Дополнительная

Основная

1 Симонович, С.В. Информатика: Базовый курс. [Текст] / под ред. С.В. Симоновича. – Изд 2-е. – СПб.: Питер, 2006. – 640 с.

2 Информатика. Конспект лекций. Учебное пособие. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые, граф., дан. (Мб). – Рязань: РВАИ, 2003. – Систем. требования: ПК 486 или выше; 8 Мб ОЗУ; Windows 95 и выше; SVGA 32768 и более цв.; 640х480.

3 Заяц, Т.М. Информатика: Практикум. [Текст] / Т.М. Заяц, Н.А. Ивличева, С.А. Киченина. - Рязань: РВВДКУ, 2010. – 272 с. – ил.

4 Ивличева, Н.А. Информатика: Лабораторный практикум. [Текст] / Н.А. Ивличева, Т.М. Заяц, С.А. Киченина. - Рязань: РВВДКУ, 2010. – 160 с. – ил.

1 Соболь, Б.В. Информатика: учебник. [Текст] / Б.В. Соболь и др. – Изд. 4-е, дополн. и перераб. – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 446 с.

2 Острейковский, В.А. Информатика: Учебник для ВУЗов. [Текст] / В.А. Острейковский. – 5-е изд. стер. – М: Высшая школа, 2009. – 511 с.

3 Гуда, А.Н. Информатика. Общий курс. Учебник. [Текст] / А.Н. Гуда, М.А. Бутакова, Н.М. Нечитайло, А.В. Чернов; под.ред. академика РАН В.И. Колесникова. – 3-е изд. – М. Издательско-торговая корпорация «Дашков и К^о»; Росиов н/Д: Наука-Спектр, 2009. – 400 с.

4 Микрюков, В.Ю. Алгоритмизация и программирование. [Текст] / В.Ю. Микрюков. –Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 304 с.

5 Сафронов, И.К. Бейсик в задачах и примерах. [Текст] / И.К. Сафронов – 2-е изд. перераб. и доп. – СПб: БХВ-Петербург, 2009. – 320 с.

6 Малдашуров Г.И. Visual Basic на практике. [Текст] / Г.И. Малдашуров. – СПб: БХВ-Петербург, 2008. – 480 с.

7 Лукин, Н.С. Visual Basic. Самоучитель для начинающих. [Текст] / Н.С. Лукин. – М.: Диалог-МИФИ, 2003. – 544с.

8 ГОСТ 19.701-90. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения. [Текст]. – М. : Изд-во стандартов, 1990.

9 Климечева, Т.Н. 2D-черчение в AutoCAD 2007-2010. Самоучитель. [Текст] / Т.Н. Климечева. – М: ДМК Пресс, 2009. – 560 с.

10 Заяц, Ю.А. Учебное пособие. Информатика. Использование приложений AutoCad и MahtCad при выполнении расчетно-графических работ на ЭВМ. [Текст] / Ю.А. Заяц, Е.И. Гужвенко.- Рязань: РВАИ, 2003. – 117 с.

Методические указания по выполнению и сдаче контрольного задания

Контрольное задание состоит из трех задач. Студенты заочной формы обучения выбирают варианты задач по первой букве своей фамилии и последней цифре номера зачетной книжки из ТАБЛИЦЫ ВАРИАНТОВ ЗАДАНИЙ. Работы, не соответствующие таблице вариантов заданий, к рассмотрению не принимаются.

При выполнении контрольного задания рекомендуется следующий порядок действий.

1 Внимательно ознакомиться с краткими теоретическими сведениями, приведенными в пособии. При необходимости изучить дополнительную литературу, список которой приводится в пособии, или издания сходной тематики.

2 По таблице вариантов заданий определить номера трех задач, входящих в Ваше контрольное задание. Внимательно прочитать задания. Первая задача предполагает использование линейного вычислительного процесса, вторая – условного (ветвящегося), третья – циклического. Хотя алгоритм решения третьей задачи может быть реализован с использованием цикла любого вида, рекомендуется использовать циклический процесс с параметром (for to).

3 Составить блок-схемы алгоритмов решения каждой из трех задач. При составлении алгоритма возможно использование только трех базовых алгоритмических структур, их присоединения и вложения. Алгоритмы, не учитывающее это требование (не удовлетворяющие структурному подходу), к рассмотрению не принимаются.

При изображении блок-схем следует пользоваться только блоками, регламентируемыми стандартом ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения».

4 Написать программу на языке Visual Basic для реализации каждого из трех алгоритмов. Написанная программа должна точно соответствовать блок-схеме. При создании программ важно не забывать описывать в операторе dim все используемые в них переменные. Вывод данных следует организовывать тем способом, который указан в задании. В первом задании результат вывести в окно сообщений, во втором вывод результата организовать в текстовое поле, в третьем результат вывести на форму.

5 Создать проект в системе программирования Visual Basic. Проект должен содержать одну форму с расположенными на ней тремя командными кнопками. Каждая кнопка должна запускать программу для решения соответствующей задачи. В заголовке формы следует указать свою фамилию. Заголовки кнопок следует изменить на Задача 1, Задача 2 и Задача 3 соответственно. Файл проекта следует назвать своей фамилией. Примерный внешний вид формы и расположенных на ней объектов показан на рисунке 1.

6 Ввести для каждой кнопки программный код. Запустить и отладить программу.

Рисунок 1

7 Написать отчет по выполненному контрольному заданию. Для каждой задачи в отчете привести формулировку, блок-схему, текст программы, результаты работы. Примерный вид отчета представлен в пункте ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ. К оформлению отчета предъявляются следующие требования:

- Отчет должен быть оформлен на листах формата А4 в печатном виде. При создании отчета следует использовать текстовый процессор Word (предпочтительно версии 2003).

- Установить поля страницы: левое 3 см, правое 1,5 см, верхнее и нижнее по 2 см. Ориентация страницы – книжная.

- Установить формат шрифта основного текста: гарнитура Times New Roman, размер 14 пт.

- Установить формат абзацев основного текста: отступ первой строки 1,25 см, выравнивание по ширине, междустрочный интервал одинарный.

- Тексты программ оформить гарнитурой Arial Narrow.

- Блок-схемы создать с помощью автофигур Word. Каждая схема должна быть размещена на своем полотне или сгруппирована.

- Результаты работы программ представить с помощью снимков экрана (скриншотов), которые внедрить в документ как рисунки.

- Внизу каждой схемы разместить поясняющую надпись Схема [№]. Нумерация схем в документе должна осуществляться автоматически с помощью команды меню Вставка – Ссылка – Название.

- Внизу каждого скриншота разместить поясняющую надпись Рисунок [№]. Нумерация рисунков в документе должна осуществляться автоматически с помощью команды меню Вставка – Ссылка – Название.

- Оглавление в документе должно быть сформировано автоматически. Для этого соответствующие абзацы должны иметь стиль Заголовок.

- Пронумеровать страницы в документе, при этом учесть, что титульный лист имеет номер 1, но номер на этом листе не отображается.

8 Своевременно представить преподавателю отчет для проверки.

9 Подготовиться к защите контрольного задания, используя ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ И СДАЧИ ЭКЗАМЕНА. При защите контрольного задания быть готовым представить преподавателю в электронном виде 1) проект (*.vbp); 2) файл отчета (*.doc). Электронные документы желательно иметь на диске CD-R.

Краткие теоретические сведения

Алгоритм. Алгоритмизация

Любое явление или процесс состоит из последовательности действий, команд, указаний, выполнения конечного числа инструкций. При этом сложные действия могут быть разбиты на элементарные.

Алгоритм – последовательность предписаний исполнителю, применяемых по строго определенным правилам, которая приводит к решению поставленной задачи.

Разработка алгоритма для любой задачи является творческим, наиболее ответственным и важным этапом, определяющим эффективность решения задачи в целом.

Алгоритмизация – процесс решения задачи, состоящий в нахождении алгоритма решения задачи по ее формулировке. Процесс составления алгоритма ориентирован на конкретного исполнителя. Поэтому при рассмотрении алгоритмов правильнее говорить об алгоритмической системе.

Алгоритмическая система (АС) – совокупность средств и понятий, которые допустимы к использованию в алгоритме на этапах разработки и исполнения.

При составлении алгоритмов мы будем ориентироваться на систему программирования Visual Basic

Условные обозначения процессов в алгоритмах

Схема алгоритма – графическое представление вычислительного процесса в виде имеющих заданное значение символов, определяющих действия, краткого пояснительного текста и соединяющих линий, задающих порядок выполнения этих действий.

Оформление алгоритма в виде схемы регламентируется стандартом ГОСТ 19.701-90 "Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения". Он определяет набор и назначение плоских фигур, допустимые варианты записей внутри фигур, относительные размеры блока. Вообще, размеры одного блока допустимо принимать относящимися друг к другу как 3:1.

Основные блоки схемы алгоритма

Основные понятия вычислений

Решение любой задачи на ЭВМ представляет собой последовательность действий по преобразованию исходных данных с помощью системы команд исполнителя. В простейших случаях данные записываются в виде констант и переменных.

Константа – фиксированная величина, которая, будучи однажды определена, не может изменяться в процессе вычислений.

Переменная – величина, имеющая символическое имя, которая может принимать различные значения в процессе вычислений.

Константы и переменные характеризуются

1 значением;

2 именем;

3 типом.

Имя – последовательность символов, идентифицирующих переменную. В процессе создания алгоритма к переменным обращаются по именам.

Тип данных определяет

1 допустимое множество значений, которое может принимать константа или переменная этого типа;

2 допустимое множество операций над данными.

В разных алгоритмических системах используются различные типы данных.

Некоторые типы данных

1 Простые – состоят из одного компонента (самого данного)

- Числовой целый. Принимаемые значения и занимаемое место в оперативной памяти (от1 до 4 байт) зависят от конкретизации типа.

- Числовой вещественный.

- Символьный – служит для хранения одного символа из таблицы символов.

- Строковый – хранит строку символов.

- Логический – данные этого типа могут принимать два значения (да-нет, 1-0, true-false).

- Дата.

2 Структурированные – можно выделить отдельные компоненты, из которых складывается структура.

Для данных структурированного типа выделяют два аспекта

- Общее, что объединяет компоненты структуры;

- Частное, что характеризует отдельный компонент структуры.

Часто употребляемым структурированным типом данных является массив.

Массив – упорядоченный набор данных одного и того же типа, имеющих общее имя.

Массивы разделяются на:

- ассоциативные A(имяÞИван, фамилияÞИванов)

- индексированные A(Иван, Иванов), B(3,45,100,12)

Для массива общее – имя и тип его элементов, частное – значение и индекс (или ассоциативный ключ) элемента. Как правило, нумерация элементов массива начинается с 0.

Массив характеризуется размерностью – количеством индексов (ключей) его элементов. Элемент массива идентифицируется индексом. В математике аналогом одномерного массива является вектор, двумерного – матрица.

Пример , .

Константа и переменная – это частные случаи выражений. Выражение – это совокупность констант, переменных и функций, соединенных знаками операций. Для группировки в выражениях используются скобки. Набор функций и знаков операций, а также правила записи выражений зависят от системы команд исполнителя.

Пример:

Каждое выражение при программировании и записи алгоритмов характеризуется своим значением. Поскольку программа (или алгоритм) описывает некоторые вычислительный процесс, это значение должно быть запомнено для дальнейшего использования (в качестве операнда, для вывода на печать и т.д.). Запоминание для дальнейшего использования осуществляется присваиванием значения некоторой переменной. Присваивание будет обозначаться знаком "=". Оператор присваивания = позволяет изменять текущее значение переменной.

Пример: А=5

В=1

А=В+А-2 – переменная А получит значение 4

В=А – переменная В получит значение 4

А=А+1 – переменная А получит значение 5

До того, как переменная будет использована справа от знака присваивания, ее значение должно быть определено.

Пример: А=5

В=1

А=С+А-2 – в общем случае это ошибочное выражение, так как значение переменной C не определено

5=A – также ошибочное выражение

В большинстве алгоритмов для управления ходом вычислительного процесса используются логические выражения.

Логические выражения образуются из логических констант, логических переменных, операций сравнения, логических операций и скобок. Результат вычисления логического выражения может принимать значение 0 или 1 (истина или ложь).

К операциям сравнения относят >, ³, <, £, =, ¹.

К основным логическим операциям относят операции и, или, не.

Результат логического выражения чаще всего используется для осуществления ветвлений в алгоритмах.

Для того, чтобы значение выражения было вычислено успешно, переменные в нем должны быть совместимы по типу. Например, нельзя выполнить операцию сложения над строковыми и числовыми данными; в общем случае нельзя присвоить переменной целого типа результат деления двух целых чисел; нельзя присвоить простой переменной значение переменной типа массив и.т.п.

Разработка алгоритмов для решения задач подчиняется требованиям структурного подхода. Структурный подход (СП) – совокупность приемов и правил построения алгоритмов, имеющих четкую и ясную структуру. Цель СП – создать алгоритм с четкой структурой для уменьшения ошибок на этапе проектирования и упрощения отладки и модернизации. СП предусматривает использование трех основных базовых алгоритмических структур.

Базовые алгоритмические структуры (БАС)

1 Линейные (следование)

2 Ветвления (развилка)

3 Циклы

Каждая БАС имеет один вход и один выход.

Теорема о структурировании. Алгоритм решения любой алгоритмической задачи может быть реализован с использованием трех БАС.

Линейные фрагменты и ветвления

Линейным называется вычислительный процесс, в котором операции по преобразованию данных следуют последовательно одна за другой.

Задача 1. Автомобиль с полной массой m_a, движется по дороге с коэффициентом сцепления φ и радиусом поворота R со скоростью V_a. Необходимо определить силу, вызывающую занос автомобиля, и противодействующую ей:

; .

Алгоритм для решения поставленной задачи представлен на рисунке 2.

Рисунок 2

Ветвящимся называется вычислительный процесс, который в зависимости от результата проверки условия («да» или «нет», «истина» или «ложь») может идти только по одному из альтернативных путей. При этом каждый из путей ведет к общему выходу, так что работа алгоритма будет продолжаться независимо от того, какой путь будет выбран.

Полная развилка “Если – То – Иначе”

Неполная развилка “Если – То”

Здесь “Условие” – логическое выражение. При входе в структуру выясняется истинность логического выражения. Если логическое выражение истинно, управление передается по ветви с меткой “Да” и выполняются операторы “Действия 1”, если ложно – то по ветви с меткой “Нет”.

Если развилка неполная, то желательно алгоритм разрабатывать таким образом, чтобы продолжение шло по ветви “Да”.

Задача 2. Пользователь вводит с клавиатуры два числа. Вывести большее из этих чисел.

Алгоритм решения задачи представлен на рисунке 3.

Рисунок 3

Циклы

Весьма часто встречается ситуация когда необходимо одну и туже последовательность действий повторить многократно.

Циклическим вычислительным процессом (циклом) назовём вычислительный процесс, в котором некоторая последовательность действий, называемая телом цикла, многократно повторяется с различными исходными данными.

Различают два основных вида циклов:

Цикл с предусловием “Пока”

Цикл с постусловием “До”

Цикл с предусловием

- Условие стоит перед телом цикла.

- Цикл выполняется, пока истинно условие.

- Тело цикла может не выполниться ни разу (если условие изначально ложно).

Цикл с постусловием

- Условие стоит после тела цикла.

- Цикл выполняется до тех пор, пока условие не станет истинным.

- Тело цикла обязательно выполняется хотя бы один раз.

Заметим следующие особенности циклических процессов:

- Переменной цикла до входа в цикл должно быть присвоено начальное значение.

- В теле цикла должен быть блок (блоки) изменения значения переменной цикла.

На практике циклы, в которых переменная меняет свое значение с известным шагом в известных пределах, реализуются через специальную конструкцию, которая называется цикл с параметром (со счетчиком) и обозначается с помощью блока модификации (подготовки). Блок модификации объединяет в себе присвоение переменной цикла начального значения, изменение значения переменной цикла на величину шага, проверку условия выхода из цикла. В зависимости от конкретной АС цикл с параметром может быть реализован как цикл с предусловием или как цикл с постусловием.

Задача 3. По ровной опорной поверхности прямолинейно движется автомобиль, скорость которого V_a изменяется в пределах от 10 до 80 км/ч с интервалом в 5 км/ч. Необходимо протабулировать силу сопротивления воздуха P_w, действующую на автомобиль:

где С_х – коэффициент обтекаемости (для грузовых автомобилей составляет 0.90…1.15), ρ_в – плотность воздуха, кг/м³, F_w – лобовая площадь, м².

Термин “протабулировать” означает “найти значения функции при различных значениях аргумента” (заполнить таблицу аргумент – функция). Таким образом, нам нужно несколько раз выполнить одно и то же действие – вычисление значения выражения – при различных значениях входных данных. Цикл реализуется за счет изменения значений переменной V_a – она то и будет параметром цикла. Именно ее значения мы будем анализировать, решая, продолжать ли итерации цикла, или осуществлять выход из него.

Алгоритм решения задачи представлен на рисунке 4.

Рисунок 4

В результате работы программы будет выведена совокупность данных. На рисунке 5 показан вывод данных на форму в Visual Basic.

Рисунок 5

Обработка массивов

Весьма часто приходится иметь дело с большим количеством однотипных данных, например, полученных в результате каких-то наблюдений или эксперимента. Упорядочив соответствующим образом эти данные, например, в таблицу, получим массив.

Рассмотрим особенности использования циклических вычислительных процессов при обработке массивов.

При работе с массивами наиболее типичными являются операции нахождения наибольшего и наименьшего элементов массива, нахождение суммы или среднего арифметического элементов массива, сортировка.

Задача 4. Пусть даны расходы топлива автомобилем за 100 дней. Требуется установить, в какой из дней расход топлива был наибольшим и чему был равен этот расход.

Для решения задачи введем одномерный массив A, содержащий 100 элементов, каждый из которых представляет собой суточный расход топлива автомобиля. Требуется найти наибольший элемент массива и его номер. Напомним, что элементы массива нумеруются с 0.

Сначала организуем ввод массива A с клавиатуры. Ввод массива с известным количеством элементов – это последовательность известного числа однотипных действий, поэтому для ввода массива потребуется цикл с параметром. Условимся, что индекс текущего элемента массива будем обозначать i.

Заведем переменную max, которая будет хранить значение максимального элемента массива. В качестве начального значения этой переменной выберем либо значение первого элемента массива (а можно – десятого, тридцать седьмого), либо заведомо меньшее значение, чем элементы массива (исходя из смысла задачи – 0). Заведем переменную n, которая будет хранить номер максимального элемента массива. Тогда начальный номер максимального элемента будет либо 0 (10, 37), либо такой, которого нет ни у одного элемента массива (в нашем случае – 200, - 1).

Теперь последовательно будем сравнивать значение текущего “потенциально максимального” элемента max со всеми элементами массива. Если наш “потенциально максимальный” элемент на самом деле не является максимальным, то есть, найден элемент массива с большим значением, присвоим переменной max найденное большее значение, а также переприсвоим номер максимального элемента n, заменив его номером найденного элемента.

Алгоритм решения задачи представлен на рисунке 6.

На примере рассмотренной блок-схемы мы видим, что внутри цикла с параметром содержится развилка – это пример вложения одной базовой алгоритмической структуры в другую. Вообще, в рамках структурного подхода возможно два способа построения алгоритма:

- присоединение – одна БАС следует за другой, выход одной структуры совпадает с входом другой;

- вложение – одна БАС находится внутри другой.

Рисунок 6

Язык программирования. Алфавит, синтаксис, основные конструкции

Язык – это совокупность

- алфавита – символов, из которых строятся конструкции языка

- синтаксиса – правил построения конструкций языка

- семантики – законов, по которым осмысливаются конструкции языка.

Формальный язык– искусственный язык, в котором смысл каждой фразы определяется только ее формой. В настоящее время все языки программирования являются формальными.

Контрольное задание будет выполняться на универсальном машинно-независимом алгоритмическом языке высокого уровня – Visual Basic.

Алфавит Visual Basic

- прописные и строчные буквы латинского и русского алфавитов;

- цифры от 0 до 9;

- знаки препинания: . - точка, , - запятая, ; - точка с запятой, : - двоеточие, ' - апостроф, " - кавычки, ( ) - круглые скобки;

- символ пробела;

- знаки арифметических операций: + - плюс; – - минус; * - умножение; / - деление, ^ - возведение в степень;

- знаки логических отношений: < - меньше, > - больше, = - равно;

- некоторые специальные знаки: @ - коммерческое "эт" ("собака"), # - диез (решетка, номер), $ - знак доллара, % - процент, & - амперсанд (коммерческое "и"), \ - обратная косая черта, _ - знак подчеркивания, ! - восклицательный знак, ? - вопросительный знак.

На основе алфавита строятся основные конструкции языка – команды, операторы, функции, процедуры. Кроме того, в языке используется понятие ключевого (служебного) слова.

Правила записи операторов в Visual Basic

- Операторы записываются либо в отдельных строках, либо в одной строке через двоеточие.

- В записи оператора и имени переменной строчные и прописные буквы равнозначны.

- Перед началом комментария ставится апостроф ' . Комментарии транслятором игнорируются.

Ограничения на имена переменных

- При записи имен используются только латинские буквы.

- Имя должно начинаться только с буквы.

- В имени не должно быть пробелов и точек.

- Необходимо соблюдать уникальность имен переменных в рамках одной рассматриваемой процедуры.

- Имена не должны совпадать с зарезервированными словами.

- Количество символов в имени не должно быть более 255.

При этом необходимо стремиться к тому, чтобы имя переменной было информативным.

Перед тем как использовать переменную, ее необходимо описать.

Объявление переменных

Dim имя_переменной As тип

В одном операторе можно одновременно описать несколько переменных, указывая каждую последующую через запятую с указанием типа.

Пример: Dim a1 as Integer, b1 as Integer, a_podpr as Single

Необходимо понимать, что при описании переменная значения не получает.

Типы переменных

Для объявления статического массива после его имени в круглых скобках указывается его верхняя граница. По умолчанию нижней границей является 0.

Объявление массивов

Dim A(9) As Byte 'одномерный массив из 10 элементов

Dim В(1 То 10) As Byte 'тот же массив, но с другими границами

Наряду с переменными, для хранения информации в программе используются константы. Существует две разновидности констант: встроенные и пользовательские. Встроенные константы Visual Basic предлагаются самой системой и предназначены для хранения самой разнообразной информации: используемые цвета, коды “горячих” клавиш и т.д. Встроенные константы имеют префикс vb, например, vbWhite.

Объявление пользовательских констант

Const имя константы As тип = значение

Представление чисел

Числа в Visual Basic представляют собой последовательность цифр со знаком + или - (знак + обычно опускают). Дробная часть отделяется от целой части точкой. При этом если целая часть равна нулю, то ее можно опустить, например, 0.5, -5.68, -.121. Возможна экспоненциальная форма представления чисел (форма с порядком). Например, число 520000 можно записать так: 52Е+4 или 52Е4.

Арифметические операции

При наличии в выражении нескольких арифметических операций порядок их выполнения определяется стандартными математическими правилами приоритета. Операции с одинаковыми приоритетами выполняются в соответствии с порядком их записи в операторе слева направо. Для изменения приоритета используются круглые скобки.

Основные математические функции

Математическая запись	Функция Visual Basic
|x|	Abs(x)
	Sqr(x)
cos x	Cos(x)
sin x	Sin(x)
tg x	Tan(x)
arctg x	Atn(x)
ex	Exp(x)
ln x	Log(x)
Округление числа х с точностью до а десятичных знаков	Round(x, a)
Генератор случайных чисел, распределенных равномерно в интервале [0, 1]	Rnd(x)

Аргумент функции заключается в скобки. Аргумент всех тригонометрических функций задается в радианах, а не в градусах.

Логические операции и операции отношения

Операции преобразования типов

- Функция Str( ) преобразует числовое значение в символьное.

- Функция Val( ) преобразует строковое значение в числовое.

Рассмотрим управляющие конструкции языка, сопоставляя их с соответствующими схемами алгоритмов.

Неполная развилка