Методические указания для выполнения практических работ к разделу «Арифметические и логические основы работы компьютера» по дисциплине ОУДП.08 «Информатика»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

 ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«АЛТАЙСКИЙ ТРАНСПОРТНЫЙ ТЕХНИКУМ»

 

 

 

 

Методические указания для выполнения  практических работ

 

к разделу «Арифметические и логические основы работы компьютера»

 по дисциплине ОУДП.08 «Информатика»

 

 

 

Составитель:

Масленникова Любовь Валерьевна,

Преподаватель информатики первой категории

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2022 г.

с. Первомайское

ПР № 9 Примеры построения алгоритмов и их реализации на компьютере

На этом уроке мы на практике разберём: как составлять алгоритмы различных типов, а также как «читать» алгоритм по готовой блок-схеме.

Составление линейных алгоритмов

 На предыдущих уроках мы узнали, что такое алгоритм, какие бывают виды алгоритмов, и кто их исполняет.

Сегодня мы попрактикуемся в составлении алгоритмов. Это очень важные навыки. Мы уже неоднократно отмечали, что составить алгоритм, то есть объяснить другому, как выполнять те или иные задачи так, чтобы это было понятно каждому, - очень тяжело. Наша задача – научиться составлять алгоритмы для различных примеров, чтобы впоследствии, когда вы столкнётесь с необходимостью составлять алгоритмы для написания различных программ, это не составляло для вас особого труда.

 Начнём мы с самых простых алгоритмов – линейных. Их составление, обычно, не вызывает особого труда. Однако, навыки составления таких алгоритмов чрезвычайно важны.

Пример 1. Составить алгоритм запуска программы Paint в ОС Windows 7.

Решение:

Вспомним из курса информатики 5 класса порядок действий для запуска программы Paint.

1. Войти в меню «Пуск».
2. Войти в пункт «Все программы».
3. Войти в пункт «Стандартные».
4. Выбрать программу «Paint».

Данный алгоритм в виде блок-схемы имеет следующий вид:

 

Рис. 1. Блок-схема к примеру 1.

 

Составление алгоритмов с ветвлениями

Рассмотрим пример на составление алгоритмов с ветвлениями.

 Пример 2. Составьте алгоритм для перехода дороги на светофоре.

Рис. 2. Светофор 

Решение:

Возможны следующие ситуации: в тот момент, когда мы подошли к дороге горел красный или зелёный свет. Если горел зелёный свет, то можно переходить дорогу. Если же горел красный свет, то необходимо дождаться зелёного – и уже тогда переходить дорогу.

Таким образом, алгоритм имеет следующий вид:

1. Подойти к светофору.
2. Посмотреть на его свет.
3. Если горит зелёный, то перейти дорогу.
4. Если горит красный, то подождать, пока загорится зелёный, и уже тогда перейти дорогу.

Блок-схема данного алгоритма имеет вид:

Рис. 3. Блок-схема к примеру 2.

 

Составление циклических алгоритмов

Рассмотрим пример на составление циклического алгоритма. Мы уже несколько раз обсуждали перевод чисел из десятичной системы в двоичную. Теперь пришло время чётко сформулировать этот алгоритм.

Напомним, что его принцип состоит в делении числа на 2 и записей остатков, получающихся при делении.

Пример 3. Составить алгоритм перевода чисел из десятичной системы в двоичную.

Решение:

То есть, алгоритм будет выглядеть так:

1. Если число равно 0 или 1, то это и будет его двоичное представление.
2. Если число больше 1, то мы делим его на 2.
3. Полученный остаток от деления записываем в последний разряд двоичного представления числа.
4. Если полученное частное равно 1, то его дописываем в первый разряд двоичного представления числа и прекращаем вычисления.
5. Если же полученное частное больше 1, то мы заменяем исходное число на него и возвращаемся в пункт 2).

Блок-схема этого алгоритма выглядит следующим образом:

Рис. 4. Блок-схема к примеру 3.

Примечание: подумайте, можно ли как-то упростить приведенную блок-схему.

 «Чтение» алгоритмов

Пример 4. По заданной блок-схеме выполнить действия алгоритма для числа 23.

Рис. 5. Блок-схема к примеру 4.

Решение:

1. a=23
2. 23+5=28
3. 28<35
4. 28+5=33
5. 33<35
6. 33+5=38
7. 38>35
8. 
9. 76 – двузначное число
10. 76-50=26.

Ответ: 26.

 

На этом уроке мы разобрали примеры составления алгоритмов, а также пример «чтения алгоритма» по готовой блок-схеме.

На следующем уроке мы обсудим игры и выигрышные стратегии.

 

Как убить Кощея?

Наверное, все помнят из детства сказку, в которой рассказывается о местонахождении смерти Кощея Бессмертного: «Смерть моя – на конце иглы, которая в яйце, яйцо – в утке, утка – в зайце, заяц в сундуке сидит, сундук на крепкий замок закрыт и закопан под самым большим дубом на острове Буяне, посреди моря-океяна …»

Рис. 6. Кощей Бессмертный и Василиса Премудрая 

Предположим, вместо Ивана-царевича бороться с Кощеем был брошен Иван-дурак. Давайте поможем Василисе Премудрой составить такой алгоритм, чтобы даже Иван-дурак смог убить Кощея.

1. Конечно же, сначала необходимо разыскать остров Буян (на такие вещи, будем считать, Иван-дурак способен).
2. Поскольку сундук закопан под самым большим дубом, то сначала необходимо найти самый большой дуб на острове.
3. Затем нужно выкопать сам сундук.
4. Прежде чем доставать зайца, необходимо сломать крепкий замок.
5. Теперь уже можно достать зайца.
6. Из зайца нужно достать утку.
7. Из утки достать яйцо.
8. Разбить яйцо и достать иголку.
9. Иголку поломать.

Это тоже линейный алгоритм, хотя и более длинный, чем алгоритм запуска программы Paint.

Его блок-схема выглядит так:

Рис. 7. Блок-схема.

 

На распутье…

И снова обратимся к сказочным персонажам в поисках примеров различных алгоритмов. Когда речь идёт об алгоритмах с ветвлениями, то, конечно, нельзя не вспомнить о богатыре, стоящем на распутье возле камня.

Рис. 8. Богатырь на распутье 

На камне написано:

«Направо пойдёшь – коня потеряешь, себя спасёшь; налево пойдёшь – себя потеряешь, коня спасёшь; прямо пойдёшь – и себя и коня потеряешь».

Попробуем составить алгоритм действий, который составил автор надписи на камне для путников?

1. Если мы пойдём направо, то потеряем коня. Если же мы не пойдём направо, то у нас остаётся два варианта (мы считаем, что назад возвращаться путник не будет): пойти прямо и налево.
2. В случае, если мы пойдём налево, то потеряем себя, а коня спасём.
3. Если же мы пойдём прямо, то потеряем и себя, и коня.

Блок-схема этого алгоритма выглядит так:

Рис. 9. Блок-схема.

 

Репка

Русские народные сказки не оставили нас и без циклического алгоритма. И, как ни странно, спрятался он в одной из самых незамысловатых сказок – «Репке».

Рис. 10. Репка.

Вспомним сюжет сказки: дед тянет-потянет – вытянуть не может. Затем на помощь к деду по очереди подходят новые персонажи – и так до тех пор, пока не приходит мышка.

Попытаемся составить алгоритм действий всех персонажей сказки для того, чтобы они всё-таки смогли вытянуть Репку.

1. Изначально к Репке подошёл дед и попытался вытянуть.
2. Поскольку вытянуть Репку не получилось, то понадобилась помощь следующего персонажа.
3. И так происходит до тех пор, пока не появилась мышка (или, другими словами, до тех пор, пока Репку не вытащили).

В виде блок-схемы этот алгоритм выглядит следующим образом:

Рис. 11. Блок-схема.

 

Выполните задание в тетради

Дать определение: Алгоритм это –________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дать определение: Исполнитель алгоритма  это –_____________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Какими свойствами обладают алгоритмы? Описать каждое свойство.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Перечислить два способа записи алгоритмов. ________________________________
 _______________________________________________________________________

Словесный способ записи алгоритмов это – _________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________Привести свой пример словесного алгоритма:_______________________________

_______________________________________________________________________

 

Графический способ записи алгоритмов   это ________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________Привести свой пример графического алгоритма:______________________________

_______________________________________________________________________

 

Какие условные обозначения используются в схемах алгоритмов? Зарисовать и описать.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дать определение: Базовые алгоритмические структуры это – ________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дать определение: Линейный алгоритм это –  _________________________________
 ______________________________________________________________________________________________________________________________________________

 Задача: составить блок-схему линейного алгоритма нахождения значения функции, заданной алгебраически z=x3+5y   

-Придумать свой пример линейного алгоритма и составить его блок-схему.

-Дать определение Разветвляющийся алгоритм это –

 

Задача: дана блок-схему разветвляющегося алгоритма, и незаполненный шаблон, в который нужно вписать значения, полученные в результате выполнения алгоритма.

 

Задача: составить блок-схему разветвляющегося алгоритма нахождения корней квадратного уравнения ах²+вх+с=0.

   

Привести свой пример разветвляющегося алгоритма и составить его блок-схему.

 

Начертить блок-схему алгоритма, который проверяет, существует ли треугольник со сторонами А, В и С Если такой треугольник существует, то определяет его вид (Равносторонний, равнобедренный,   разносторонний).

 

1. Дать определение: Циклический алгоритм – ______________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Привести примеры  Циклических алгоритмов.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача: составить Циклический алгоритм

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Какие циклы называют итерационными?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Что такое вложенные циклы?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Чем отличается программный способ записи алгоритмов от других?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Что такое уровень языка программирования?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Какие у машинных языков достоинства и недостатки?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Что такое язык ассемблера?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В чем преимущества алгоритмических языков перед машинными?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Какие компоненты образуют алгоритмический язык?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Какие понятия используют алгоритмические языки?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Что такое стандартная функция? 

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Как записываются арифметические выражения?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Как записываются логические выражения?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Работа за компьютером.

Составьте блок-схему алгоритма перечисленных ниже задач и изобразите ее с помощью программа Microsoft Word. Созданный документ сохраните в своей папке с названием блок схема1

1. Составьте блок-схему алгоритма вычисления площади треугольника по основанию и высоте.
2.  Составьте блок-схему алгоритма, определяющего, является ли данное число делителем числа 3.
3. Составьте блок-схему алгоритма вычисления суммы всех четных двузначных чисел.

Домашнее задание: придумать циклический алгоритм по мотивам  русских народных сказок и составить его блок-схему.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПР № 10-11 Основные алгоритмические конструкции и их описание средствами языков программирования

Цель: Изучить основные алгоритмические конструкции и их описание средствами языков программирования. 

Для работы с графикой в pascal abc используется модуль GraphABC. Для его подключения используется следующий код:

uses GraphABC; begin ... end.

Система координат в Паскале соответствует экранной системе координат и выглядит следующим образом:

Система координат

УПРАВЛЕНИЕ ЦВЕТОМ

Для того, чтобы использовать цвет, необходимо применить этот цвет к инструменту перо:

●         

●        SetPenColor(color) — устанавливает цвет пера, задаваемый параметром color;

●        setBrushColor(color) — устанавливает цвет кисти, задаваемый параметром color;

●        либо для палитры RGB: SetPenColor(rgb(0-255, 0-255, 0-255));

●        или использовать для заливки:

●        FloodFill(x,y,color) — заливает область одного цвета цветом color, начиная с точки (x,y).

После чего можно использовать процедуры для рисования геометрических фигур.

Цвета в pascal abc:

clBlack – черный
clPurple – фиолетовый
clWhite – белый
clMaroon – темно-красный
clRed – красный
clNavy – темно-синий
clGreen – зеленый
clBrown – коричневый
clBlue – синий
clSkyBlue – голубой
clYellow – желтый
clCream – кремовый
clAqua – бирюзовый
clOlive – оливковый
clFuchsia – сиреневый
clTeal – сине-зеленый
clGray – темно-серый
clLime – ярко-зеленый
clMoneyGreen – цвет зеленых денег
clLtGray – светло-серый
clDkGray – темно-серый
clMedGray – серый
clSilver – серебряный

ТОЧКИ, ОТРЕЗКИ И ЛОМАНЫЕ

Для отображения точки в паскале используется процедура:

●        SetPixel(x,y,color) — Закрашивает один пиксел с координатами (x,y) цветом color

uses GraphABC; begin  SetPixel(300,200,clred); end.

Для рисования линии используется:

●        Line(x1,y1,x2,y2) — рисует отрезок с началом в точке (x1,y1) и концом в точке (x2,y2)

uses GraphABC; begin  SetPenColor(clgreen);  line(100,50,500,250); end.

Задание 1 

●        Line(x1,y1,x2,y2) — рисует отрезок с началом в точке (x1,y1) и концом в точке (x2,y2)

uses GraphABC; begin  SetPenColor(clgreen);// определяет цвет пера   line(100,50,500,250); end.

Самостоятельно постройте 5 параллельных линий используя поочередно перо  и кисть разным цветом

 и толщиной линий. для изменения толщины линии используют оператор  setpenwidth(20);

Задание 2

Ломаные можно рисовать с помощью процедур MoveTo (x1, y1) и LineTo (x2, y2).
Процедуры работают в паре: MoveTo передвигает курсор в определенную точку, а процедура LineTo рисует линию с этой точки до точки, определенной параметром данной процедуры.

uses GraphABC; begin ... SetPenColor(clblue); MoveTo (x1, y1); LineTo (x2, y2); LineTo (x3, y3); LineTo (x4, y4); LineTo (x5, y5); end.

 Самостоятельно постройте 2 ломанных  линии используя поочередно перо  и кисть разным цветом и толщиной линий.

 для изменения толщины линии используют оператор  setpenwidth(20);

 В тетради нарисуйте систему координат начертите корону определите точки координат своего чертежа,

 затем напишите программу рисующую корону.

Задание 3

При помощи операторов SetPenColor(), LineTo (x2, y2) и MoveTo (x1, y1) нарисовать квадрат и равносторонний треугольник.

Для установки размеров графического окна процедура

●        SetWindowSize(ширина, высота)

или, например:

SetWindowWidth(600); SetWindowHeight(400);

Прямоугольник в Паскале рисуется:

 

●        Rectangle(x1,y1,x2,y2) — рисует прямоугольник, заданный координатами противоположных вершин (x1,y1) и (x2,y2).

 

Фигуры с заливкой:

Самостоятельно добавьте 4 прямоугольника с разной заливкой.

 

Треугольник рисуется процедурами:

Line(x1,y1,x2,y2);
LineTo(x,y);

Самостоятельно добавьте 4 треугольника с разной заливкой.

 откройте вашу программу рисующую корону и добавьте прямоугольник под основание ломанной линии.

Задание 4

Окружность можно нарисовать с помощью процедуры:

●        Circle(x,y,r) — рисует окружность с центром в точке (x,y) и радиусом r.

Самостоятельно напишите программу рисующую окружность с разным диаметром и цветовой палитрой.

Откройте вашу программу рисующую корону и добавьте окружности на основание вашей короны разным цветом.

Задание 5

Дуга окружности

●        Arc(x,y,r,a1,a2) — Рисует дугу окружности с центром в точке (x,y) и радиусом r, заключенной между двумя лучами, образующими углы a1 и a2 с осью OX (a1 и a2 – вещественные,

●         задаются в градусах и отсчитываются против часовой стрелки).

Самостоятельно составьте программу рисующую дугу окружности со своими координатами.

Откройте вашу программу рисующую корону и добавьте дугу  окружности внутри прямоугольника

В тетрадях для практических работ написать отчет о проделанной работе.

Содержание отчета 

●        Название работы 

●        Выполненные задания. 

●        Вывод  

ПР № 12-13 Примеры построения алгоритмов с использованием конструкций проверки условий, циклов и способов описания структур данных. Разработка несложного алгоритма решения задачи.

Цель: Изучить основные алгоритмические конструкции и их описание средствами языков программирования. 

ФУНКЦИЯ RANDOM ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОКРАСКИ

●        SetPenColor(rgb(random(256), random(256), random(256))); — выбирает случайное число из 256-цветной палитры для красного, зеленого и синего.

Используем в рисовании переменные величины

Как заставить Паскаль короткой программой рисовать множество элементов? Ответ: применять циклы, используя в обращениях к графическим процедурам вместо чисел переменные величины и арифметические выражения.

Задача: Нарисовать горизонтальный ряд окружностей радиусом 10 на расстоянии 100 от верхнего края экрана и с такими горизонтальными координатами 50, 80, 110, 140, , 290.

Как видим, центры соседних окружностей отстоят друг от друга на 30. Вот примитивный фрагмент, решающий эту задачу:

Circle( 50,100,10);

Circle( 80,100,10);

Circle(110,100,10);

Circle(140,100,10);

Circle(170,100,10);

Circle(200,100,10);

Circle(230,100,10);

Circle(260,100,10);

Circle(290,100,10);

При вводе этой программы вас будет раздражать необходимость вводить много раз почти одно и то же. Воспользуйтесь копированием, которое объяснено в параграфе «Копирование и перемещение фрагментов текста» 

Мы видим, что здесь Паскаль 9 раз выполнит одну и ту же процедуру, причем при каждом следующем обращении первый параметр вырастает на 30.

А теперь решим эту же задачу при помощи цикла.

Придумаем для первого параметра переменную величину, например, х. Чтобы х изменялся, организуем цикл repeat. Вот программа решения задачи:

USES Graph;

VAR x, Device, Mode :Integer;

BEGIN

Device:=0;

InitGraph(Device, Mode, '<путь к графическим драйверам>');

x:=50;

repeat

Circle(x,100,10);

x:=x+30;

until x>290;

ReadLn;

CloseGraph

END.

Задание 1:. Попробуйте уменьшить расстояние между центрами окружностей, не изменяя их радиуса, нарисовав их плотнее, чтобы они пересекались, еще плотнее, пока они не образуют “трубу”.

Задание 2:. Удлините трубу налево и направо до краев экрана.

Задание 3:. Увеличьте толщину трубы.

Заставим окружности вести себя посложнее. Например, расположим их не по горизонтали, а по диагонали экрана в направлении от левого верхнего угла в правый нижний. Для этого организуем еще одну переменную - вертикальную координату у - и заставим ее тоже изменяться одновременно с x.

USES Graph;

VAR x, y, Device, Mode : Integer;

BEGIN Device:=0;

InitGraph(Device, Mode, '<путь к графическим драйверам>');

x:=50;

y:=20;

repeat

Circle(x,y,10);

x:=x+30;

y:=y+20;

until x>290;

ReadLn;

CloseGraph

END.

Если мы захотим менять радиус, то организуем переменную R, тоже типа Integer.

Задание 4:. Нарисуйте ряд точек по направлению из левого нижнего угла в правый верхний.

Задание 5:. “Круги на воде”. Нарисуйте пару десятков концентрических окружностей, то есть окружностей разного радиуса, но имеющих общий центр.

Задание 6:. “Компакт-диск”. Если радиус самого маленького “круга на воде” будет порядка 50, а самого большого - во весь экран, и если радиусы соседних окружностей будут различаться на 2-3 пиксела, то на экране вы увидете привлекательный “компакт-диск”. Сделайте его золотым (Yellow).

Задание 7:. Не трогая x, а меняя только y и R, вы получите коническую башню.

Задание 8:. Меняя все три параметра, вы получите трубу, уходящую в бесконечность.

Штриховка

Нарисовать штриховку на Паскале можно, используя процедуры рисования прямоугольника и линии:

Программа будет выглядеть следующим образом:

Задание 9:. Разлинуйте экран в линейку.

Задание 10:. А теперь в клетку.

Задание 11:. А теперь в косую линейку.

Задание 12:. Начертите ряд квадратов.

Чтобы получить богатые рисунки, нужно использовать богатые возможности Паскаля: вложенные циклы, ветвление внутри цикла и т.д., например:

Задание 13:. Нарисуйте шахматную доску.

Задание 14:. “Ковер”. В задании 69 вы рисовали горизонтальный ряд пересекающихся окружностей. Теперь нарисуйте один под другим много таких рядов.

Указания: Здесь вам понадобятся вложенные циклы. Если центры соседних окружностей отстоят друг от друга на одинаковое расстояние что по горизонтали, что по вертикали, и если удачно подобраны остальные числа, то у вас получится красивый ковер во весь экран с аккуратными краями.

Задание 15:. Пусть у этого ковра будет вырезан левый нижний угол.

Задание 16:. и вдобавок вырезан квадрат посередине.

Анимация в Паскале

Анимация в программировании заключается в том, что сначала рисуется фигура цветным инструментом, затем с тем же координатами рисуется та же фигура белым цветом. После чего происходит сдвиг фигуры и действия повторяются.

Пример: Воспроизвести движение круга по горизонтали.

uses GraphABC; var x:integer; begin  x:=40;     repeat         SetPenColor(clWhite);         Circle(x,100,10);    {Рисуем белую окружность}         SetPenColor(clBlack);         Circle(x,100,10);    {Рисуем черную окружность}         x:=x+1                {Перемещаемся немного направо}     until x>600; end.

Задание 17: Выполнить анимацию движения квадрата по следующей траектории:

 

В тетрадях для практических работ написать отчет о проделанной работе.

Содержание отчета 

Название работы 

Выполненные задания. 

Вывод  

 

Скачано с www.znanio.ru