Т.Қ. Қойбағарова, Р. А. Ельтинова
жүктеу/скачать 4,27 Mb. Pdf көрінісі
|
1-мысал. Берілген үш x,y,z санның ең үлкенін табу алгоритмін жазу керек. Бұл есепті шешу үшін құрылымы бойынша нұсқасы әртүрлі алгоритмдерді құруға болады. Соларды көрсетейік. 1-шешім. Алдымен алғашқы x,y екі санның арасындағы үлкені, одан соң табылған k және z арасындағы үлкені анықталады. Алгоритмнің құрылымы тізбектелген екі толық тармақталудан тұрады. алг 3-сан-мах (нақ x,y,z,k,max) Program max_3_san; арг x,y,z Var x, y,z,k: real; нәт max max : real; басы begin writeln(‘вв.3 числа’); енгізу x,y,z readln(x,y,z); егер x >y if x > y онда k: = x then k:= x әйтпесе k : =y else k:= y; бітті if k > z егер k >z then max:= k онда max: = k else max:= z; әйтпесе max : =z wrіreln(max ); бітті readln; шығару max end. соңы 2-шешім. Алгоритмде қабаттасқан толық тармақталуды қолданамыз. Паскаль тіліндегі алгоритмнің нұсқасын көрсетейік: Program max_3_san; 101 Var x, y,z,max: real; begin write(‘вв.3 числа’); readln(x,y,z); if x > y then if x >= z then max := x else max := z else if y >= z then max := y else max := z; wrіreln(‘максимальное значение’, max); end. 3-шешім. Алгоритмді күрделі логикалық өрнектерді пайдаланып, толық емес тармақталуды тізбекпен қолдану арқылы құрамыз. Паскаль тіліндегі алгоритмнің нұсқасы: Program max_3_san; Var x, y,z,max: real; begin write(‘вв.3 числа’); readln(x,y,z); if (x >= y) and (x >= z) then max := x; if (y >= x) and (y >= z) then max := y; if (z >= x) and (z >= y) then max := z; wrіreln(‘максимальное значение’, max); end. 2-мысал. Үш айнымалының мәндерін өсу бойынша реттейтін, яғни A, B, C айнымалыларының кез келген мәндерінде А В С болатын алгоритм құру керек. Осы алгоритм бойынша Паскаль тілінде бағдарлама жазу қажет. Шешімі. Бұл есепті шешу үшін қосымша Х айнымалысын пайдаланып, екі айнымалыны реттеу алгоритімін үш рет қолдану қажет: А және В реттеу, В және С реттеу (осыдан соң максималды мән С ұяшығына жазылады), тағыда А және В реттеу. Сонымен, алгоритм тізбектелген үш толық емес тармақталу құрылымынан тұратын болады. алг Іріктеу-3 Program SORT_3; арг нақ A, B, C, X var A,B,C,X: real; басы begin енгізу A, B, C readln(A, B, C); егер A > B if A >. B онда then begin X := A; X := A; A := B; A := B; B := X B := X 102 бітті end; егер B > C if B > C онда then begin X := B; X := B; B := C; B := C; C := X C := X бітті end; егер A > B if A > B онда then begin X := A; X := A; A := B; A := B; B := X; B := X; бітті end; шығару A, B, C write(A, B, C); соңы end. Қарастырылған есеп бойынша мынадай ескертулер жасау керек. Бұл көмекші алгоритмді қолдану идеясына әкелетін есеп. Сондықтан екі айнымалыны реттеу алгоритмін көмекші алгоритм ретінде қолданған тиімді. Көмекші алгоритмдерді жүзеге асыратын бағдарламаларды ішкі бағдарламалар деп атайды. Көптеген бағдарламалау тілдерінде күрделі бағдарламаны құрылымдайтын негізгі құрал ішкі бағдарлама болып табылады. Ішкі бағдарлама деп жеке синтаксистік конструкция түрінде пішімделген, өзінің есімімен негізгі бағдарламаның кез келген жерінен шақырылатын бағдарламалық модульді айтады. Турбо Паскаль тілінде, ішкі бағдарламалар, процедуралар және функциялар арқылы іске асырылған. Сондықтан Турбо Паскаль бағдарламалау тілін процедуралы-бағытталған тіл деп атайды. Бұл есепте процедураны қолдануға болады. Екі айнымалыны реттеу алгоритімін – SOR2 деп аталған процедурасы пайдаланған бағдарлама мысалын келтірейік (процедуралармен жұмыс жасау ережелерін Паскаль бойынша жазылған оқулықтардан қараңыздар). Program Sort_3; Var A, B, C: real; Procedure SOR2(var X, Y: real); Var Z: real; Begin Z := X; X := Y; Y:= Z; End; Begin SOR2(A, B); 103 SOR2(B, C); SOR2(A, B); Writeln(A,B,C); End. 3-мысал. Х нақ саны және Y бүтін саны берілген. X n есептейтін алгоритмді құрып, Паскаль тілінде бағдарлама жазу ерек. Шешімі. Паскаль тілінде дәрежеге шығару амалы жоқ. Егер дәреже көрсеткіші бүрін оң сан болса, онда негізді өзіне-өзін N-еселі көбейту арқылы дәрежеге шығару керек. Бұл циклдік алгоритм арқылы жүзеге асады. алг Дәреже Program Power; бүт N, i; нақ X; var N,i: integer; басы енгізу N X: real; енгізу X begin readln(N); i := 1; readln(X); Y := 1; i := 1; әзірше i <= N, қайталау Y := 1; цб while i <= N do Y := Y*X begin i := i +1 Y := Y*X; цс i := i + 1; шығару Y end; соңы write (Y); end. Бұл алгоритмнің ізсалуын орындағанда міндетті түрде N=0 мәні үшін оның жұмысының дұрыстығын тексерген жөн. Математикада Х 0 = 1 екені белгілі. Бұл жағдайда алгоритм дұрыс жауап беретінін ізсалудан көруге болады. 4-мысал. Тізбекпен N бүтін саны енгізіледі. Олардың ішінен мәні ең үлкен (максимал) санды табу керек. Шешімі. Сандық массивтен ең үлкен (максимал) мәнді іздеу есебін шығару бағдарламалауда жиі кезігеді. Базалық курста құрылымданған деректер, оның ішінде массивтер толық қарастырылмауы да мүмкін. Әйтсе де, бұл есепті массивсіз, қарапайым айнымалыларды қолданып шығаруға да болады. Ол үшін деректерді енгізуді және оларды өңдеуді бір цикл ішінде сәйкестіруге болады. Міне, ол былай жасалады: алг максимум Program maximum; бүт N, i, X, MAX var N, i, X, MAX: integer; басы begin шығару ‘N енгізіңіз’; write(‘введите N’); 104 енгізу N readln (N); шығару ‘X енгізіңіз’ write (‘введите X’); енгізу X readln (X); MAX := X; i := 1 MAX := X; i := 1 әзірше i < N, қайталау while i < N do цб begin шығару ‘введите X’; write (‘введите X’); енгізу X readln (X); егер X > MAX if X > MAX онда MAX := X then MAX := X бітті i := i + 1; i := i + 1 end; цс writeln (MAX); шығару MAX end. соңы 5.4. Бағдарламалау жүйесін үйрену әдістемесі Бұл тақырыпты оқып үйренудің негізгі әдістемелік принципі – орындаушы принципі. Орындаушы ретінде белгілі бағдарламалау жүйесімен (БЖ) жабдықталған компьютер болып табылатынын жоғарыда атап өттік. Әр орындаушының қызметі белгілі жұмыстың түрін жасауға арналған. Ол не жұмыс? Ол үш құрамнан тұрады: бағдарламаны жасау, бағдарламаны жөндеу, бағдарламаны орындау. Орындаушылардың жалпы сипаттау әдістемелік схемасына сәйкес әрбір нақты бағдарламалау жүйесінде мына компоненттерді ерекшелеуге болады: жүйе ортасы, жұмыс режімдері, бұйрықтар жүйесі, деректер. Бағдарламалау жүйесінің ортасы деп пайдаланушы жұмыс жасап тұрған экрандағы жағдайды (жүйелік қабықшаны) түсінеміз. Мұғалім, нақты өзі оқытатын бағдарламалау жүйенің қабықшасын сипаттап көрсетуі қажет. Бағдарламалау жүйелерінің қабықшаларының бір үлгіге келіп, стандартталуы Borland фирмасының турбо-жүйелерінің пайда болуымен айқындалғаны белгілі. Мұндай жүйелердің ортасы, экранда редакциалау терезесі арқылы ұсынылады. Мысалы, Турбо Паскаль интерфейсі көп терезелі орта. Бағдарламалау жүйесі, turbo.exe файлымен жіберілген соң, компьютер экранына Турбо Паскаль ортасының редакциялау терезесі шығады. Терезеде интеграциаланған ортаның көрінетін үш компоненті бейнеленеді: жоғарғы бөлігінде – бас мәзір жолы, ортада – терезенің жұмыс аймағы, төменгі жағында – жағдай жолы. 105 Бағдарламалау жүйлерге тән жұмыс режімдері: бағдарлама мәтінін редакциялау режімі; компиляциялау режімі; орындау режімі; файлдармен жұмыс жасау режімі; көмек алу режімі; бағдарламаны жөндеу режімі. Редакциялау режімі – әдетте, жүйе жұмысын инициалдау кезінде өзі автоматты түрде қойылады. Бұл ретте жүйеге кіріктіріген мәтіндік редактор жұмыс жасайды. Оқушылардың БЖ мәтіндік редактормен жұмыс жасауды игеруге «Word мәтіндік редакторы» тақырыбын қарастырғандағы дағдылары көмектесуге тиіс. Компиляциялау режімі – компиляциялауға түсетін тілдерге (Паскаль, СИ, Фортран және т.б.) қызмет ететін жүйелерде болады. Бағдарламалау тілінен машиналық код тіліне аудару үрдісін – трансляциялау (traslation – аудару), ал оны орындайтын бағдарламаларды трансляторлар (аударуыштар) деп атайды. Трансляторлардың үш түрі: интерпретаторлар, компиляторлар, ассемблер болады. Интерпретатор – берілген бағдарламаның әр операторын жекелеп өңдейтін және оны орындайтын транслятор. Бағдарламалау жүйенің компиляторы – бүкіл бағдарламаның мәтінін машиналық код тіліне аударып модульге айналдырады. Нәтижесінде орындалатын бағдарлама пайда болады. Ассемблер – ассемблер (автокод) тілінде жазылған бағдарламаны, машиналық тілге аударады. Мұғалім бұл әрекеттердің мәнін түсінуге тиіс болғанымен, базалық курста оқушыларға бұл сұрақтарды толық жан-жақты талқыламаса да болады. Орындау режімінде – трансляциялаудан кейін машиналық код тілінде пайда болған бағдарлама орындалады. Бейсик жүйесінде бағдарламаны тікелей интерпретатор орындайды. Әдетте, бағдарламаның орындалуы RUN бұйрығынан басталады. Файлдармен жұмыс жасау режімі. Сыртқы тасымалдаушыларда берілген тілдегі бағдарламаның мәтіндері, алғашқы және ақырғы деректер файл түрінде сақталады. Бұл режімде дәстүрлі амалдар орындалады: ақпаратты файлда сақтау файлдан, ақпаратты жедел жадыға оқу, файлдарды атау, және т.б. Бұл режімге редакциялау терезесінен баспаға шығару бұйрығы да жатады. 106 Көмек алу режімі – бағдарламалаушыға жүйемен жұмыс жасау, бағдарламалау кезінде, еске түсіруді экранға алуға мүмкіндік береді. Бағдарламаны жөндеу режімі. Бұл режімде бағдарламаның ізсалуын (орысш. – трассировка) орындауға, бағдарламаны қадаммен орындауға, анықталған айнымалылар мәндерінің өзгерістерін қадағалауға, анықталған жерде немесе шарт бойынша бағдарламаның орындалуын тоқтатуға болады. Жөндеу режімі, бағдарламадағы алгоритмдік қателерді іздеу үшін бағдарламалаушыға ыңғайлы құралдарды ұсынады. БЖ режімдері туралы мұғалім әдістемелік схемамен әр режімде қолданылатын бұйрықтар жүйесі туралы баяндауы қажет. Бағдарламалау жүйелері үшін шығарылатын есепке байланысты алғашқы және ақырғы ақпаратымен бағдарламаның мәтіні жазылған файлдар – деректер болады. 5.5. Зертханалық жаттықтыру тапсырмалары Зертханалық жұмыс «Алгоритмдер және орындаушылар» I. Тезаурус құру үшін қажетті ұғымдар: алгоритм; алгоритмнің қасиеттері (түсініктілік, дәлдік, нәтижелік, дис- креттілік, жалпылық); орындаушы, ОБЖ (орындаушының бұйрықтар жүйесі), орындаушы ортасы; шама – аты, типі, мәні; алгоритмдік конструкциялар – сызықтық, тармақталу, цикл; блок-схема; алгоритмдік тіл; алгоритмнің формальді орындалуы; көмекші алгоритм. II. Төмендегі әдістемелік сұрақтарға жауап беріңіз: 1. Информатика курсында алгоритмдеудің алатын орны мен мәнінің уақыт талабына сай қалай өзгерді? 2. А.П.Ершовтың және т.б. оқулықтарында енгізілген негізгі ұғымдар, дидактикалық құралдар мен әдістемелік тәсілдердің қайсысы сақталды? 3. Алгоритмдерді орындаушыларды «жағдайда» және «шамалармен» жұмыс істейтін орындаушылар деп бөлудің әдістемелік мағынасы неде? 4. Алгоритм ұғымын толық түсініп меңгеру үшін оқушылармен қандай типті есептерді қарастыру қажет? 107 S:=1 n=1 to 3 S:=S*n S шығару 5.7-сурет 5. Оқушылармен сабақта ( Баше ойыны тәрізді ) «алгоритмдік ойындар» ойнауға бола ма? Тағы қандай алгоритмдік ойындарды ұсынар едіңіз? 6. Қандай негізгі ережелер алгоритмдеу мен бағдарламалауды құрылымдайтын әдістемені құрайды? 7. Неліктен информатика сабақтарында блок-схемалардан бас тартуға болмайды және оларды қалай бейнелеу қажет? 8. Шама және оның қасиеттері ұғымын қандай әдістемелік ретпен ашу қажет? 9. «Айнымалы», «меншіктеу» ұғымдарын оқытқанда қандай әдістемелік проблемалар кездеседі? Оларды қалай шешуге болады? 10. Алгоритмдеу және бағдарламалау бағытын оқыту кезінде оқушылар ойлаудың қандай өзіне тән стилі мен мінез ерекшеліктерін қабылдайды? III. Келесі мазмұндық сұрақтарға жауап беріңіз: 1. Формальды орындаушы ұғымының мағынасы неде? 2. Тікелей басқару режімінің программалық басқару режимінен айырмашылығы неде? 3. Әрекеттердің кез-келген тізбегін алгоритм деуге бола ма? Жауабыңызды негіздеңіз, мысал немесе қарсы мысал келтіріңіз. 4. Кез келген есептің алгоритмін құруға болады деуге бола ма? Жауабыңызды негіздеңіз, мысал немесе қарсы мысал келтіріңіз. 5. Келесі түйінді сөздерден алгоритмнің анықтамасын құрастырыңыз. Түйінді сөздер: орындаушы, тізбек, түрлену, есептеуіш әрекет, процесс, нәтиже. 6. Келтірілген әрекеттер тізбегін алгоритм деуге бола ма: «Сонда бар, қайда барарымды білмеймін. Ананы әкел, не екенін білмеймін»? Жауапты алгоримнің қасиеттерін қолдана отырып негіздеңіз. IV. Келесі есептерді шешіңіз: 1. Алгоритм фрагменті блок-схема түрінде берілген (5.7-сурет). Алгоритмнің орындалу нәтижесінде S айнымалысы қандай мәнді қабылдайтынын анықтаңыз. 2. Берілген cos(x)=x теңдеуін шешу алгоритмін қақ бөлу әдісі бойынша блок-схема арқылы көрсетіңіз. Алгоритмді жазғанда келесі айнымалыларды қолданыңыз: A және B – іздестіру шекарасы, LK және PK – шешімнің кішірейтілген интервалының сәйкес сол және оң координаттары, E – дәлдік. 108 3. Өз орындаушыңызды ойлап табыңыз және оны мына схема бойынша бейнелеңіз: ортасы, орындаушының бұйрықтар жүйесі (бұйрықтар қалай беріледі, орындалады, «жасай алмаймын»). Нақты орындаушы үшін бірнеше есеп құрастырыңыз. 4. A (x,y) нүктесінің берілген аймаққа жататынын анықтайтын алгоритм құрыңыз (5.8- сурет). 5. Келесі шектеулерді ескере отырып, мына формула: у = (1 - х 2 + 2,5х 3 + х 4 ) 2 бойынша есептеу алгоритімін жазу керек: 1) тек қана қосу, алу және көбейту амалдарын қолданып; 2) әрбір өрнекте тек қана бір арифметикалық амал болуға тиіс. V. Оқу материалындағы өзіңізге ұнаған ең жақсы күнделікті жоспардың мысалын келтіріңіз (өзіңіз дайындаңыз немес оқу бағдарламасын таңдаңыз): VI. Тақырып бойынша бір сабақтың конспектісін даярлаңыз. VII. Осы алгоритмдеу және бағдарламалау бағыты бойынша қорытынды жұмыстың мысалын келтіріңіз (кез-келген формада – бақылау, өз бетінше жұмыс, тест т.б..). Қорытынды жұмыс бір сабақ көлемінде өткізіледі және баға критерийі болуы тиіс. Сабақ № : Сабақтың тақырыбы: 5.8-сурет 109 6-тарау. Ақпараттық технологиялар сызығы «Ақпараттық технологиялар» сызығы аймағында қарастырылатын әрбір тақырыптық бөлімінің теориялық және технологиялық мазмұнын мұғалім анық айыра білуі қажет. Теориялық мазмұнға әртүрлі ақпараттың ЭЕМ жадында ұсынылу мәселелері, деректерді құрылымдау, тап осы технологиялық құралдың көмегімен ақпараттық есептердің шешу әдістерін қарастыру кіреді. Технологиялық мазмұнға жататыны: қолданылатын аппараттық құралдарды білу, үйрену: тап осы технологияда қолданылатын және ЭЕМ архитектурасы туралы оқушылардың ұғымын кеңейтетін, компьютердің жеке құрылғыларының жұмыс жасау принциптерімен жете танысу; қолданбалы бағдарламалық қамсыздандыруды білу және игеру: редакторларды, кестелік процессорларды, ДҚБЖ және т.б. Оқушыларды әрбір жаңа ақпараттық технологиямен таныстыруды, оның қай салада қолнылатындығы туралы әңгімеден бастау қажет. Әрбір қолданбалы бағдарламалық құралды оқып білу, игеру, оның мына тараптарынан қарастырылуы қажет: өңделетін деректер, ортасы (интерфейсі), жұмыс режімі, басқару бұйрықтары. Оны мына методикалық схема түрінде бейнелеуге болады (6.1-сурет [26, 42]): 6.1-сурет. Ақпараттық технологияларды оқудың әдістемелік схемасы «Ақпараттық технологиялар» мазмұндық сызығының негізгі ұғымдарының құрылымы 5-схемада (1-қосымша [26]) ұсынылған. Компьютерлік ақпараттық технологиялардың бес түріне сәйкес, схема да бес тармақтан тұрады. Қолдану аймағы АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАР Теориялық негіздер Қолданбалы бағдарламалық құралдар Аппараттық құралдар Ортасы Жұмыс режімі Бұйрықтар жүйесі Деректер |