Практикум по алгоритмизации и программированию. Теоретический раздел

ПРЕДИСЛОВИЕ

• 
  Теория (с задачами и решениями);
  
• 
  Практикум по алгоритмизации и программированию.
  

Объем бумажного пособия не позволил осветить лишь линию стремительно обновляющихся информационных технологий, по которой регулярно выходят хорошие пособия.

Материал раздела распределен по главам и теоретическим пунктам в форме вопросов и ответов, включает специально подобранные оригинальные примеры, задачи и упражнения, выполненные с применением и анализом различных методических и технологических приемов.

Каждая глава заканчивается большим количеством задач и упражнений для самостоятельного решения, для которых приведены ответы, указания и образцы выполнения.

Большой объем примеров и задач обусловлен нацеленностью пособия и на подготовку выпускника школы к поступлению в вуз, где главным требованием к абитуриенту было и остается умение решать задачи.

Практикум по алгоритмизации и программированию предназначен для развития навыков алгоритмического мышления и обучения основам программирования. Он ориентирован на учащихся, имеющих начальное представление об орфографии языков Turbo Pascal и (или) QBasic.

Известно, что после ознакомления с основами какого-либо алгоритмического языка учащемуся необходимо выполнить большое количество развивающих упражнений, а затем разобрать и самостоятельно составить сотни разнообразных алгоритмов и реализующих их программ.

Практикум, содержащий множество подробно откомментированных характерных примеров и сотни задач, последовательно и целенаправлено вовлекает учащегося в процесс самостоятельного и осмысленного составления законченных программ. Вырабатывает необходимые составляющие алгоритмической и программистской грамотности:

• 
  ясный и понятный стиль,
  
• 
  надежность и эффективность решений,
  
• 
  умение организовать переборы и ветвления и т.п.
  

Для облегчения усвоения курса и повышения эффективности обучения учебный материал практикума подан в нетрадиционной, ориентированной на общность алгоритмических конструкций компоновке.

Практикум универсален в том отношении, что позволяет выработать полноценные навыки алгоритмизации и программирования независимо от качества компьютерного оснащения учебного заведения или при полном отсутствии такового. Для этого каждый алгоритм дается в следующей последовательности:

• 
  формулировка задачи;
  
• 
  система тестовых данных и результатов;
  
• 
  реализация алгоритма в четырех наиболее популярных в школьном образовании средах — на школьном алгоритмическом языке, на языке блок-схем и на языках программирования Turbo Pascal и QBasic;
  
• 
  таблицы исполнения алгоритма на каждом из тестов.
  

Важное значение, придаваемое тестированию алгоритмов, объясняется тем, что на этом этапе

• 
  детально изучается и уточняется условие задачи;
  
• 
  происходит осмысление того, что является исходными данными и результатами;
  
• 
  фиксируются все ситуации, которые могут возникнуть при решении задачи;
  
• 
  уточняются типы данных;
  
• 
  даются имена переменным;
  
• 
  продумываются формы представления и выдачи исходных данных и результатов.
  

Приводимые способы и программы решения задач по возможности являются рациональными, но не претендуют на то, чтобы быть наилучшими. Так, в программах с целью экономии объема не предусмотрена защита от недопустимых данных, хотя это обязательный элемент любой программы. Читатель может сам восполнить эти недочеты, воспользовавшись рекомендациями восьмой главы первого раздела, и в ряде случаев предложить более совершенное решение задачи.

Автор будет благодарна читателям за замечания, новые решения и интересные задачи, которые можно направлять по e-mail: shau@kbsu.ru.

 Глава 1. Введение в информатику 

1.1. Что такое инфоpматика?

Широко распространён также англоязычный вариант этого термина — "Сomputer science", что означает буквально "компьютерная наука".

Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.

Инфоpматика — комплексная научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её приоритетные направления:

• 
  pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения;
  
• 
  теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;
  
• 
  математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;
  
• 
  методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);
  
• 
  системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;
  
• 
  биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;
  
• 
  социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;
  
• 
  методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;
  
• 
  телекоммуникационные системы и сети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;
  
• 
  разнообразные пpиложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.
  

Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально — "мягкие изделия"), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться.

Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain — интеллект).

Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика. С ней связано начало революции в области накопления, передачи и обработки информации. Эта революция, следующая за революциями в овладении веществом и энергией, затрагивает и коренным образом преобразует не только сферу материального производства, но и интеллектуальную, духовную сферы жизни.

Прогрессивное увеличение возможностей компьютерной техники, развитие информационных сетей, создание новых информационных технологий приводят к значительным изменениям во всех сферах общества: в производстве, науке, образовании, медицине и т.д.