; i ;“) = ”; : INPUT a(i) NEXT i Произвольный массив можно ввести также с помощью датчика

случайных чисел. Оператор RND генерирует случайное число в диа-пазоне от 0 до 1. Перед первым обращением необходимо с помощью вызова процедуры Randomize инициализировать генератор случай-ных чисел.

Пример RANDOMIZE TIMER FOR i = 1 TO 10 a(i)=RND*100 : PRINT “a (“; i ;“) = ”; a(i) NEXT i

39

10.2. Обработка одномерного массива. Вычисление суммы и количества элементов

Сумма элементов в одномерном массиве вычисляется по фор-муле S = S + a(i), где a(i) – элемент одномерного массива А(n).

Количество элементов в одномерном массиве А(n) вычисляется по формуле K = K + 1.

Пример 1 Определить количество и сумму элементов массива, которые

больше заданного числа Т (рис. 12).


REM Определить количество и сумму элементов, больших Т INPUT “Введите n, T”; n, T DIM A(n) K = 0: S = 0 FOR i = 1 TO n

K, S – ?

i = 1 : K = 0 : S = 0

a ( i ) > T

конец

нет

да

K = K + 1

S = S + a ( i )

i < = n

K = , S =

i = i + 1

нет

да

a ( i )

n, T

40

PRINT “A(“; i ; “) =”; : INPUT A(i) IF A(i) > T THEN K = K + 1: S = S + A(i) NEXT i PRINT “K = “;K, “S = “;S END Пример 2

Дан массив )10(A . Найти среднее арифметическое всех эле-

ментов массива. REM Среднее арифметическое DIM A(10) AS SINGLE DIM S AS INTEGER DIM Sr AS SINGLE S = 0 FOR i = 1 TO 10 PRINT “A (“; i ; “)= “ ; : INPUT A( i ) S = S + A ( i ) NEXT i Sr = S / 10 PRINT “ Sr = “ ; Sr END или REM Среднее арифметическое элементов REM для любого массива INPUT “Введите количество элементов n” ; n DIM A(n) S = 0 FOR i = 1 TO n PRINT “A(“; i ; “) = “ ; : INPUT A( i ) S = S + A ( i ) NEXT i Sr = S / n PRINT “ Sr = “ ; Sr END


Обработать массив в соответствии с вариантом задания, приве-денным в табл.7.

Таблица 7

Вариант Массив Действия

1 )10(A Вычислить количество отрицательных элементов

2 )12(B Вычислить сумму положительных элементов

41



3 )8(B Вычислить количество и сумму элементов, больших, чем число 3

4 )10(C Вычислить количество и сумму элементов, меньших, чем число –9

5 )15(A Вычислить количество и сумму элементов,

принадлежащих интервалу [ 6,6]

6 )12(B Вычислить количество и сумму элементов,

принадлежащих интервалу [ 7,7]

7 )10(B Вычислить среднее арифметическое эле-ментов, больших числа 3

8 )18(C Вычислить среднее арифметическое эле-

ментов, принадлежащих интервалу [ 5,5]

9 )15(B Вычислить количество чисел Т в массиве

10 )12(A Вычислить сумму всех элементов массива

11 )15(A Вычислить количество и сумму индексов положительных элементов массива

11. ОБРАБОТКА ОДНОМЕРНЫХ МАССИВОВ. НАХОЖДЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО И МАКСИМАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТОВ МАССИВА

Для нахождения максимального или минимального элемента массива используется способ последовательного перебора элемен-тов массива и сравнения их между собой. Например, при нахождении максимального элемента первоначально мы берем первый элемент массива и сравниваем его с соседним. Если соседний элемент боль-ше, то мы его отмечаем как максимальный и начинаем сравнивать по-следующие элементы уже с ним и так до конца массива.

Пример

Дан одномерный массив A 22, 34, 45, 78, 55, 88, 13, 39 . Най-

ти максимальный элемент массива. REM Максимальный элемент массива INPUT “Введите количество элементов в массиве” ; n DIM A( n ) FOR i = 1 TO n PRINT “ A ( “; i ; “ ) = “ ; : INPUT A( i ) NEXT i max = A( 1 ) FOR i = 1 TO n

42

IF A( i ) > max THEN max = A( i ) NEXT i PRINT “ MAX = “ ; max END


Найти минимальный элемент одномерного массива в соответст-вии с вариантом задания в табл.8.

Таблица 8

Вариант Массив

1 9 ,2 ,9 ,5 ,7 ,2 ,4 ,8 ,4 ,15 A

2 12 ,11 ,9 ,3 ,10 ,0 ,5 ,1 ,2 ,4 ,3 ,16 A

3 112 ,23 ,2 ,6 ,12 ,6 ,0 ,1 ,3 ,4 ,1 A

4 113 ,21 ,67 ,121 ,68 ,190 ,234 ,401 ,109 B

5 114 ,212 ,673 ,12 ,618 ,195 ,236 ,403 ,219 B

6 14 ,21 ,67 ,12 ,61 ,19 ,23 ,40 ,2 B

7 134 ,221 ,627 ,122 ,621 ,119 ,213 ,410 ,12 B

8 135 ,222 ,623 ,121 ,421 ,819 ,613 ,310 ,132 B

9 182 ,28 ,288 ,68 ,121 ,61 ,65 ,18 ,38 ,8 ,18 C

10 112 ,211 ,48 ,768 ,421 ,161 ,68 ,111 ,331 ,8 ,19 C

12. ОБРАБОТКА ОДНОМЕРНЫХ МАССИВОВ. СОРТИРОВКА МАССИВОВ

12.1. Определение сортировки. Методы сортировки

Сортировка (упорядочение) – переразмещение элементов данных в возрастающем или убывающем порядке. При выборе мето-да сортировки необходимо учитывать число сортируемых элементов (N) и до какой степени элементы уже отсортированы.

Существует несколько методов сортировки массивов. Рассмот-рим 2 самых распространенных.

Сортировка выбором. Дан числовой массив из N элементов. Требуется отсортировать его по возрастанию. Для этого, находим наи-меньший элемент в массиве и меняем его местами с первым. Послед-ний элемент уже расположен на своем месте, поэтому уменьшаем ко-

43

личество рассматриваемых элементов на 1. Повторяем операцию для нового, уменьшенного на единицу массива. И так до N – 1 раз.

Сортировка методом обмена. В данном методе сортировка по возрастанию выполняется таким образом, что максимальное число после каждого шага сортировки перемещается в конец массива. Про-грамма, начиная с первых элементов массивов, сравнивает эти эле-менты попарно, и в случае, если они расположены не по возрастанию, меняет их местами. В результате (N^2 – N)/2 перестановок массив окажется упорядочен по возрастанию.

Пример сортировки выбором

Дан массив )10(A . Обработать массив, расположив все его эле-

менты по возрастанию. REM Упорядочение массива по убыванию INPUT “Введите количество элементов массива n”; n DIM A(n) FOR i = 1 TO n PRINT “A( “; i ; “) = “;: INPUT A ( i ) NEXT i FOR j = 1 TO n–1 MAX = A( j ) : IndexMAX = j FOR i = j + 1 TO n IF A( i ) > MAX THEN MAX=A(i) : IndexMAX = i NEXT i A (IndexMAX) = A ( j ): A ( j ) = MAX NEXT j PRINT “Отсортированный массив по убыванию“ FOR i = 1 TO n PRINT “A( “; i ; “) = “; A ( i ) NEXT i END


Обработать одномерный массив, расположив его элементы по убыванию в соответствии с вариантом из табл.9.

Таблица 9


1 9 ,2 ,9 ,5 ,7 ,2 ,4 ,8 ,4 ,15 A

2 12 ,11 ,9 ,3 ,10 ,0 ,5 ,1 ,2 ,4 ,3 ,16 A

3 112 ,23 ,2 ,6 ,12 ,6 ,0 ,1 ,3 ,4 ,1 A

4 113 ,21 ,67 ,121 ,68 ,190 ,234 ,401 ,109 B

5 114 ,212 ,673 ,12 ,618 ,195 ,236 ,403 ,219 B

44



6 14 ,21 ,67 ,12 ,61 ,19 ,23 ,40 ,2 B

7 134 ,221 ,627 ,122 ,621 ,119 ,213 ,410 ,12 B

8 135 ,222 ,623 ,121 ,421 ,819 ,613 ,310 ,132 B

9 182 ,28 ,288 ,68 ,121 ,61 ,65 ,18 ,38 ,8 ,18 C

10 112 ,211 ,48 ,768 ,421 ,161 ,68 ,111 ,331 ,8 ,19 C

13. ОБРАБОТКА ДВУМЕРНЫХ МАССИВОВ. НАХОЖДЕНИЕ СУММЫ И КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕМЕНТОВ

13.1. Определение двумерного массива

Массив – это конечное числовое множество. В двумерном мас-сиве каждый элемент обозначается номером строки и номером столбца, на пересечении которых он расположен. Положение элемен-та в двумерном массиве определяется двумя индексами. Индексы за-писываются в круглых скобках после имени массива через запятую: А (n, m), где A – имя массива; n – номер строки; m – номер столбца, в которых расположен элемент массива

820

457

243

A

А (1,1) = 3; А (1,2) = –4; А (1,3) = 2; А (2,1) = 7; А (2,2) = –5; А (2;3) = 4; А (3,1) = 0; А (3,2) = –2; А (3,3) = 8.

Под массивы, так же, как и под переменные, должны быть выде-лены ячейки памяти. С помощью оператора DIM программе сообща-ется, какие массивы будут использованы в программе и какой размер каждого массива. В операторе DIM указывается имя массива и в круг-лых скобках максимальные значения индекса.

Ввод двумерного массива размером m x n осуществляется с по-мощью следующей программы:

' Ввод двумерного массива INPUT “Введите количество строк и столбцов n и m”; n, m DIM B (n, m) FOR i = 1 to n FOR j = 1 to m PRINT “B (“ ; i ; “ , “; j ; ”)= ” ; : INPUT B (i, j) NEXT j

45

PRINT NEXT i Команда ' – соответствует команде REM. Также можно ввести двумерный массив с помощью датчика слу-

чайных чисел: ' Ввод двумерного массива с помощью случайных чисел RANDOMIZE TIMER INPUT “Введите количество строк и столбцов n и m”; n, m DIM A(n, m) FOR i =1 TO n FOR j=1 TO m A(i, j)=INT(RND*100): PRINT A(i, j); NEXT j PRINT NEXT i Команда INT(X) – округляет число X до целого (дробная часть

числа отбрасывается). Массив А будет заполнен случайными целыми числами из диапазона от 0 до 100.

13.2. Обработка двумерного массива. Вычисление суммы и количества элементов

Сумма элементов в двумерном массиве вычисляется по формуле

S S a(i, j),

где a(i, j) – элемент двумерного массива А(n,m). Количество элементов в двумерном массиве А(n,m) вычисляется

по формуле

K K 1. Пример

Дан массив )4,3(A . Найти сумму и количество элементов, мень-

ших числа 18. REM Сумма и количество элементов DIM A(3,4) FOR i = 1 TO 3 FOR j = 1 TO 4 PRINT “ a ( “ ; i ; “ , “ ; j ; “ ) = “ ; INPUT a( i, j ) IF a ( i, j ) < 18 THEN s = s + a( i, j ) : k = k + 1 NEXT j PRINT NEXT i PRINT “ S, k = “ ; S, k END

46


Обработать двумерный массив в соответствии с вариантом за-дания в табл. 10.

Таблица 10


1 )3 ,3(A Вычислить количество и сумму отрицательных элементов

2 )4 ,4(A Вычислить количество и сумму положительных элементов

3 )4 ,3(A Вычислить сумму и количество элементов, больших числа 6

4 )3 ,4(A Вычислить сумму и количество элементов, при-

надлежащих интервалу [ 7,7]

5 )3 ,3(B Вычислить количество и сумму элементов, при-


6 )4 ,4(A Вычислить количество и сумму элементов, при-


7 )4 ,2(A Вычислить сумму и количество элементов, больших числа 10

8 )3 ,2(C Вычислить сумму и количество элементов, меньших числа 2

9 )4 ,4(B Вычислить сумму и количество элементов, меньших числа 15

10 )4 ,3(C Вычислить сумму и количество элементов, больших числа 8

11 )4 ,4(B Вычислить сумму четных строк и сумму нечет-ных столбцов и выведите индексы элементов >3

14. ОБРАБОТКА ДВУМЕРНЫХ МАССИВОВ. НАХОЖДЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО И МАКСИМАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТОВ МАССИВА

Нахождение максимального и минимального элемента двумер-ного массива аналогично нахождению максимального и минимального элемента массива для одномерного с учетом того, что сравнить надо все элементы массива.

Пример

Дан двумерный массив )M,N(A . Найти максимальный элемент

массива, если n = 3, m = 4. REM Максимальный элемент массива INPUT “Введите количество строк в матрице” ; n INPUT “Введите количество столбцов в матрице” ; m

47

DIM A(n, m) FOR i = 1 TO n FOR j = 1 TO m PRINT “ A ( “; i ; “ , “ ; j ; “ ) = “ ; : INPUT A( i, j ) NEXT j NEXT i max = A( 1, 1 ) FOR i = 1 TO n FOR j = 1 TO m IF A ( i, j ) > max THEN max = A( i, j ) NEXT j NEXT i PRINT “ MAX = “ ; max END


Задать двумерный массив, используя датчик случайных чисел и вывести его на экран. В массиве найти минимальный элемент в соот-ветствии с вариантом задания в табл. 11 и вывести результат на экран.

Таблица 11

Вариант Массив Вариант Массив

1 5 ,3A 2 C 5,4

3 B 4,5 4 3 ,3A

5 C 4,4 6 B 6,5

7 6 ,4A 8 C 4,3

9 B 5,3 10 6 ,5A

15. ДЕЙСТВИЕ НАД МАССИВАМИ

С более чем одним массивом можно проводить простые мате-матические действия, такие, как: сложение, умножение двух массивов, вычитание из элементов одного массива элементов другого, деление элементов одного массива на элементы другого, сложение, вычита-ние, деление, нахождение произведения массива и числа.

Сложение элемента массива и числа означает, что к каждому элементу массива мы прибавляем заданное число.

Пример 1 Дан массив А размерностью 3, необходимо прибавить к нему чис-

ло 5. Для этого мы к каждому элементу массива прибавляем число 5.

48

DIM A(3) FOR i = 1 TO 3 A(i) = INT(RND*10): A(i) = А(i) + 5: PRINT A(i); “ “; NEXT i. Сложение двух массивов означает, что мы каждый элемент мас-

сива прибавляем друг к другу и результат записываем в новый мас-сив, который имеет такую же размерность. Сложить можно только массивы, имеющие одинаковую размерность.

Пример 2 Даны массивы А и В размерностью 4. Сложить их, а результат

занести в массив С. DIM A(4), B(4), C(4) FOR i = 1 TO 4 C(i) = A(i) + B(i) PRINT C(i): NEXT i.


Задать массив, используя датчик случайных чисел и вывести его на экран. Произвести действия с массивом, указанные в задании (табл. 12), и вывести результат на экран.

Таблица 12

Вариант Массивы Действие

1 А(4), B(4) Сложить массивы А и В

2 C(3), D(3) Умножить массивы C и D

3 E(2), F(2) Разделить массив E на массив F

4 G(5), H(5) Вычесть из массива G массив H

5 I(6), J(7) Прибавить к массиву I число 6, вычесть из массива J число 7

6 K(4), L(6) Умножить массиву K на число –1, разделить массива L число 0.5

7 M(6), N(6) Вычесть из массива N массив M

8 O(3), P(3) Вычислить произведение массивов O и P

9 Q(8), R(8) Вычислить сумму массивов Q и R

10 S(7), T(7) Увеличить массив S в 2 раза, а массив T на 2

11 U(3,7), V(3,7) Сложить массив U и число 2, найти произведение массивов V и U

49

16. ОБРАБОТКА СИМВОЛЬНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ

16.1. Символьные переменные

В языке Basic существует возможность обработки символьных (строковых, литерных) констант, переменных и выражений.

У символьной переменной есть имя, которое заканчивается зна-ком $, и значение в виде строки символов.

Например: A$ = ”июнь” или B$ = “июль” Основные функции для работы с символьными переменными

приведены в табл. 13. Таблица 13

Функция Назначение

INSTR(X$,ST$) Определяет сколько раз переменная ST$ входит в переменную X$

MID$(S$,N,M) Копирует часть переменной S$, начиная с позиции N длиной в M символов

RIGHT$(S$,N) Копирует часть переменной S$, справа длиной в N символов

LEN(S$) Определяет количество символов в переменной S$

LCASE$(S$) Преобразует все символы переменной S$ в строчные

UCASE$(S$) Преобразует все символы переменной S$ в прописные

SPACE$(N) Строка, состоящая из N пробелов

SPC(N) Вывод N пробелов

Каждому символу (букве, цифре, знаку) соответствует код в ме-ждународной таблице кодировки ASCII, поэтому часть функций свя-зывает символы с их кодами (табл.14).

Таблица 14

VAL(A$) Преобразует переменную A$ в число

CHR$(L) Выдает символ, соответствующий ASCII-коду числа L

ASC(S$) Выдает ASCII код первого символа переменной S$

SRT$(K) Преобразует число K в символьную строку

16.2. Операции, производимые над символьными переменными

– ввод значений строковых переменных:

с клавиатуры оператором INPUT;

из программы операторами DATA READ RESTORE;

генератором случайных чисел RANDOMIZE TIMER, RND;

50

из файла. – вывод значений строковых переменных оператором

PRINT; – присвоение текстовой константы:A$="СТРОКА СИМ-

ВОЛОВ"; – очистка строки: T$=" "; – соединение двух строк позволяет строить из двух символь-

ных строк третью, состоящую из символов первой, за которой следуют символы второй. Обозначается эта операция знаком «+». Складывать можно символьные константы, символьные переменные, а также функции, значениями которых являются строки символов.

T$=A$+B$ P$="СЛОВО: "+P$ C$="СОЕДИНЕНИЕ"+" "+"СТРОК" – операция сравнения: строки считаются равными, если их

длины равны и ASCII-коды всех символов попарно совпадают. Если одна из строк совпадает с началом другой (но короче ее), то она меньше. В остальных случаях все решает код первого несовпадающе-го символа – меньше та строка, у которой он меньше.

Пример 1 Задать символьный массив случайными буквами русского ал-

фавита. RANDOMIZE TIMER DIM A$(31) FOR I=1 TO 31 K=INT(RND*31+128) A$(I)=CHR$(K) NEXT I FOR I=1 TO 31 PRINT A$(I), NEXT I END В кодовой таблице ASCII русские буквы начинаются с 128 пози-

ции, английские с 65. Пример 2 Определить, сколько раз в тексте встречается буква А. REM Количество букв А K = 0 INPUT “Введите текст” ; x$ n = LEN(x$) FOR i = 1 TO n IF MID$(x$, i, 1) = “A“ THEN K = K + 1 NEXT i

51

PRINT “K = “; K END Пример 3 Заданную последовательность слов переупорядочить в алфа-

витном порядке. CLS INPUT "Введите количество слов", n DIM s$(n) FOR i = 1 TO n PRINT i; "-е слово" INPUT s$(i) NEXT i FOR i = 1 TO n FOR j = i + 1 TO n IF s$(i) > s$(j) THEN SWAP s$(i), s$(j) NEXT j NEXT i FOR i = 1 TO n PRINT s$(i), NEXT i END


Написать программу обработки символьных данных в соответ-ствии с вариантом задания в табл. 15.

Таблица 15

Вариант Текст Задание

1 THE EUROPEAN DIMENSION AND THE VOCATIONAL TRAINING

Определить, сколько раз встречается буква O в тексте

2 TEACHING TELECOMMUNICATION: A COMMUNICATION CHALLENGE

Определить, сколько раз встречается буква T в тексте

3 INTEGRATION OF THE PROGRAM OF ENGINEERING

Определить, сколько раз встречается буква R в тексте

4 PROBLEMS AND PROSPECTS OF THE HIGHER TECHICAL EDUCATION

Определить, сколько раз встречается буква P в тексте

5 DIRECTION OF THE DEVELOPMENT OF ENGINEERING EDUCATION

Определить, сколько раз встречается буква D в тексте

6 DESIGN IN ENGINEERING EDUCA-TION

Определить, сколько раз встречается буква E в тексте

7 PROGRESS IN ENGINEERING EDU-CATION

Определить, сколько раз встречается буква S в тексте

8 ECONOMIC TRAINING IN MODERN ENGINEERING EDUCATION

Определить, сколько раз встречается буква N в тексте

9 MATHEMATICS EDUCATION FOR SOFTWARE ENGINEERS

Определить, сколько раз встречается буква M в тексте

10 TECHOLOGY OF ACQUIRING KNOW-LEDGE AND SKILLS

Определить, сколько раз встречается буква K в тексте

52

17. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСТАНДАРТНЫХ ФУНКЦИЙ ОПЕРАТОРОМ DEF FN. ФУНКЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

17.1. Функция пользователя

Если при решении задач приходится вычислять числовые зна-чения одного и того же арифметического выражения при разных зна-чениях аргументов, то можно определить это выражение как функцию пользователя с помощью оператора DEF FN. Общий вид оператора

DEF FNY (x1, x2, …, xn) = арифметическое выражение, где Y – имя функции – латинская буква; х1, х2, … , хn – аргументы функции; арифметическое выражение – формула, по которой вычис-

ляется функция. Арифметическое выражение в правой части должно обязатель-

но содержать хотя бы один из аргументов х1, х2, … , но может содер-жать также и другие переменные, общие для всей программы.

Функции FNY называются функциями, определяемыми пользо-вателем, или функциями пользователя.

Оператор DEF FN должен располагаться в программе до перво-го использования определяемой им функции.

Вычисление функции, описанной оператором DEF FN, происхо-дит при обращении к ней c помощью FNY (а1, а2, …, аn), где а1, а2, … , аn – арифметические выражения, заменяющие аргументы х1, х2, … , хn в арифметическом выражении правой части оператора DEF FN перед вычислением.

Пример 1

Вычислить значение функции 2 2

2 2

2x sinx 2y sinyF .

(2(x y) sin(x y))

В процессе решения задачи три раза вычисляется значение вы-

ражения 2z(t) 2t sint при:

1) t x ;

2) t y ;

3) t x y .

Поэтому для этого выражения необходимо ввести функцию пользователя с помощью оператора DEF (рис. 13).

Программа REM Вычисление значений функции INPUT “Введите значения x, y”; x, y DEF FNZ(t) = 2 * t ^ 2 + SIN (t) F = (FNZ(x) – FNZ(y))/FNZ(x + y)^2 PRINT “F = “; F END

53


Пример 2

Дана последовательность 2n 1

n 2

n 1x ( 1) .

7n 2

Вычислить х2, х4, х6, х8, х10.

Найти 4 6 8y (x x x ) / 8.

Программа

REM Вычисления

DEF FNX(n) = ((–1)^(n^2 + 1))/((n – 1)/(7 n^2 – 2))

PRINT “x2 =”; FNX(2); “x4 =”; FNX(4);

PRINT “x6 =”; FNX(6)

PRINT “x8 =”; FNX(8); “x10 = “; FNX(10)

Y = (FNX(4) + FNX(6) + FNX(8))/8

PRINT “y =”; y

END

х, y

z 1 = 2x2 + sin x

z2 = 2y2 + sinу

z3 = 2(x + y)2 + sin(x + y)

23

21

z

zzF

F =

Функция

конец

54

Рис. 14. Блок-схема


Вычислить значения функции и последовательности, заданных в табл. 16.

Таблица 16

Вари-ант

Функция Значения

1 2 x 2 2f(x) ctg (e ) ln | x x | f(2), f(x/2), f(n/m), где m 0,

2 x 3 2f(x) e ln | x 2x | f(4), f(x/6), f(n х/m), где m 0

3 x 2

2

2

e log | x |f(x)

x 5x f(6), f(x), f(n/m х), где m 0

5 2 2

4

2

e log xf(x)

x 5x 6

f(6), f(x), f(n/m х),

где m 0, х 0

6 2 x 2f(x) tg (e ) | x x |

f(2), f(x/2), f(n/m), где m 0,

7 x 3 2f(x) tge 5ln | x 6x | f(4), f(x/6), f(n х/m), где m 0

8 x 2

2

2

7e log | x |f(x)

8x x f(6), f(x), f(n/m х), где m 0

9 x

4

4

2e log | x 1|f(x)

x x 3

f(3), f(x/2), f(n/3),

где m 0, х 0

10 2 2

2

e 3lnxf(x)

x 2x 8

f(6), f(x), f(n/m х),

где m 0, х 0

х2, х4, х6, х8, х10

х2, х4, х6, х8, х10

8/)xxx(y 864

y = у =

Вычисление

конец

2n 1

n 2

n 1x ( 1)

7n 2

55

18. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

1. Определение алгоритма. 2. Основные свойства алгоритмов. 3. Этапы подготовки и решения задач на ЭВМ. 4. Основные способы описания алгоритмов. Примеры. 5. Виды алгоритмов. Примеры на каждый вид алгоритма. 6. Определение линейного алгоритма. Пример блок-схемы ли-

нейного алгоритма. 7. Определение разветвляющегося алгоритма. Пример блок-

схемы разветвляющегося алгоритма. 8. Определение циклического алгоритма. Пример блок-схемы

циклического алгоритма. 9. Стандартные математические функции и их запись на языке

программирования. 10. Операторы ввода-вывода данных. Пример программы. 11. Оператор комментария (начала) и оператор конца програм-

мы. Пример программы. 12. Оператор условного перехода. Пример программы. 13. Оператор безусловного перехода. Пример программы. 14. Программирование разветвляющегося алгоритма. 15. Блок-схема и программа разветвляющегося алгоритма. 16. Организация цикла. Определение, операторы цикла. 17. Операторы для организации циклов. Пример программы. 18. Программирование циклического алгоритма. 19. Блок-схема и программа циклического алгоритма. 20. Вычисление таблицы значений функции. Пример программы. 21. Организация вложенных циклов. Пример программы. 22. Вычисление конечных сумм. Пример программы. 23. Определение массива. 24. Определение одномерного массива. Пример. 25. Оператор описания одномерного массива. Способы ввода

одномерного массива. 26. Вычисление суммы и количества элементов в одномерном

массиве. Формулы и пример программы. 27. Нахождение максимального и минимального элемента в од-

номерном массиве. 28. Вычисление среднего арифметического элементов одномер-

ного массива. Формулы и пример программы. 29. Вычисление произведения элементов одномерного массива.

Формула и пример программы. 30. Нахождение количества повторений заданного числа в од-

номерном массиве.

56

31. Сортировка массива. Определение. 32. Виды сортировок массивов. 33. Пример программы сортировки одномерного массива. 34. Определение двумерного массива. Пример двумерного

массива. 35. Оператор описания двумерного массива. Ввод двумерного

массива. 36. Виды массивов (определение и примеры). Оператор описа-

ния массивов. 37. Нахождение максимального и минимального элемента дву-

мерного массива. 38. Вычисление количества и суммы элементов двумерного мас-

сива. Формулы и пример программы. 39. Вычисление среднего арифметического элементов двумер-

ного массива. Формулы и пример программ. 40. Вычисление произведения элементов двумерного массива.

Формула и пример программы. 41. Символьные переменные. Функции MID, RIGHT, LEFT, LEN. 42. Функции пользователя. Оператор для задания функций

пользователя. 43. Обработка двух одномерных массивов. Сумма массивов.

Пример программы. 44. Обработка двух двумерных массивов. Сумма массивов.

Пример программы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Блинова, Т.А. Алгоритмизация и программирование. Началь-ный этап: метод. пособие для иностранных граждан / Т.А. Блинова, А.В. Новиков, Н.Н. Руднова. – М.: МАДИ, 2011. – 48 с.

2. Васильева, О.Н. Применение метода алгоритмизации к реше-нию задач по математике на подготовительном факультете / О.Н. Ва-сильева, Т.А. Блинова // Проблемы и перспективы преподавания дис-циплин естественно-научного цикла иностранным студентам: сб. науч. тр. – Тула: ТГУ, 2001. – C. 61–67.

3. Светозарова, Г.И. Практикум по программированию на языке Бейсик / Г.И. Светозарова, А.А. Мельников, А.В. Козловский. – М.: Наука, 1988. – 368 с.

4. Электронные ресурсы: http://www.madi.ru/1215-elektronnaya-biblioteka-podgotovitelnogo-fakulteta-dlya-ino.html/

5. Грошев А.С. Информатика / А.С. Грошев. – Архангельск: АГТУ, 2010. – 468 с.

http://www.madi.ru/1215-elektronnaya-biblioteka-podgotovitelnogo-fakulteta-dlya-ino.html/

http://www.madi.ru/1215-elektronnaya-biblioteka-podgotovitelnogo-fakulteta-dlya-ino.html/

57

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА. УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА. ............................................................ 3 1.1. Основные понятия. .......................................................................... 3 1.2. Кодирование информации.

Двоичное кодирование информации. ........................................... 3 1.3. Единицы измерения количества информации ............................. 3 1.4. Функциональная схема компьютера.

Устройство компьютера. ................................................................. 4 1.5. Внутренние устройства компьютера ............................................. 4 1.6. Внешние устройства персонального компьютера ....................... 5 1.7. Самостоятельная работа ............................................................... 7

2. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ .............................................................. 7 2.1. Основные понятия. .......................................................................... 7 2.2. Обязательные программы для работы компьютера ................... 9 2.3. Рабочий стол. Элементы рабочего стола ..................................... 9 2.4. Самостоятельная работа ............................................................. 10

3. ПАКЕТЫ ПРОГРАММ MICROSOFT WORD И MICROSOFT EXCEL .......................................................................... 10 3.1. Текстовый редактор Microsoft Word ............................................. 10 3.2. Интерфейс Microsoft Word 2010 ................................................... 11 3.3. Параметры страницы .................................................................... 12 3.4. Форматирование документа ......................................................... 12 3.5. Электронные таблицы Microsoft Excel 2010 ................................ 13 3.6. Интерфейс Microsoft Excel 2010 ................................................... 13 3.7. Самостоятельная работа .............................................................. 15

4. АЛГОРИТМЫ И АЛГОРИТМИЗАЦИЯ. ПОДГОТОВКА ЗАДАЧ К РЕШЕНИЮ НА КОМПЬЮТЕРЕ ................. 16 4.1. Определение алгоритма. Блок-схема .......................................... 16 4.2. Этапы подготовки и решения задач на компьютере .................. 16 4.3. Способы описания алгоритмов .................................................... 17 4.4. Виды алгоритмов.

Разработка алгоритма решения задачи ...................................... 18 4.5. Алгоритмы линейной структуры ................................................... 19 4.6. Самостоятельная работа .............................................................. 19 4.7. Алгоритмы разветвляющейся структуры .................................... 20 4.8. Самостоятельная работа .............................................................. 21 4.9. Алгоритмы циклической структуры .............................................. 21 4.10. Самостоятельная работа ............................................................ 22

58

5. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЛИНЕЙНОЙ СТРУКТУРЫ .................................................................... 23 5.1. Стандартные функции языка BASIC ........................................... 23 5.2. Операторы ввода-вывода и начало программы ........................ 24 5.3. Самостоятельная работа .............................................................. 25

6. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ РАЗВЕТВЛЯЮЩЕЙСЯ СТРУКТУРЫ .................................................. 26 6.1. Операторы для программирования

разветвляющихся алгоритмов ..................................................... 26 6.2. Самостоятельная работа .............................................................. 28

7. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ............................................................. 29 7.1. Операторы для организации циклов ........................................... 29 7.2. Самостоятельная работа .............................................................. 31

8. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ СО СТРУКТУРОЙ ВЛОЖЕННЫХ ЦИКЛОВ ....................................... 32 8.1. Организация вложенных циклов .................................................. 32 8.2. Самостоятельная работа .............................................................. 34

9. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОНЕЧНЫХ СУММ .................................................... 34 9.1. Самостоятельная работа .............................................................. 37

10. ОБРАБОТКА ОДНОМЕРНЫХ МАССИВОВ. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И СУММЫ ЭЛЕМЕНТОВ .................................................................... 37 10.1. Определение массива. Одномерный массив ......................... 37 10.2. Обработка одномерного массива.

Вычисление суммы и количества элементов ......................... 39 10.3. Самостоятельная работа .......................................................... 40

11. ОБРАБОТКА ОДНОМЕРНЫХ МАССИВОВ. НАХОЖДЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО И МАКСИМАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТОВ МАССИВА ............................. 41 11.1. Самостоятельная работа ......................................................... 42

12. ОБРАБОТКА ОДНОМЕРНЫХ МАССИВОВ. СОРТИРОВКА МАССИВОВ ............................................................... 42 12.1. Определение сортировки.

Методы сортировки ................................................................... 42 12.2. Самостоятельная работа .......................................................... 43

59

13. ОБРАБОТКА ДВУМЕРНЫХ МАССИВОВ. НАХОЖДЕНИЕ СУММЫ И КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕМЕНТОВ ............... 44 13.1. Определение двумерного массива ......................................... 44 13.2. Обработка двумерного массива.

Вычисление суммы и количества элементов ......................... 45 13.3. Самостоятельная работа .......................................................... 46

14. ОБРАБОТКА ДВУМЕРНЫХ МАССИВОВ. НАХОЖДЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО И МАКСИМАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТОВ МАССИВА ............................. 46 14.1. Самостоятельная работа .......................................................... 47

15. ДЕЙСТВИЕ НАД МАССИВАМИ ......................................................... 47 15.1. Самостоятельная работа .......................................................... 48

16. ОБРАБОТКА СИМВОЛЬНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ ................................ 49 16.1. Символьные переменные ......................................................... 49 16.2. Операции, производимые

над символьными переменными ............................................. 49 16.3. Самостоятельная работа .......................................................... 51

17. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСТАНДАРТНЫХ ФУНКЦИЙ ОПЕРАТОРОМ DEF FN. ФУНКЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ .................. 52 17.1. Функция пользователя .............................................................. 52 17.2. Самостоятельная работа .......................................................... 54

18. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ .................................. 55

ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................ 56

БЛИНОВА Тамара Александровна НОВИКОВ Андрей Викторович РУДНОВА Наталья Николаевна


АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ ИНОСТРАННЫХ ГРАЖДАН

Редактор И.А. Короткова

Подписано в печать 26.12.2014 г. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 3,75. Тираж 250 экз. Заказ . Цена 65 руб.

МАДИ, Москва, 125319, Ленинградский пр-т, 64

Documents

ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИlib.madi.ru/fel/fel1/fel14M264.pdfУДК 004.43 ББК 32.973-018 Б695 Блинова, Т.А. Б695 Основы информатики. Алгоритмизация