Плани конспектів для 11 класу

Урок 1

Тема: Поняття моделі, алгоритму, властивості алгоритмів. Типи моделей. Форми подання алгоритмів. Графічне подання алгоритмів

Навчальна мета: Засвоїти відомості з основ алгоритмізації та програмування, навчатися створювати моделі та дослідити етапи моделювання, навчатися створювати алгоритми, познайомитися з їх властивостями та базовими структурами

Розвивальна мета: Розвивати координацію рухів, зорову пам’ять, вміння працювати з програмами

Виховна мета: Виховувати зосередженість, вміння активно сприймати новий матеріал.

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу (лекція)

Структура уроку

1. Організаційний момент

2. Етап орієнтації

3. Етап проектування

4. Етап навчальної діяльності

5. Робота за ПК

6. Контрольно-оцінювальний етап

7. Домашнє завдання

Хід уроку

І. Організаційний момент

Сьогодні ми з вами розглянемо тему: «Поняття моделі, алгоритму, властивості алгоритмів. Типи моделей. Форми подання алгоритмів. Графічне подання алгоритмів».

II. Етап орієнтації

Мета сьогоднішнього уроку якомога найкраще познайомитися з відомостями з основ алгоритмізації та програмування, навчатися створювати моделі та дослідити етапи моделювання

III. Етап проектування

План уроку

1. Поняття моделі.

2. Типи моделей.

3. Побудова моделі.

4. Етапи моделювання

5. Алгоритм

6. Властивості алгоритму

7. Форми подання алгоритму

8. Графічне подання

ІV. Етап навчальної діяльності

Поняття моделі.

Кожен оточуючий нас об’єкт має свої властивості.

Об’єкт – цілісна частина навколишнього світу. Наприклад, стіл має такі властивості, як розміри, форму, колір, матеріал з якого зроблений і т.д.

Модель – це спрощене подання реального процесу чи об’єкта.

У процесі життя і практичної діяльності людина постійно застосовує різні моделі для дослідження поведінки реального об’єкта в різних ситуаціях.

Будь-яка наука починається з розробки моделі, а вже потім реального об’єкта (план будинку виконується перед будівництвом, конструкція машини виконується одразу на папері і тільки потім на моделі, а ще потім на реального об’єкті і т.д.).

Типи моделей.

Під час вивчення інформатики нас цікавитимуть математичні та інформаційні моделі. Давайте розглянемо, що це за моделі.

Інформаційна модель.

Інформаційна модель  (ІМ) - це модель, яка описує інформаційні процеси або містить опис об’єкта, в якому вказано деякі його типові властивості, важливі для виконання конкретної задачі.

Будь-яка ІМ містить лише суттєві відомості про об’єкт з урахуванням мети її створення. Наприклад, розклад руху поїздів – це ІМ яка має вигляд таблиці, схеми або тексту яка відображає потрібні замовнику данні

Інформаційні моделі можуть бути:

Наприклад, іграшки в які ви гралися в дитинстві – це моделі реальних об’єктів. Такі моделі називають фізичними або матеріальними.

Іноді люди створюють не матеріальні моделі, а абстрактні моделі – об’єкти, що подані у вигляді формул, образів, креслень, зображень, графіки тощо.

Абстрактні в свою чергу поділяються на знакові(моделі подані на основі знаків, фігур, символів, фрагментів тексту зображені на папері) та вербальні(моделі, які формуються в голові людини або в усній формі, результати виводів або не докінця усвідомлення реального зображення).

За формою представлення можна виділити наступні види інформаційних моделей:

• геометричні - графічні форми та об'ємні конструкції;

• словесні - усні та письмові описи з використанням ілюстрацій;

• математичні - математичні формули, що відображають зв'язок різних параметрів об'єкта;

• структурні - схеми, графіки, таблиці;

• логічні - моделі, в яких представлені різні варіанти вибору дій на основі різних умовиводів та аналізу умов;

• спеціальні - ноти, хімічні формули і таке інше;

• комп'ютерні та некомп'ютерні.

Існують різні класифікації моделей:

• За галуззю використання: навчальні, дослідні, ігрові, науково-технічні, імітаційні та ін..

• За фактором часу: статичні та динамічні

• За способом подання: словесні, символьні, структурні, графічні, образні та ін..

• За інструментами реалізації: комп’ютерні, некомп’ютерні.

Першим етапом побудови ІМ є системний аналіз, мета якого визначити ті характеристики об’єкта які потрібні для даної ІМ. ІМ одного і того самого об’єкта призначені для різних цілей будуть різні.

Причина різних видів представлень  ІМ полягає в тому, що лише філософи можуть дозволити собі мати справу з реальним світом. При розв’язуванні конкретних задач реальна дійсність відтворюється із суттєвими обмеженнями, що залежать від області діяльності, поставлених цілей і потужності обчислювальних засобів. В подальшому реальні інформаційні процеси в системі будемо називати предметною областю даних.

Математична модель — заміна об'єкта-оригіналу чи явища (процесу) відпо­відним аналогом за допомогою математичних залежностей.

За допомогою математичних моделей описуються розв’язки різних логічних задач, фізичні процеси, прогнозується, управляється, проектується чи планується безліч механізмів та систем.

Комп'ютерна модель математична модель, реалізована за допомогою пев­них програмно-апаратних засобів.

Відрізняються КМ від ІМ тим, що вони реалізуються за допомогою ПК та вже наявного ПЗ.

Комп'ютерне моделювання (КМ) - один із самих ефективних інструментів пізнання, аналізу та проектування. КМ дає можливість інженерові (дослідникові) експериментувати з об'єктами в тих випадках, коли робити це на реальному об'єкті практично неможливо або недоцільно. Сутність методології КМ складається в заміні вихідного технологічного об'єкта його “образом” - математичною моделлю - і надалі вивченні моделі за допомогою алгоритмів реалізованих на комп'ютерах.

Цей метод пізнання, конструювання та проектування містить у собі переваги як теорії, так і експерименту. Робота не із самим об'єктом (явищем, процесом), а з його моделлю дає можливість відносно швидко й без істотних витрат досліджувати його властивості та поводження в будь-яких ситуаціях (переваги теорії). У той же час обчислювальні (імітаційні) експерименти з моделями об'єктів дозволяють докладно та глибоко вивчати об'єкти в достатній повноті, недоступної чисто теоретичним підходам (переваги експерименту).

КМ- процес конструювання моделі реального об'єкта і постановки обчислювальних експериментів на цій моделі з метою або зрозуміти (досліджувати) поводження цієї системи, або оцінити різні стратегії (алгоритми), що забезпечують функціонування даної

системи. Таким чином, процес КМ включає й конструювання моделі, і її застосування для розв’язання поставленого завдання: аналізу, дослідження, оптимізації або синтезу (проектування) технологічних процесів. Всі ці завдання надзвичайно складні й містять у

собі майже нескінченне число елементів, змінних, параметрів, обмежень і т.д.

У процесі КМ дослідник має справу із трьома обєктами: системою, математичною моделлю та програмою у комп’ютері, що реалізує алгоритм розв’язання рівнянь моделі. Традиційна схема комп'ютерного моделювання як єдиного процесу побудови та дослідження моделі, що має відповідну програмну підтримку, може бути представлена в наступному вигляді:

Побудова моделі.

Побудова ІМ

Чітких правил немає.

Спочатку виділяються суттєві характеристики об’єкта, дається розгорнутий змістовний опис зв’язків між ними (неформальна постановка задачі). Далі формалізується зміст опису зв’язків між характеристиками об’єкта за допомогою мови схем, математичної мови, тощо.

Форма подання інформації залежить від мети ІМ(важлива наочність чи ні, мовна(описова), формальна(словесна + математична мови)).

Формалізація – це процес побудови ІМ за допомогою формальних мов, під час якого здійснюється перехід від змістовного опису зв’язків об’єкта (словесного опису) до опису мовою кодування(схеми, математична мова тощо)

Побудова Математичної моделі

Етапи моделювання

Отримавши задачу, користувач, виходячи з її умови, вирішує, яким програмним засобом можна скористатися для її розв'язання. Якщо в складі програмного забезпечення є програма, придатна для цього, то користувач вибирає її як інструмент, якщо ж ні, то доводиться створювати нову спеціальну програму, виконання якої призведе до очікуваного результату.

Наприклад, нам необхідно оформити газету, присвячену якійсь події. Вочевидь, що для розв'язування цієї задачі будь-який комп'ютер має необхідні програми, що дозволяють оформити тексти та графічні зображення різної складності (це текстові та графічні редактори, настільні видавницькі системи тощо).

Інший приклад: необхідно побудувати графік заданої функції. І для розв'язування цієї задачі комп'ютер має необхідне програмне забезпечення - електронні таблиці.
Примітка: можна запропонувати дітям дати свої приклади задач для комп'ютера.
Однак є величезна категорія задач, для розв'язку яких не існує відповідного програмного забезпечення, або існуюче програмне забезпечення з деяких причин нас не влаштовує. В цьому випадку ми повинні самостійно написати програму для виконання поставленої мети.

Розглянемо технологію розв'язання прикладної задачі на ЕОМ (зверніть увагу, що задачі будуть нескладні і тому можна було б скористатися і наявним програмним забезпечення для їх розв'язання, але з навчальною метою ми прослідкуємо етап створення самостійного програмного продукту).

Розв'язування будь-якої задачі починається з її постановки. На цьому етапі треба чітко з'ясувати, що дано і що треба знайти. Тобто треба добре уявити, в чому полягає дана задача, які необхідні початкові дані для її розв'язання, та що можна вважати за очікуваний результат. Наприклад, батьки вирішили зробити ремонт вашої кімнати. Вочевидь, що безпосередньо зробити ремонт персональний комп'ютер не може. Але він може допомогти у виконання розрахунків на витратні матеріали, оплату виконаних робіт тощо. (Більш серйозні програмні засоби можуть допомогти, навіть, у виборі оптимального набору витратних матеріалів з урахуванням вартості безпосередньо матеріалів та вартості перевезень з пошуком найдешевших варіантів, але ми задачу спрощуємо.)
В нашому випадку вхідними даними повинні бути: розміри кімнати, що підлягає ремонту, набір необхідних витратних матеріалів (можна тільки поклеїти шпалери та виконати фарбувальні роботи, а можна замінити двері, вікна та меблі), ціни на витратні матеріали, вартість виконуваних робіт тощо. Результатом роботи програми повинна бути необхідна сума коштів на виконання ремонтних робіт з урахуванням витратних матеріалів.

Другим етапом розв'язування задач є побудова математичної моделі. Це дуже відповідальний етап, тому що не завжди в умові задачі міститься формула, придатна для застосування в програмі. Для цього створюється інформаційна математична модель об'єкта. В нашому випадку математичною моделлю нашої задачі буде:

• по-перше, розрахунок площі поверхні, що підлягає ремонту (для спрощення ми будемо тільки наклеювати шпалери);

• по-друге, розрахунок необхідних витратних матеріалів з урахуванням площі шпалер, що знаходяться в рулоні, та проценту додаткових шпалер для співпадання малюнків;

• по-третє, розрахунок вартості витратних матеріалів та виконаних робіт.

Примітка: ці формули отримати неважко і тому за бажанням можна дати це завдання учням безпосередньо на уроці або вдома.

Наступним етапом є розробка алгоритму на основі побудованої математичної моделі. Для цього можна використати вже відомі методи та способи розв'язування отриманих математичних співвідношень, причому при наявності кількох методів розв'язання необхідно вибрати оптимальний, провівши їх оцінку та аналіз. Якщо серед існуючих методів розв'язання необхідний відсутній, треба розробити власний.

Під час створення складних алгоритмів застосовується метод покрокової деталізації, який полягає в тому, що складний алгоритм розбивається на прості підзадачі, кожна з яких в свою чергу може розбиватися на ще простіші. Такий підхід дозволяє також розбити алгоритм на окремі частини - модулі, реалізацію кожного з яких доручити окремому програмісту. В цьому випадку програміст концентрується на розв'язанні окремої підзадачі, використовуючи для цього свої методи.

Останнім етапом у методі покрокової розробки є об'єднання окремих модулів у єдине ціле. Для цього між всіма модулями повинні бути встановлені зв'язки, тобто узгоджена передача інформації від одних модулів до інших. Це дуже важка робота і від оптимальності вибору вхідних та вихідних параметрів окремих модулів кінець кінцем залежить оптимальність роботі всієї програми.

Алгоритм, призначений для комп'ютерної реалізації, має бути записаний однією з мов програмування. На даному етапі розвитку комп'ютерної техніки різноманітність існуючих мов програмування дає програмісту можливість вибрати оптимальний варіант для отримання бажаного результату. А враховуючи можливість розбиття алгоритму на окремі модулі, реалізацію кожної підзадачі взагалі можна виконати різними засобами.
Написану вибраною мовою програмування програму необхідно тепер налагодити та протестувати. Під налагоджуванням програми розуміється процес випробування роботи програми з виправленням виявлених при цьому помилок. Виправити помилки, пов'язані з правилами написання програм, вам допомагає середовище програмування, а ось логічні помилки виправити набагато важче. В цьому вам можуть допомогти правильно підібрані тести.

Останній етап - це використання програми для отримання шуканих результатів. На цьому етапі обов'язково ще раз перевірити правильність очікуваних результатів. Якщо отримані результати являються помилковими, необхідно повернутися до одного з попередніх етапів (іноді, навіть, до найпершого - постановки задачі) і ще раз перевірити правильність зроблених робіт. Можливо, що на деяких етапах буде необхідно доопрацювати або повністю переробити весь етап.

Тепер програму можна експлуатувати і, навіть, пропонувати іншим користувачам, доповнивши її необхідною документацією.

Отже, основними етапами розв'язку задачі за допомогою ЕОМ є наступні:

1. постановка задачі;

2. побудова математичної моделі;

3. розробка алгоритму;

4. опис алгоритму мовою програмування;

5. тестування та налагоджування програм;

6. експлуатація програми.

Алгоритм

Кожна людина щодня зустрічається з безліччю задач від найпростіших і добре відомих до дуже складних. Для багатьох задач існують визначені правила (інструкції, команди), що пояснюють виконавцю, як розв'язувати дану проблему. Ці правила людина може вивчити чи заздалегідь сформулювати сама в процесі розв'язування задачі. Чим точніше описані правила, тим швидше людина опанує ними і буде ефективніше їх застосовувати.
У нашому житті ми постійно складаємо опис деякої послідовності дій для досягнення бажаного результату, тому поняття алгоритму не є для нас чимось новим і незвичайним. Так, ранком мама перед твоїм виходом до школи, дає вказівку: "Коли прийдеш зі школи, відразу пообідай і вимий посуд. Після цього підмети підлогу, сходи в магазин і можеш трохи погуляти. Гуляти дозволяю не більше години, а потім відразу за уроки".
Ця інструкція складається з послідовності окремих вказівок, що і визначають твою поведінку після повернення зі школи. Це і є алгоритм.
Кожний з нас використовує сотні різних алгоритмів. Спробуйте згадати деякі з них (алгоритми виконання арифметичних дій, розв'язування задач, прибирання квартири, миття посуду, готування їжі - рецепти тощо).

Отже, після обговорення кількох прикладів алгоритмів, давайте спробуємо сформулювати визначення, що ж таке алгоритм.

Алгоритм — зрозуміле і точне розпорядження виконавцю виконати послі­довність дій, направлених на досягнення визначеної мети або на розв'язання поставленого завдання.

Поняття алгоритму в інформатиці є фундаментальним, тобто таким, котре не визначається через інші ще більш прості поняття (для порівняння у фізиці - поняття простору і часу, у математиці - крапка).

Алгоритм може бути висловлений в усній формі, записаний у вигляді тексту.

Будь-який виконавець (і комп'ютер зокрема) може виконувати тільки обмежений набір операцій (екскаватор копає яму, вчитель вчить, комп'ютер виконує арифметичні дії). Тому алгоритми повинні мати наступні властивості.

Під виконавцем алгоритму ми розуміємо будь-яку істоту (живу чи неживу), яка спроможна виконати алгоритм. Все залежить від того, якої мети ми намагаємося досягнути. Наприклад: риття ями (виконавці - людина або екскаватор), покупка деяких товарів (один із членів родини), розв'язування математичної задачі (учень або комп'ютер) тощо.

Відмінність між виконавцями алгоритмів — людьми і комп'ютерами: якщо люди виконують багато дій, навіть не усвідомлюючи, що при цьому вони виконують якісь алгоритми, то комп'ютери не можуть функціонувати без про­грам, вказівок яких вони точно додержують.

Властивості алгоритмів

1. Зрозумілість. Щоб виконавець міг досягти поставленої перед ним мети, використовуючи даний алгоритм, він повинен уміти виконувати кожну його вказівку, тобто розуміти кожну з команд, що входять до алгоритму.
   Наприклад: Мамі потрібно купити в магазині їжу. Виконавцем цього алгоритму може бути хтось із родини: батько, син, бабуся, маленька дочка тощо. Зрозуміло, що для тата достатньо сказати, які купити продукти, а далі деталізувати алгоритм не потрібно. Дорослому сину-підлітку необхідно детальніше пояснити в яких магазинах можна придбати потрібний товар, що можна купити замість відсутнього товару і таке інше. Маленькій дочці алгоритм необхідно деталізувати ще більше: де взяти сумку, щоб принести товар, яку решту грошей необхідно повернути з магазину, як дійти до магазину і як там поводитись (якщо дитина вперше йде за покупками).
   Подібних прикладів можна навести безліч і запропонувати дітям самостійно підібрати ситуацію, в якій в залежності від виконавця алгоритм буде набувати все більшої деталізації. Висновок з цього діти можуть зробити самостійно: зрозумілість - це властивість алгоритму, що полягає в тім, що кожен алгоритм повинен бути написаний у командах, зрозумілих даному виконавцю.

2. Визначеність (однозначність). Зрозумілий алгоритм все ж таки не повинен містити вказівки, зміст яких може сприйматися неоднозначно. Наприклад, вказівки "почисти картоплю", "посоли за смаком", "прибери в квартирі" є неоднозначними, тому що в різних випадках можуть призвести до різних результатів. Крім того, в алгоритмах неприпустимі такі ситуації, коли після виконання чергового розпорядження алгоритму виконавцю не зрозуміло, що потрібно робити на наступному кроці. Наприклад: вас послали за яким-небудь товаром у магазин, та ще попередили "без (хліба, цукру і таке інше) не повертайся", а що робити, якщо товар відсутній?
   Отож, точність - це властивість алгоритму, що полягає в тім, що алгоритм повинен бути однозначно витлумачений і на кожному кроці виконавець повинен знати, що йому робити далі.

3. Дискретність. Як було згадано вище, алгоритм задає повну послідовність дій, які необхідно виконувати для розв'язання задачі. При цьому, для виконання цих дій їх розбивають у визначеній послідовності на прості кроки. Виконати дії наступного розпорядження можна лише виконавши дії попереднього. Ця розбивка алгоритму на окремі елементарні дії (команди), що легко виконуються даним виконавцем, і називається дискретністю.

4. Масовість. Дуже важливо, щоб складений алгоритм забезпечував розв'язання не однієї окремої задачі, а міг виконувати розв'язання широкого класу задач даного типу. Наприклад, алгоритм покупки якого-небудь товару буде завжди однаковий, незалежно від товару, що купується. Або алгоритм прання не залежить від білизни, що переться, і таке інше. Отож, під масовістю алгоритму мається на увазі можливість його застосування для вирішення великої кількості однотипних завдань.

5. Результативність. Взагалі кажучи, очевидно, що виконання будь-якого алгоритму повинне завершуватися одержанням кінцевих результатів. Тобто ситуації, що в деяких випадках можуть призвести до так званого "зациклення", повинні бути виключені при написанні алгоритму. Наприклад, розглянемо таку ситуацію: роботу дано завдання залишити кімнату (замкнутий простір), не виконуючи руйнівних дій. У цьому випадку, якщо роботу не дати вказівки відкрити двері (що, можливо, закриті), то спроби залишити приміщення можуть бути безуспішними.

6. Скінченність.

Форми подання алгоритму

Тепер залишається з'ясувати, яким чином можна подати алгоритм виконавцю.

Існує кілька методів запису алгоритмів, вибір яких залежить від виконавця та того, хто його задає.

Першій спосіб - це словесний опис алгоритму. Сьогодні на уроці розібрано вже кілька алгоритмів, і всі вони подавалися виконавцю за допомогою словесного опису.
Другий спосіб - це подача алгоритму у вигляді таблиць, формул, схем, малюнків тощо. Наприклад, всіх вас вчили в дитячому садочку правилам поведінки на дорозі. І найкраще діти, вочевидь, сприймають алгоритм, що поданий у вигляді схематичних малюнків. Дивлячись на них, дитина, а потім і доросла людина, відпрацьовує ту лінію поведінки, що їй пропонується. Аналогічно можна навести приклади алгоритмів, що записані у вигляді умовних позначок на купленому товарі, щодо його користування (заварювання чаю, прання білизни тощо). В математиці наявність формул дозволяє розв'язати задачу, навіть "не використовуючи слів".

Третій спосіб - запис алгоритмів за допомогою блок-схеми. Цей метод був запропонований в інформатиці для наочності представлення алгоритму за допомогою набору спеціальних блоків.

Четвертий спосіб - навчальні алгоритмічні мови (псевдокоди). Ці мови мають жорстко визначений синтаксис і вже максимально наближені до машинної мови (мови програмування). Але створені вони з навчальною метою, тому мають зрозумілий для людей вигляд. Таких псевдокодів зараз існує велика кількість, починаючи з графічних середовищ "Алгоритміка", "Роботландія", "Лого-світи", "Черепашка" тощо і закінчуючи текстовими "національними" реалізаціями алгоритмічних мов, подібних до Паскаля. Ці псевдокоди мають програмну реалізацію і дуже широко застосовуються на етапі навчання основам програмування.

П'ятий спосіб максимально наближений до комп'ютера - це мови програмування. Справа в тому, що найчастіше в практиці виконавцем створеного людиною алгоритму являється машина і тому він повинен бути написаний мовою, зрозумілою для комп'ютера, тобто мовою програмування.

Базові структури алгоритмів

Для опису логічно зумовленого ходу виконання дій при складані будь-якого алгоритму використовуються одні й ті самі елементи, щ називаються базовими структурами. їх усього чотири: проходження, розвилка (умова), цикл, змішіна. Із цих елементів можна скласти будь-який алгоритм.

Для графічного представлення базових структур застосовуються спеціальні позначки.

Прямокутником позначається дія, яку треба виконати (рис. 1)

Дією тут може бути як одна окрема дія (наприклад, скласти два числа чи накреслити лінію), так і послідовність логічно об'єднаний дій (наприклад, виконати обчислення за заданими формулами або намалювати малюнок.

Ромбом позначається перевірка значення логічного виразу (рис. 2) У логічних виразах можуть використовуватися логічні операції «не» «і», «або». Логічний вираз може набувати одного з двох значень — істина чи хиба.

Перевірка значення логічного виразу звичайно зводиться до пе­ревірки виконання чи невиконання певних умов.

Перейдемо до опису базових структур.

1. Проходження означає, що дії мають бути виконані по­слідовно одна за одною (рис. 3).

Наприклад, будь-який алгоритм можна подати як послідовність трьох дій (рис. 4).

2. Розвилка, яка також називається «якщо-то-інакше», озна­чає вибір одного з двох варіантів залежно від значення певного ло­гічного виразу (рис. 5). Може виявитися, що при одному зі значень логічного виразу не потрібно виконувати жодних дій. У цьому випадку структура роз­вилки називається «якщо-то» і може бути представлена у вигляді, що на рис. 7.

Така структура використовується в тих випадках, коли необ­хідність виконання дій залежить від певних умов. Наприклад, вико­нувати сортування послідовності з я елементів має сенс лише тоді, коли в ній більше, ніж один елемент (рис. 8).

3. Цикл означає повторне виконання тієї самої дії або блока дій, що мають назву тіло циклу, доти, доки певний логічний вираз за­лишається істинним (рис. 9).

Такий цикл називається «цикл-поки», або «цикл із передумо­вою» (умова перевіряється перед виконанням тіла циклу). Спочат­ку — на першому кроці циклу — перевіряється значення логічного виразу. Якщо воно є істинним, то виконується тіло циклу. Потім — на другому кроці — знову перевіряється значення логічного виразу і, якщо воно досі є істинним, знову виконується тіло циклу тощо. Цикл завершується, коли значення логічного виразу стає хибним.

Можливі ситуації, коли тіло циклу не виконається жодного разу. Це відбувається тоді, коли на першому кроці циклу значення логіч­ного виразу є хибним.

Наприклад, для обчислення суми п чисел а_1; а₂, ..., а_п (п 2) слід користуватися структурою циклу. Позначимо через S шукану суму, а через і — номер числа в послідовності. До початку циклу S = 0 (ще нічого не підсумовували) та і = 1 (почнемо підсумовува­ти з першого члена) (рис. 10).

Отже, як ми вже зазначили базових структур написання алгоритму є чотири:

1. Проходження – означає, що дії мають бути виконані послідовно.

2. Розвилка (умова) – означає вибір одного з двох варіантів.

3. Цикл – означає повторне виконання дії, доки значення лишається істинним.

4. Змішана – означає, що використовується більше одної базової структури при написанні одного алгоритму.

Наприклад, алгоритм обчислення суми двох чисел може бути таким:

VI. Контрольно-оцінювальний етап

Запитання для узагальнення

1. Що таке модель?

2. Які етапи моделювання ви знаєте?

3. Які типи моделей ви знаєте?

4. З чого складається побудова моделі?

5. Побудуйте інформаційну модель для відображення успішності учнів вашого класу, використовуючи таблицю текстового процесора

6. * Складіть у зошиті план розставлення меблів вашої кімнати. Вкажіть конкретні значення параметрів меблів (виконайте заміри та масштабування) . Побудуйте інформаційну модель вашої кімнати (графічне подання, таблицю та словесний опис) Яку з цих моделей будувати легше? Яка є більш наочною? Зручною?

7. Що таке алгоритм?

8. Які властивості алгоритмів ви знаєте?

9. Які форми подання алгоритмів ви знаєте?

10. З чого складається базові структури алгоритмів?

11. Опишіть метод «покрокової деталізації». В чому його суть?

12. * Складіть алгоритм визначення оцінки в ВУЗах за к-стю балів і рейтинговою системою: якщо сумарний бал не менше 90% від максимального то ставиться 5, якщо не менше 75% то ставиться 4, якщо не менше 60%, то ставиться 3, а якщо нижче за 60% то ставиться 2.

VII.Домашнє завдання

Вивчити терміни, конспект § 1 пит.1, 2, 3, 4, 7, 9 на с. 16 + пит.. 2, 5 с.17(самост.)

§ 2, 3 пит.1, 3, 4, на с. 26 + пит.. 4 с. 27(самос)т + пит.. 1,5 с.41(самост.)

12

Урок 2

Тема: Етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера. Поняття мови програмування, програмного коду, середовища розробки програм, компілятора

Навчальна мета: Засвоїти відомості з основ алгоритмізації та програмування, познайомитися з поняттями програма, вхідні дані, результати, методом розв’язання задачі, виконанням та тестуванням програм, компіляцією.

Розвивальна мета: Розвивати координацію рухів, зорову пам’ять, вміння працювати з програмами

Виховна мета: Виховувати зосередженість, вміння активно сприймати новий матеріал.

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу (лекція)

Структура уроку

1. Організаційний момент

2. Етап орієнтації

3. Етап проектування

4. Етап навчальної діяльності

5. Робота за ПК

6. Контрольно-оцінювальний етап

7. Домашнє завдання

Хід уроку

І. Організаційний момент

Сьогодні ми з вами розглянемо тему: «Етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера. Поняття мови програмування, програмного коду, середовища розробки програм, компілятора».

II. Етап орієнтації

Мета сьогоднішнього уроку якомога найкраще познайомитися з відомостями з основ алгоритмізації та програмування, навчатися створювати моделі та дослідити етапи моделювання

III. Етап проектування

План уроку

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

2. Програма.

3. Вхідні дані, результати.

4. Виконання та тестування програм.

5. Компіляція

ІV. Етап навчальної діяльності

Етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера.

Слово «метод» походить від грецького method’s, що в пе­рекладі означає «шлях дослідження, теорія, навчання». Стосовно задач метод — це загальний спосіб, сукупність прийомів, що використовуються для розв'язування задач певного типу. Для задач того самого типу може існувати багато різних методів розв'язування.

Найефективнішим вважається метод, що дає змогу одержати необхідний результат у найкоротший час роботи комп'ютера; найменшими витратами оперативної пам'яті.

Алгоритми створюються за певними правилами. Для складання алгоритмів існують спеціально розроблені прийоми. Один з основ­них — метод покрокової деталізації. Він полягає в тому, що ви­хідна задача розбивається на кілька взаємозалежних підзадач, кожна з яких, натомість, розбивається на підзадачі і та ін. Цей про­цес завершується, коли розв'язування вихідної задачі зводиться до розв'язування ряду простих задач, для яких легко скласти ал­горитм. На кожному кроці цього процесу відбувається деталізація, тобто перехід від більш загальних задач до менш загальних, котрі, в свою чергу, допускають деталізацію до більш конкретних під­задач. Схему цього процесу можна зобразити у вигляді дерева.

Поетапне розв’язування задач за допомогою ЕОМ:

1. Постановка задачі

2. Побудова моделі

3. Вибір готового ПЗ

4. Розробка алгоритму розв’язування задачі з використанням обраного ПЗ

5. Виконання за комп’ютером описаних в алгоритмі дій

Програма.

Програмне забезпечення — сукупність всіх програм і документації.

Програма - це виконання комп’ютером окремих дій або інструкцій.

Дані – це те, що ми даємо, як вхідну інформацію для програми.

Існує безліч мов програмування, за допомогою яких можна писати програми для комп’ютера.

Мова, яка зрозуміла комп’ютеру називається мовою низького рівня або машинною мовою, а мови програмування високого рівня схожі на мови спілкування людей. Саме тому в більшості випадків люди користуються при написанні програм мовами високого рівню. Ось деякі з мов програмування: C, Java, Pascal, FORTRAN, BASIC, COBOL, Lisp, Ada, C++. Найбільш сьогодні використовуються такі мови програмування, як: BASIC, C++, Java.

Вхідні дані, результати.

Вхідні дані називають початковим кодом, а вихідні дані – об’єктним кодом

Інструкції – це команди виконані комп’ютером.

Створення програм дуже складна задача. Не існує повного набора правил та інструкцій по створенню алгоритму або написанню програми. Весь процес створення програми складається з двох фаз – фази рішення задачі та фазу реалізації. Результатом першої фази являється алгоритм рішення задачі, написаний на алгоритмічній мові, а потім цей алгоритм переводиться на мову програмування - це фаза реалізації.

Фаза рішення задачі Фаза реалізації

Життєвий цикл програми:

1. Аналіз та специфікація завдання – постановка задачі.

2. Розробка програми – створення алгоритму.

3. Реалізація – написання програми.

4. Тестування.

5. Експлуатація та розвиток системи.

6. Старіння програми.

Виконання та тестування програм.

Тестування – це процес перевірки правильності моделі чи програми.

Тестування відбувається перевіркою результатів програми для певного набору вхідних даних, результати яких вже відомі (для звірки результатів з вихідними даними програми).

Якщо результати не коректні, то має місце налагодження моделі чи програми - пошук та усунення причини розбіжностей.

Компіляція

Мова програмування - це система позначень та правил для точного та зрозумілого записування алгоритмів та їх виконання. Алгоритм, записаний певною мовою програмування, називають комп'ютерною програмою.

Мови високого рівня максимально наближенні до «людської мови». Але такі мови не розуміє комп’ютер.

Для перекладу програми, яка написана на мові програмування високого рівня в машинну мову, використовують спеціальні програми – транслятори.

Розрізняють два види трансляторів:

Компілятор – це програма, що перекладає в машинні коди програми, написанні мовою високого рівня.

Програма, яка перетворює програми високого рівня в мови низького рівня, які може обробити комп’ютер називають компілятором. Компілятори – це особливий різновид програм, в яких вхідні дані та вихідні дані – це програми.

Інтерпретатор – це програма, що призначена для трансляції та ви-конання програми по командах.

Опис величин навчальною алгоритмічною мовою

Структура програми Навчальною алгоритмічною мовою АЛГО:

Програма ;

Початок

Кінець.

Слова Програма, Початок і Кінець називаються службови словами навчальної алгоритмічної мови АЛГО.

Тіло програми - це і саме програма, яка складається із вказівок (інструкцій, команд) НАМ Алго.

Розв'язуючи будь-яку задачу, ми маємо справу із різними величинами.

Величини - це ті дані, з якими працює наша програма і з якими ми будемо виконувати ті чи інші дії.

Усі величини умовно поділяються на сталі та змінні.

СТАЛІ - це величини, що мають своє ім'я та значення, які не змінюються під час виконання програми.

ЗМІННІ - це величини, що змінюють своє значення в процесі виконання алгоритму.

Ім'я величин може мати довжину до 16 символів, але обов'язково має починатися з літери та не містити пропусків та спеціальних символів, як то +, -, /, &.

Змінні величини бувають різними, тобто, можуть приймати різні значення, отже в програмуванні необхідно розглядати величинирізних типів.

Змінні величини бувають наступних типів:

• Цілі;

• Дійсні;

• Літерні;

• Рядкові (текстові);

• Логічні.

 Отже, якщо внести в структуру програми розділ опису сталих та змінних структура програми прийме вигляд:

Програма ;

Стала імя = значення;

Змінна список імен : тип змінних;

Початок

Кінець.

Наприклад, вирішення задачі на знаходження суми двох чисел:

Алгоритм Сума;

Арг а,в: цілі;

Рез с: цілі;

Поч

Вивід (‘Введіть а, в’);

Запит (а,в);

с : = а+в;

вивід (‘сума’,с)

Кін.

Задача 1. Скласти програму на знаходження різниці трьох чисел а,в,с в алгоритмічному вигляді та за допомогою блок схем.

Алгоритм Різниця;

Арг а,в,с: цілі;

Рез к: цілі;

Поч

Вивід (‘Введіть а, в,с’);

Запит (а,в,с);

к : = а-в-с;

вивід (‘різниця’,к)

Кін.

Задача 2. Дано квадрат зі стороною а, знайти площу в алгоритмічному вигляді та за допомогою блок схем.

Алгоритм Площа;

Арг а;

Рез S;

Поч

Вивід (‘Введіть а’);

Запит (а);

S : = а*a;

вивід (‘Площа’,S)

Кін.

Задача 3. Дано систему рівнянь написати програму в алгоритмічному вигляді та за допомогою блок схем.

Алгоритм Функції;

Арг х;

Рез у;

Поч

Вивід (‘Введіть х);

Запит (х);

Якщо х0, то

у:=х+3*х*х;

Якщо х0, то

у:=61-х;

вивід (‘Вивести у=’,у)

Кін.

VI. Контрольно-оцінювальний етап

Запитання для узагальнення

1. Що таке програма?

2. Які ви знаєте мови програмування?

3. Які етапи розв’язування задачі за допомогою ПК ви знаєте?

4. З чого складається тестування програм?

5. Опишіть метод «покрокової деталізації». В чому його суть?

6. * Складіть алгоритм та програму мовою АЛГО визначення оцінки в ВУЗах за к-стю балів і рейтинговою системою: якщо сумарний бал не менше 90% від максимального то ставиться 5, якщо не менше 75% то ставиться 4, якщо не менше 60%, то ставиться 3, а якщо нижче за 60% то ставиться 2.

VII.Домашнє завдання

Вивчити терміни, конспект § 4 пит.1-7 на с. 51 + пит.. 1 с. 52(самос)

6

Урок 3

Тема: Поняття програми як автоматизованої системи. Складові програми: дані, логіка, інтерфейс. Поняття об’єкта у програмуванні. Властивості об’єкта. Елементи інтерфейсу користувача як об’єкти. Поняття події та обробника події. Поняття про методи об’єкта

Навчальна мета: Засвоїти відомості з основ алгоритмізації та програмування, познайомитися з поняттями програма та її складовими.

Розвивальна мета: Розвивати координацію рухів, зорову пам’ять, вміння працювати з програмами

Виховна мета: Виховувати зосередженість, вміння активно сприймати новий матеріал.

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу (лекція)

Структура уроку

1. Організаційний момент

2. Етап орієнтації

3. Етап проектування

4. Етап навчальної діяльності

5. Робота за ПК

6. Контрольно-оцінювальний етап

7. Домашнє завдання

Хід уроку

І. Організаційний момент

Сьогодні ми з вами розглянемо тему: «Поняття програми як автоматизованої системи. Складові програми: дані, логіка, інтерфейс. Поняття об’єкта у програмуванні. Властивості об’єкта. Елементи інтерфейсу користувача як об’єкти. Поняття події та обробника події. Поняття про методи об’єкта».

II. Етап орієнтації

Мета сьогоднішнього уроку якомога найкраще познайомитися з відомостями з основ алгоритмізації та програмування, навчатися створювати моделі та дослідити етапи моделювання

III. Етап проектування

План уроку

1. Поняття програми як автоматизованої системи.

2. Складові програми: дані, логіка, інтерфейс.

3. Поняття об’єкта у програмуванні. Властивості об’єкта. Елементи інтерфейсу користувача як об’єкти.

4. Поняття події та обробника події. Поняття про методи об’єкта

ІV. Етап навчальної діяльності

Поняття програми як автоматизованої системи.

У сучасному виробництві широке поширення одержали системи автоматизованого проектування (САПР), які дозволяють проектувати технологічні процеси з меншими витратами часу та засобів, зі збільшенням точності спроектованих процесів і програм обробки, що скорочує витрати матеріалів та час обробки.

Технічне забезпечення САПР засновано на використанні обчислювальних мереж і телекомунікаційних технологій, персональних комп'ютерів та робочих станцій.

Математичне забезпечення САПР характеризується різноманітністю методів обчислювальної математики, статистики, математичного програмування, дискретної математики, штучного інтелекту. Програмні комплекси САПР відносяться до числа найбільш складних сучасних програмних систем, заснованих на операційних системах Unіx, Wіndows, мовах програмування С, С++, Java і інших, сучасних CASE технологіях, реляційних і об’єктно-орієнтованих системах керування базами даних (СКБД), стандартах відкритих систем і обміну даними в комп'ютерних середовищах.

Проектування, при якому всі проектні рішення або їхня частина одержують шляхом взаємодії людини та ЕОМ, називають автоматизованими на відміну від ручного (без використання ЕОМ) або автоматичного (без участі людини на проміжних етапах).

CAE – автоматизоване конструювання, використання спеціального програмного забезпечення для проведення інженерного аналізу міцності та інших технічних характеристик компонентів, виконаних у системах автоматизованого проектування. Програми автоматизованого конструювання дозволяють здійснювати динамічне моделювання, перевірку та оптимізацію виробів і засобів їхнього виробництва.

CAM – автоматизоване виробництво. Термін використовується для позначення програмного забезпечення, основною метою якого є створення програм для керування верстатами зі ЧПК (числове програмне керування). Вхідними даними CAM- системи є геометрична модель виробу, розроблена в системі автоматизованого проектування. У процесі інтерактивної роботи із тривимірною моделлю в CAM системі інженер визначає траєкторії руху різального інструменту по заготівлі виробу, які потім автоматично верифікуються, візуалізуються (для візуальної перевірки коректності) і обробляються постпроцесором для одержання програми керування конкретним верстатом.

САПР складається з проектуючої і обслуговуючої підсистем. Проектуючі підсистеми безпосередньо виконують проектні процедури. Прикладами проектуючи підсистем можуть слугувати підсистеми геометричного тривимірного моделювання механічних об'єктів, виготовлення конструкторської документації, схемотехнічного аналізу, трасування з'єднань у друкованих платах. Обслуговуючі підсистеми забезпечують функціонування проектуючи підсистем, їхню сукупність часто називають системним середовищем (або оболонкою) САПР. Типовими обслуговуючими підсистемами є підсистеми керування проектними даними (PDM), керування процесом проектування (DesPM), користувацького інтерфейсу для зв'язку розробників з ЕОМ, CASE () для розробки та супроводу програмного забезпечення САПР, навчальні підсистеми для освоєння користувачами технологій, реалізованих у САПР.

Огляд найбільш поширених САПР світових виробників.

AutoCAD – найвідоміший із продуктів компанії Autodesk, універсальна система автоматизованого проектування, що поєднує у собі функції двовимірного креслення й тривимірного моделювання. З'явився в 1982 році і був однієї з перших САПР, розроблених для PC. Швидко завоював популярність серед проектувальників, інженерів і конструкторів різних галузей промисловості завдяки демократичним цінам. AutoCAD прискорює щоденну роботу зі створення креслень і підвищує швидкість і точність їхнього виконання. AutoCAD дозволяє легко й швидко створювати на основі моделі розрізи й проекції, ефективно формувати комплекти креслень і керувати ними: групувати їх по розділах проекту та інших логічних категорій, створювати переліки аркушів, керувати видами креслень, архівувати комплекти проектної документації та організовувати спільну роботу фахівців.

Рисунок 1.16 – Інтерфейс AutoCAD з прикладом 3D моделювання

CATIA – система автоматизованого проектування французької фірми Dassault Systems. CATІА V1 була анонсована в 1981 році. У даний момент у світі використовуються дві версії – V4 і V5, які значно відрізняються між собою. CATІА V4 була анонсована в 1993 році й створювалася для Unіx- подібних операційних систем, CATІА V5 була анонсована в 1998 році, і це перша з версій, що може працювати під керуванням Mіcrosoft Wіndows. Суть концепції – тривимірне моделювання і колективна робота в реальному часі. Для зв'язку між людьми, що перебувають у різних точках світу, передбачені засоби простого підключення до Web. PLM 2.0 – це новий підхід, що відкриває можливість використовувати інтелектуальні результати онлайнового взаємозвязку. Кожний користувач може придумувати, розробляти продукти та обмінюватися інформацією на універсальній 3D-мові. Користувачі зможуть у наочній формі оперувати одночасно віртуальними та реальними об'єктами.

Pro/Engіneer – CAD система високого рівня. Містить у собі всі необхідні модулі для твердотілого моделювання деталей і створення креслярської документації. Має убудовані можливості для проектування зварених конструкцій.

SolіdWorks – продукт компанії SolіdWorks Corporatіon, система автоматизованого проектування у трьох вимірах, працює під керуванням Mіcrosoft Wіndows. Розроблена як альтернатива для двомірних програм САПР. Придбала популярність завдяки простому інтерфейсу. Основний продукт SolіdWorks включає інструменти для тривимірного моделювання, створення креслень, роботи з листовим металом, звареними конструкціям і поверхнями довільної форми. Є можливість імпортування великої кількості файлів 2D і 3D CAD програм. Є APІ для програмування в середовищі Vіsual Basіc і C. Також включена програма для аналізу методом кінцевих елементів початкового рівня CosmosXpress.

ADEM (Automated Desіgn Engіneerіng Manufacturіng) – російська інтегрована CAD/CAM/CAPP-система, призначена для автоматизації конструкторсько-технологічної підготовки виробництва (КТПП). ADEM був створений як єдиний продукт, що включає в себе інструментарій для проектантів і конструкторів (CAD), технологів (CAPP - Сomputer-Aided Process Planning) і програмістів ЧПК. Тому він містить декілька різних предметно-орієнтованих САПР під єдиною логікою керування і на єдиній інформаційній базі. ADEM дозволяє автоматизувати наступні види робіт:

3D і 2D моделювання та проектування; оформлення проектно-конструкторської й технологічної документації; проектування технологічних процесів; аналіз технологічності й нормування проекту; програмування устаткування. ADEM застосовується у різних галузях: авіаційній, атомній, аерокосмічній, машинобудівній, металургійній, верстатобудівній та інших.

bCAD – 2- і 3- вимірна система автоматизованого проектування, розроблена російською компанією "ПРОПРО Група". bCAD являє собою інтегрований пакет для двовимірного креслення, об'ємного моделювання й реалістичної візуалізації. Система одержала широке поширення в меблевому виробництві та дизайні інтер'єрів. Незважаючи на досить розвинені засоби проектування, у промисловості практично не застосовується.

Рисунок 1.17 – Інтерфейс bCAD з прикладом 3D моделювання

T-FLEX CAD – система автоматизованого проектування, розроблена компанією "Топ Системи" з можливостями параметричного моделювання і наявністю засобів оформлення конструкторської документації відповідно до стандартів серії ЕСКД (Єдина система конструкторської документації). T-FLEX CAD є ядром комплексу T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM – набору засобів для рішення завдань технічної підготовки виробництва в різних галузях промисловості. Комплекс поєднує системи для конструкторського і технологічного проектування, модулі підготовки керуючих програм для верстатів та інженерних розрахунків. Всі програми комплексу функціонують на єдиній інформаційній платформі системи технічного документообігу і ведення складу виробів.

КОМПАС – система автоматизованого проектування, розроблена російською компанією "АСКОН" з можливостями оформлення проектної й конструкторської документації відповідно до стандартів серії ЕСКД і СПДБ (Система проектної документації для будівництва). Існує у двох версіях: Компас- Графік і КОМПАС-3D, відповідно призначених для плоского креслення і тривимірного проектування.

Складові програми: дані, логіка, інтерфейс.

Як відомо, усі програми, як правило, складаються з двох основних елементів: методів (кодів програм) і даних.

Код – частина програми, яка здійснює дії, а дані є інформацією, на яку спрямовані ці дії.

Програмна логіка — одна з трьох головних складових програмного забезпечення.

Іншою важливою складовою програм є структури даних. Дані, які про­грама обробляє, надходять до неї і зберігаються не в хаотичному вигля­ді, а в добре організованих структурах. Від того, якими саме будуть ці структури, значною мірою залежить і програмна логіка, і можливості програми в цілому.

Як уже зазначалося, програми керують роботою апаратного забезпечен­ня. А хто керує самими програмами, хто створює ті ситуації та події, від яких залежить поведінка програм? Відповідь на це запитання така: вказівки програмам дають або користувачі, або інші програми. Засоби, за допомогою яких з програмою взаємодіє користувач або інші програми, називаються інтерфейсом — це третя важлива складова програмного забезпечення. Слід відрізняти інтерфейс користувача, через який з про­грамою взаємодіє користувач, від інтерфейсу прикладного програмування, за допомогою якого програми обмінюються даними з іншими програмами. Зазначимо, що деякі програми, наприклад драйвери, не мають інтерфейсу користува­ча, однак частка таких програм серед всього програмного забезпечення незначна.

Основні складові програми — логіка, структури даних та інтерфейс. Логіка визначає поведінку програми, структури даних — спосіб збері­гання даних, а інтерфейс є засобом взаємодії програми з користувачем та іншими програмами.

Поняття об’єкта у програмуванні. Властивості об’єкта. Елементи інтерфейсу користувача як об’єкти.

Програмування - у звичайному розумінні, це процес створення комп'ютерних програм. Програмування дозволяє налаштувати комп'ютер чи інше програмований логічний пристрій на ті чи інші дії. Програмування для ЕОМ грунтується на використанні мов програмування, на яких записується програма.

Вище ми розглянули призначення та складові програм узагалі, а зараз звернімо увагу на окремий різновид програм, яким ми користуємось найчастіше, а саме сучасні прикладні програми. Працюючи з такими програмами, ви виконували дії над певними об’єктами: командами меню, кнопками, прапорцями, клітинками електронної таблиці, фрагментами тексту тощо. Можна сказати, що об’єкт — це основна структура даних у сучасних програмах, які тому і називають об’єктно-орієнтованими.

Нагадаємо, що об’єктом прийнято називати єдине ціле, яке можна від­різнити від іншого цілого. Кожен об’єкт має певний набір параметрів (на­приклад, якщо йдеться про кнопку у програмі, то це розмір, колір тла, тип шрифту, яким зроблено напис на кнопці, тощо). Стан об’єкта — це сукупність значень його параметрів у певний момент часу. Зокрема стан кнопки можна описати так: розмір 50×100 пікселів, колір — сірий, шрифт — Arial, ненатиснута.

Крім стану об’єкт має поведінку — сукупність дій, які він може викону­вати. Зауважимо, що не лише сам об’єкт здатен виконувати дії, а й над ним можуть виконувати дії інші об’єкти. Так, користувач може клац­нути кнопку або перемістити фрагмент тексту — це дії користувача над кнопкою та фрагментом тексту.

Одні дії можуть спричиняти інші. Наприклад, клацання кнопки приводить до того, що виділений фрагмент тексту копіюється в буфер обміну. У програмуванні ті дії, які спричиняють інші, називають поді­ями. Програмні об’єкти виконують дії не самі по собі, не раптово, а лише у відповідь на настання тієї чи іншої події — у цьому полягає основний принцип подійно-орієнтованого програмування. Переважна біль­шість програм, з якими ви працюєте, є не лише об’єктно-орієнтованими, а й подійно-орієнтованими — це друга характерна особливість сучасного програмного забезпечення.

Головні особливості сучасних прикладних програм — це зберігання даних у вигляді об’єктів та виконання дій у результаті настання тих чи інших подій. Таку властивість програм називають об’єктною та по­дійною орієнтованістю.

В даний час для того, щоб програма могла бути зрозуміла і виконана ЕОМ, потрібен спеціальний інструмент - транслятор. Існують два види трансляторів - компілятори і інтерпретатори.

Більшість компіляторів переводить програму з деякої високорівневої мови програмування в машинний код, який може бути безпосередньо виконаний процесором.

Інтерпретатор – це віртуальна машина,що виконує програму.

Поняття події та обробника події. Поняття про методи об’єкта

У результаті настання події виконується не вся програма, а лише певний її фрагмент, що його називають обробником події. Зауважте, що події за­вжди зв’язані з якимись об’єктами. Так, подія клацання кнопки зв’язана з певною кнопкою, розкриття списку — з розкривним списком тощо.

З об’єктами зв’язано не лише обробники подій, а й фрагменти програми, що виконують будь-які дії взагалі. Такі фрагменти називають методами об’єктів. Отже, підіб’ємо підсумки:

• об’єкти містять не тільки дані, а й методи;

• кожен метод призначено для виконання певної дії;

• усі функції програми «розкладено», як у скриньки, в окремі методи.

Програмувати ми з вами будемо в програмі-компіляторі Dev C++.

Для того, щоб ви змогли працювати з компілятором ми з вами зараз познайомимось з його інтерфейсом.

1. Спочатку слід створити проект. Для цього виберіть пункт Файл- Створити- Проект. Вибрати Console Application (консольний проект), задайте ім'я проекту (краще англійськими символами), збережіть проект. Вам відкриється приклад з найпростішою програмою в devC++

#include

using std :: cout;

using std :: cin;

int main()

{

int fleas;

cout

cin fleas;

cout

cin fleas;

return 0;

}

2) Скомпілюйте проект, вибравши пункт меню Виконати- Скомпілювати
3) Запустіть файлу на виконання Виконати- Виконати

Видаліть текст програми та надрукуйте власний текст. Повторіть 2,3 пункти.

VI. Контрольно-оцінювальний етап

Запитання для узагальнення

1. Що таке САПР?

2. Які види програм САПР ви знаєте?

3. Що таке дані?

4. Що таке інтерфейс?

5. Що таке обробник подій?

6. Що таке інтерпретатор? Транслятор? Компілятор?

7. В якій програмі ви будете вивчати програмування С++?

8. Як створити програму в середовищі компілятора?

VII.Домашнє завдання Вивчити терміни, конспект

8

Урок 4

Тема: Принципи роботи у візуальному середовищі розробки програм. Програмний проект і файли, що входять до його складу. Відкриття програмного проекту, його компіляція, збереження, виконання. Структура й складові елементи програм, записаних певною мовою програмування. Редагування коду обробників подій, пов’язаних з елементами управління. Створення найпростішого програмного проекту. Поняття оператора. Різновиди операторів. Виведення даних. Використання вікон повідомлень

Навчальна мета: Засвоїти відомості з основ алгоритмізації та програмування, познайомитися з поняттями програми мовою С++ та її складовими

Розвивальна мета: Розвивати координацію рухів, зорову пам’ять, вміння працювати з програмами

Виховна мета: Виховувати зосередженість, вміння активно сприймати новий матеріал.

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу (лекція)

Структура уроку

1. Організаційний момент

2. Етап орієнтації

3. Етап проектування

4. Етап навчальної діяльності

5. Робота за ПК

6. Контрольно-оцінювальний етап

7. Домашнє завдання

Хід уроку

І. Організаційний момент

Сьогодні ми з вами розглянемо тему: «Принципи роботи у візуальному середовищі розробки програм. Програмний проект і файли, що входять до його складу. Відкриття програмного проекту, його компіляція, збереження, виконання. Структура й складові елементи програм, записаних певною мовою програмування. Редагування коду обробників подій, пов’язаних з елементами управління. Створення найпростішого програмного проекту. Поняття оператора. Різновиди операторів. Виведення даних. Використання вікон повідомлень».

II. Етап орієнтації

Мета сьогоднішнього уроку якомога найкраще познайомитися з відомостями з основ алгоритмізації та програмування, навчатися створювати найлегшы програми за допомогою мови програмування С++

III. Етап проектування

План уроку

1. Принципи роботи у візуальному середовищі розробки програм.

2. Програмний проект і файли, що входять до його складу.

3. Відкриття програмного проекту, його компіляція, збереження, виконання.

4. Структура й складові елементи програм, записаних певною мовою програмування. Створення найпростішого програмного проекту.

ІV. Етап навчальної діяльності

Принципи роботи у візуальному середовищі розробки програм.

Програмувати ми з вами будемо в програмі-компіляторі Dev C++.

Для того, щоб ви змогли працювати з компілятором ми з вами зараз познайомимось з його інтерфейсом.

Програмний проект і файли, що входять до його складу.

Людина, яка запускає на виконання програму називається користувачем, а людина, яка пише програму називається програмістом.

Відкриття програмного проекту, його компіляція, збереження, виконання.

Перш ніж заглибитись детально в теорію програмування, розглянемоспочатку роботу найпростішої С++-програми. Почнемо з введення коду програми, а потім перейдемо до її компілювання та виконання.

1. Спочатку слід створити проект. Для цього виберіть пункт Файл- Створити- Проект. Вибрати Console Application (консольний проект), задайте ім'я проекту (краще англійськими символами), збережіть проект. Вам відкриється приклад з найпростішою програмою в devC++

#include

using std :: cout;

using std :: cin;

int main()

{

int fleas;

cout

cin fleas;

cout

cin fleas;

return 0;

}

2) Скомпілюйте проект, вибравши пункт меню Виконати- Скомпілювати Скомпільована програма готова до виконання. Оскільки результатом роботи С++-компілятора є виконуваний об'єктний код, то для запуску програми як команду достатньо ввести її ім'я.

3) Запустіть файлу на виконання Виконати- Виконати

Видаліть текст програми та надрукуйте власний текст. Повторіть 2,3 пункти.

Отже, програміст повинен виконати такі дії: ввести код програми; скомпілювати її; запустити на виконання.

Структура й складові елементи програм, записаних певною мовою програмування.

Ім'я файлу, який міститиме початковий код програми, формально може бути будь-яким. Але С++-програми зазвичай зберігаються у файлах з розширенням *.срр. Тому називайте свої С++-програми будь-якими іменами, але як розширення використовуйте *.срр.

Набрати програму можна в будь-якому текстовому редакторі (наприклад, Блокнот) але не в процесорі(нам не потрібне форматування тексту), а можна в середені оболонки компілятора.

В програмі 1 наведено приклад простої програми на мові С++.

#include

using namespace std;

int main()

{

int number_of_pods, peas_per_pod, total_peas;

cout

cin number_of_pods;

cout

cin peas_per_pod;

total_peas = number_of_pods* peas_per_pod;

cout

cin number_of_pods;

cout

cout

cin peas_per_pod;

cout

cout

cout

cout

return 0;

}

Приклад діалогу програми з користувачем.

Введіть число стручків та натисніть Enter

10

Введіть число горошин в стручке

9

Якщо у вас 10 стручків

і по 9 горошин в кожному стручку, то

всього у вас 90 горошин в усіх стручках.

Програма починається так:

#include iostream

using namespace std;

int main()

{

За допомогою даних строчок програміст вам повідомляє, що «Програма починається тут»

#include - називається директивою include. Повідомляє компілятору, де знаходиться інформація, що використовується програмою. Дерективи завжди починаються символом #, перед даним символом не повинно бути пробілу. Iostream – назва бібліотеки, де знаходиться інформація про обробку даних вводу/виводу.

using namespace std – повідомляє про те, що іменга, задані в iostream повинні розумітися програмою «стандартним образом»

int main(){ - це початок основного коду програми

Закінчується програма строчкою:

return 0;

}

За допомогою даних строчок програміст вам повідомляє, що «Програма закінчується тут»

return 0 - означає що, «програму потрібно завершити після того, як вона дойде до даного місця.». Дана строчка називається інструкцією ПОВЕРНЕННЯ.

Строчка

int number_of_pods, peas_per_pod, total_peas;

це строчка об’яви змінних. З її допомогою програміст повідомляє комп’ютеру, що слова number_of_pods, peas_per_pod, total_peas будуть використовуватися в програмі в якості імен трьох змінних (в програмі числам присвоюються імена). Слово int означає, що значення змінних цілі числа.

Інші строчки програми вказують комп’ютеру дії, які він повинен виконати. Ці командит називаються інструкціями. Кожна інструкція поміщається в новий рядок та закінчується крапкою з комою.

Інструкції, що починаються з слова

cin

(сіін) використовуються для ввода даних в програму

Інструкції, що починаються з слова

cout