Содержание
- Линейный алгоритм
- Структура программы на языке Паскаль
- Заголовок программы
- Раздел описания переменных
- Тело программы
- Команды в Паскаль для ввода и вывода данных
- Команда Read
- Команда Write
- Примеры программ на паскале — задания на линейные алгоритмы
Линейный алгоритм
Линейным называется алгоритм, в котором команды выполняются последовательно друг за другом. Это самая простая конструкция. Программирование линейных алгоритмов освоить очень легко. Для написания простых программ на паскале разберем основные правила записи кода, основные команды и операторы Паскаль.
Структура программы на языке Паскаль
Прежде чем самостоятельно писать программы, разберем ее структуру на примере. Ниже приведен код программы, которая вычисляет сумму двух чисел и выводит ее на экран.
program primer1; var х,у,z:integer; { описание переменных } begin { начало программы } х := 3; { установка значения х } у := 5; { установка значения у } z := х + у; { вычисление суммы } write(z); {вывод результата вычисления на экран } end. { конец программы }
Заголовок программы
Текст программы начинается со слова program. После него записывается имя программы. Данная строка носит информативный характер и ее можно не писать.
Раздел подключения модулей начинается со служебного слова uses, за которым следует список имен модулей, перечисляемых через запятую.
Раздел описаний может включать разделы описания переменных, констант, меток, типов, процедур и функций, которые следуют друг за другом в произвольном порядке. Раздел подключения модулей и раздел описаний меток, констант и др. могут отсутствовать.
Раздел описания переменных
Раздел программы, обозначенный служебным словом var, содержит описание переменных с указанием их типов. Они используются для хранения исходных данных, результатов вычисления и промежуточных результатов.
Комментарии в программе можно записывать внутри фигурных скобок. Они игнорируются во время выполнения программы. Эти пояснения вы пишите только для себя.
В нашем примере переменные с именами X и Y используются для хранения исходных данных. Переменная с именем Z используется для хранения результата вычислений.
Имя переменной может записываться большими или маленькими латинскими буквами. Имя может содержать цифры, знак подчеркивания и не должно начинаться с цифры. Прописные и строчные символы считаются одинаковыми. В качестве имени нельзя использовать служебное слово языка Pascal.
Переменные одного типа можно указать в одной строке через запятую. После ставится двоеточие и указывается тип, к которому принадлежат переменные. Тип определяет допустимый диапазон значений.
Принадлежность переменной к типу integer означает, что она может хранить только целые числа. Если требуется хранить действительные (дробные) числа, тогда используется тип real.
Тело программы
Все что находится между служебными словами Begin и end — тело программы. Здесь записываются основные команды.
Оператор присваивания значений переменным имеет следующую структуру: переменная := выражение
Значок : = (двоеточие, равно) читается как «присвоить».
Умножение обозначается символом * (звездочка), деление — символом / (слеш).
Вывод результата выполняет команда write или print.
Каждая строка содержащая команду на языке Паскаль обязательно заканчивается символом «точка с запятой«.
Команды в Паскаль для ввода и вывода данных
Команда Read
В первом примере мы присвоили значения переменным непосредственно в тексте программы. Но так как программа пишется для решения множества однотипных задач, то удобнее задавать значения переменным во время ее работы. Для этого применяется команда read, которая позволяет ввести текстовые или числовые данные с клавиатуры.
Модифицируем код программы из примера выше.
program primer1; var х,у,z:integer; { описание переменных } begin { начало программы } read(x,y); { ввод значений х и y с клавиатуры } z := х + у; { вычисление суммы } write(z); {вывод результата вычисления на экран } end. { конец программы }
Теперь ввод значений переменных Х и У будет осуществляться по запросу работающей программы. В этот момент нужно будет с клавиатуры ввести два числа через пробел и нажать клавишу Enter, чтобы продолжить выполнение программы.
При работающей программе в системе программирования PascalABC появится строка ввода данных. Там и пишутся значения переменных.
Команда Write
В предыдущем примере, при работе программы, не совсем понятно, что нужно вводить и что за числа появляются на экране по завершению работы программы. Поэтому изменим код программы, чтобы у нее появился минимальный пользовательский интерфейс. Для этого задействуем уже знакомую нам команду Write.
program primer1; var х,у,z:integer; { описание переменных } begin { начало программы } writeln('Вычисление суммы двух чисел'); write('Введите два целых числа через пробел'); readln(x,y); { ввод значений х и y с клавиатуры } z := х + у; { вычисление суммы } write('Сумма = ',z); {вывод результата вычисления на экран } end. { конец программы }
Теперь посмотрите, как добавленные строки повлияли на работу программы.
У нас появились подсказки. Посмотрите на команду write. В качестве ее аргумента был использован текст, заключенный в апострофы. И еще, появилось окончание ln у оператора write. Именно оно заставляет последующий вывод информации делать с новой строки. Это же окончание можно использовать совместно с оператором read.
Readln и Writeln в паскале — это модифицированные команды Read и Write. В командах добавлено окончание ln (line new — новая строка). Такая форма операторов делает последующий вывод информации, при работе программы, с новой строки.
Также поменялся вывод результата. Здесь тоже появилась подсказка.
Примеры программ на паскале — задания на линейные алгоритмы
Задание 1. Модифицировать программу так, чтобы она вычисляла и выводила на экран сумму и произведение трех целых чисел.
Решение:
program zadanie1; var х,у,k,z,p:integer; { описание переменных } begin { начало программы } writeln('Вычисление суммы и произведения трех чисел'); write('Введите три целых числа через пробел'); readln(x,y,k); { ввод значений х,y,k с клавиатуры } z := x + y + k; { вычисление суммы } p := x * y * k; { вычисление произведения } write('Сумма = ',z); {вывод результата сложения на экран } write('Произведение = ',p); {вывод результата произведения на экран } end. { конец программы }
Задание 2. Дана длина ребра куба а. Найти объем куба V=a3 и площадь его поверхности S=6a2.
Решение:
program zadanie2; var a,v,s:real; { описание переменных } begin { начало программы } writeln('Вычисление объема и площади поверхности куба'); write('Введите длину ребра куба'); readln(a); { ввод значения a с клавиатуры } v := a * a * a; { вычисление объема } s := 6 * a * a; { вычисление площади } write('Объем куба = ',v); {вывод результата объем куба } write('Площадь поверхности = ',s); {вывод результата площадь поверхности } end. { конец программы }
Посмотрите еще примеры линейных алгоритмов.
Дополнительные задания:
Lin1 Введите значения для двух переменных. Обменяйте их значения, используя третью (буферную) переменную.
Хотите подробнее узнать о системе PascalABC и начать писать в ней свои первые программы, тогда статья «Знакомство с PascalABC» для вас.
Следующая тема для изучения Условный оператор
Тест “Линейный алгоритм”
Проверь свои знания по теме «Линейный алгоритм»
Программирование – процесс, требующий от разработчика определенного спектра навыков и знаний. Особую роль здесь играют так называемые алгоритмы.
В данной статье поговорим о том, что собой представляют алгоритмы в разработке. За основу используем язык Pascal.
Определение
Algorithm – это последовательность команд, операций или действий, необходимых для достижения изначально поставленной задачи. Трактовок данного понятия несколько:
- вычислительные шаги, помогающие добиться желаемого результата;
- корректно определенная процедура, когда на вход подается информация, а на выходе получается набор значений;
- точное и понятное указание исполнителю сделать последовательность манипуляций, ориентированных на достижение указанной цели.
Algorithm должен быть разработан так, чтобы его выполнение обязательно приводило к изначально задуманному результату. Это весьма творческий процесс. Для одной и той же задачи могут существовать несколько разных последовательностей в пределах одного языка программирования. А для некоторых вариантов существует единственное верное решение.
Классификация
Паскаль – язык, который изучается преимущественно в школьной программе. Он позволяет ознакомиться с алгоритмами, а также разобраться с основами разработки ПО. Здесь выделяют несколько algorithm-типов:
- линейный алгоритм;
- разветвленный;
- циклический.
Каждый вариант подразумевает свои собственные особенности. Далее они будут рассмотрены более подробно. Предложенные концепции подходят не только для Паскаль, но и для других языков разработки.
Линейный
Это инструкции, в которых команды будут выполняться последовательно друг за другом. Самые простые. На них базируются не только элементарные программы, но и сложные проекты. Линейные последовательности с легкостью осваиваются новичками.
Вот пример в ЯП Паскаль, который помогает разобраться в принципах реализации рассматриваемого метода. В нем нужно найти объем куба и площадь его поверхности, если длина ребра равна a:
А вот – пример программы, которая вычисляет сумму двух чисел. После расчетов она выведет получившийся результат непосредственно на экран устройства:
Это – база, без которой не получится разобраться с остальными видами «последовательностей» при формировании кода приложения.
Разветвленный
В них ход решения зависит непосредственно от выполнения или невыполнения заданного условия. В приложении реализация сводится к принципу выбора действия в зависимости от ответа «да» или «нет».
Выше – пример блок-схемы, наглядно демонстрирующий соответствующий вариант. Разобраться с соответствующей последовательностью тоже не составляет особого труда.
Циклический
Алгоритм программы в Паскале или другом ЯП, в котором определенная часть вычислений производится многократно. Простыми словами – цикл. В нем имеется итоговое количество повторений.
Факториал
Отдельно стоит изучить несколько «базовых» алгоритмов, которые используются в Pascal, но не относятся к ранее перечисленным типам. Первый вариант – факториал натурального числа. Его можно назвать линейным. Связано это с определением самого факториала – произведение натуральных чисел от 1 до самого заданного числа.
Выше – наглядный пример реализации в программном коде Pascal. Его можно использовать в качестве шаблона для решения характерных задач.
Наименьшее общее кратное и делитель
А вот еще один алгоритм, который помогает при формировании некоторых приложений. Речь идет об обнаружении наименьшего общего кратного двух чисел.
При решении математических задач может потребоваться найти наибольший общий делитель. Еще один алгоритм для программы, с которым разберется даже новичок.
Наименьшим общим делителем называется минимальное число, которое нацело делит несколько чисел.
Способы выражения
Существуют различные способы выражения алгоритмов – не только в программировании, но и в реальной жизни:
- Вербальный. Ситуация, при которой алгоритм программы описывается языком, понятным человеку.
- Графический. Для описания используются графики или схемы, иногда – рисунки и иные изображения. Самый распространенный вариант (своеобразный эталон) – использование блок-схем.
- Символьный. Характеристика при помощи некоторого символьного набора.
Выше – пример того, как грамотно составлять блок-схему для той или иной задачи, не обязательно связанной с созданием программы.
Свойства
Каждый algorithm имеет определенные свойства. Запомнить их просто:
- Определенность (или точность). Ход решения поставленной задачи должен быть точным, а также понятным. Он исключает возможность неправильного или произвольного толкования. Вычислительные процессы строятся так, чтобы их можно было повторить.
- Массовость. Подобранная последовательность применяется к огромному количеству однотипных задач с изменением исходных условий.
- Дискретность. Итоговая цель разделяется на элементарные шаги-операции. Это помогает достигнуть итогового решения. Одна и та же задача может быть решена сразу несколькими методами. Каждый вариант поддерживает возможность разделения на более мелкие и простые подзадачи.
- Результативность. Решение задачи в программе должно приводить к тому или иному результату.
- Корректность. При выполнении заданной последовательности в программе должен быть получен правильный результат.
Если отсутствует хотя бы один «параметр», используемая последовательность не является алгоритмом.
Как быстро освоить
Чтобы быстрее разобраться с разработкой программ, а также с алгоритмами не только Pascal, но и других ЯП, рекомендуется закончить специализированные компьютерные дистанционные курсы.
Вместе с ними пользователь с нуля сможет освоить любой язык разработки и изучить его особенности. Курс обучения составляет до 12 месяцев. В процессе гарантированы:
- кураторство;
- помощь в формировании портфолио;
- интересные домашние задания и практика.
В конце обучения пользователю выдадут сертификат в электронном виде, указывающий на приобретенный спектр знаний и навыков.
Алгоритмизация и программирование являются
одной из трудных для понимания учащимися тем в
предмете информатика, а при наличии дефицита
часов, выделяемых на изучение предмета, перед
учителем встает довольно сложная задача «Как
познакомить хотя бы с основами программирования
всех учащихся, в том числе и непрофильных
классов?». Между тем, как мы видим и в новых
стандартах и в демо-версии ЕГЭ по информатике эта
тема занимает существенное место. Предлагаемые
ниже материалы помогают познакомить ребят с
основными алгоритмическими конструкциями и
реализацией их на языке программирования
Паскаль и дать начальное представление о языке.
Заинтересовавшиеся учащиеся могут в дальнейшем
продолжить изучение языка программирования на
спецкурсе.
Предлагаю задания к трем урокам: по линейному
алгоритму, ветвлению и циклам. Типы переменных и
структура программы на Паскале рассматриваются
на предыдущих уроках.
Начальная подготовка учащихся.
- Знание основных алгоритмических конструкций:
линейный алгоритм, ветвление, цикл. - Знание основных типов переменных.
- Знание структуры программы на Паскале.
Ход урока.
Перед каждым уроком учитель раскладывает на
столах «Папки ученика», в которых находятся
листы с заданиями, таблица «Реализация элементов
блок – схемы алгоритма на языке Паскаль»,
«Алгоритм создания программы по шаблону» и
другой справочный материал. Если
предполагается создание программы по шаблону,
т.е. ученики редактируют уже имеющуюся программу,
то соответствующий файл *.pas с текстом программы
должен находится на жестком диске в
соответствующем каталоге.
Для знакомства с реализацией алгоритмической
конструкции средствами языка используется сайт http://schools.keldysh.ru/gym1522/inform/pascal/ (см. Приложение1)
Обсуждается задание, проговаривается сценарий,
составляется блок-схема алгоритма.
Далее ученики работают самостоятельно по
предложенному заданию. На каждый тип алгоритма
дано несколько заданий, одно выполняется в
классе, остальные могут быть домашним или
дополнительным заданием.
В качестве заданий на ветвление и циклы взяты
задачи по физике, так как программирование
изучается на уроках интегрированного с физикой
курса «Компьютерное моделирование физических
процессов и явлений» в 9 классе.
Описание приложений.
- Адрес сайта «Паскаль для начинающих» – http://schools.keldysh.ru/gym1522/inform/pascal/ Немного
сокращенный вариант находится в архиве (Приложение1.zip). Сайт выполнен
с использованием флэш-технологии, позволяет в
анимационной форме дать начальное представление
о языке Паскаль 7.0 Для демонстрации надо
разархивировать в каталог на жестком диске.
Главная страница сайта – index.html - Тексты программ для создания программ по
шаблону – файлы Приложение2.pas и Приложение3.pas. Их
надо переименовать в Shablon1.pas и Shablon2.pas и поместить
в соответствующий каталог на диске.
Использованная литература дана в Приложении 1
на сайте в разделе «ссылки».
Реализация элементов блок – схемы
алгоритма на языке Паскаль.
|
Элемент блок |
В программе |
Действия |
|
|
BEGIN |
Начало работы |
|
|
END. |
Конец работы |
 |
WRITE (‘A,B) |
На экране появляется надпись: введите A, B (оператор вывода данных) |
 |
WRITE (C) |
На экране появляется значение переменной C. (оператор вывода данных) |
 |
WRITE (‘результат=’,S) |
На экране появляется текст результат= и значение переменной S. (оператор вывода данных) |
 |
READ (X,Y) |
Надо вводить два числа с клавиатуры (оператор ввода данных) |
 |
C:=4*T ; D:=A+B; I:=I+1; |
После выполнения операторов, переменным присваиваются следующие значения: C=4T, D=A+B, I=I+1 (операторы присваивания) |
 |
IF A>B THEN
ELSE
|
Если условие A>B верно, то выполняется группа операторов ОП.1, в противном случае – группа операторов ОП.2 (условный оператор) |
 |
WHILE I<=N DO
|
Пока будет выполнено I? N, выполняется группа операторов ОП.1 (оператор цикла с предусловием, ОП.1 – тело цикла) |
 |
REPEAT ОП.1 UNTIL I>N |
Выполняется группа опера-торов ОП.1 до тех пор, пока не будет выполнено условие I>N. (оператор цикла с постусловием, ОП.1 – тело цикла) |
 |
FOR I:=1 TO N DO
|
Для каждого I от 1 до N выполняется группа операторов ОП.1 (оператор цикла с параметром, I – параметр цикла) |
Линейный алгоритм. Простейшая
программа (ввод/вывод данных, вычисление суммы,
разности, произведения и частного двух чисел).
 |
Задание
Написать программу, которая
Примерный вид экрана при работе |
|
| Введите свое имя Вася Привет, Вася Введите 2 числа 2 6 Сумма чисел равна 8 |
Для выполнения задания можно использовать
приведенный ниже текст программы или заранее
подготовленный учителем файл Shablon1.pas (файл Приложение2.pas) с текстом
программы, который находится в каталоге CLASS (там
же находятся личные папки учащихся). Ученик
проставляет вместо вопросительных знаков
необходимые операторы и служебные слова.
Комментарии в фигурных скобках поясняют, что
необходимо сделать. Программа состоит из двух
частей. В первой части программы демонстрируется
использование операторов ввода и вывода, во
второй, после комментария {ЗАДАНИЯ}, ученику надо
самому записать необходимые операторы,
используя приведенную выше блок-схему и
комментарии в программе. Алгоритм создания
программы по шаблону дан ниже.
Текст программы по линейному
алгоритму
PROGRAM P1;
{Объявление переменной S для ввода имени, надо
указать тип переменной – строковый}
VAR S: ???? ;
{Объявление переменных A и B для ввода чисел,
надо указать тип переменных – целые числа со
знаком}
VAR A,B: ???? ;
{Объявление переменной C для вывода результата,
надо указать тип переменной – все действительные
числа}
VAR C: ???? ;
{Начало раздела инструкций}
BEGIN
{Оператор вывода на экран сообщения (просьба
ввести имя)}
WRITE (‘Введите свое имя’);
{Оператор ввода данных (значение переменной S =
имя пользователя)}
READLN (S);
{Вывод на экран сообщения (приглашения к работе)
– слово “Привет” и значение переменной S
(введенное пользователем имя)}
WRITELN (‘Привет, ‘, S);
{ЗАДАНИЯ:}
{1)Запишите оператор вывода на экран
приглашения к вводу 2 чисел (переменные A и В)}
???????
{2) Запишите оператор ввода для переменных A и В}
???????
{3) Запишите оператор присваивания для
вычисления значения переменной С (сумма,
разность, произведение, частное двух чисел)}
C:=?????;
{4) Запишите оператор вывода на экран результата
вычислений (сумма (разность, произведение,
частное) = <значение переменной>}
????????
{Конец программы, конец раздела инструкций}
END.
Ветвление. Моделирование
равномерного прямолинейного движения двух тел.
 |
Задания
Построить компьютерную модель движения двух
I. Найти скорость сближения (удаления) 2-х Рассмотреть случаи: 1. Тела двигаются в одном направлении. 2. Тела двигаются в противоположных
Примерный вид экрана при работе |
|
| Введите скорость 1 тела 10 Введите скорость 2 тела 5 Введите направление 1 тела L Введите направление 2 тела R
Скорость равна 15 |
||
| II. Добавить ввод начальных координат тел и определить сближаются или отдаляются тела. III. Определить расстояние
IV. Выводить на экран текущие координаты тел.
V. Выводить на экран картину движения тел. |
||
Примечания:
|
Текст программы на ветвление
PROGRAM P2;
{Объявление переменных V1, V2 и V для значений
скоростей, тип переменных – целые числа со знаком
}
VAR V1, V2, V: ??? ;
{Объявление переменных A1 и A2 для значений
направлений, значения переменных – символы}
VAR A1, A2: ??? ;
{Начало раздела инструкций}
BEGIN
{Оператор вывода на экран сообщения (просьба
ввести скорость первого тела)}
WRITE (‘Введите скорость 1 тела’);
{Оператор ввода данных (значение переменной V1)}
READLN (V1);
{Тоже для второго тела}
?????????????
?????????????
{Аналогично осуществить ввод направлений
движения}
WRITE (‘Введите направление 1 тела’ );
READLN (A1);
?????????????
?????????????
{Условный оператор: проверка условия
равенства значений переменных A1 и A2}
IF A1 = A2 THEN V := V1 – V2 ELSE V := V1 + V2;
{Определение модуля вектора ABS – функция
вычисление абсолютной величины}
V:=ABS(V);
{Оператор вывода на экран результата
вычислений }
????????
{Конец программы, конец раздела инструкций}
END.
Текст программы находится в файле Приложение3.pas (в кодировке MS
DOS). Его надо переименовать в Shablon2.pas и можно
использовать при создании программы по шаблону
(см. алгоритм ниже).
Алгоритм создания программы по
шаблону.
1. Войти в систему программирования Turbo Pascal 7.0.
2. Открыть файл ShablonK.pas (K – номер шаблона):
2.1. File -> Open
2.2. Перейти в каталог CLASS (в списке Files
выбрать ..)
2.3. Выбрать файл ShablonK.pas (K – номер шаблона)
2.4. Подтвердить выбор (Open)
3. Выполнить задание, заменяя ????.
4. Сохранить файл в своем каталоге:
4.1. (File -> Save as)
4.2. Убедится, что находитесь в своем каталоге
(нижняя строчка)
4.3. Ввести имя файла
4.4. Подтвердить сохранение (Ok)
5. Запустить программу (Run -> Run или Ctrl+F9)
6. При наличии ошибок, внести изменения в
программу и повторить пункт 5.
7. Просмотреть результат выполнения программы (Debug
User Screen или Alt+F5)
8. Сохранить файл (File -> Save или F2)
9. Выйти из системы программирования (File ->
Exit или Alt+X)
Для циклического алгоритма уже текст программы
не дается. Учащиеся должны сами составить
программу по блок – схеме.
Циклы. Моделирование
равноускоренного движения.
 |
Задания
Построить модель равноускоренного движения
I.. Тело двигается по прямой. Выводить на Исходные данные (задаются с клавиатуры): 1. Начальная скорость тела (V0, м/с). 2. Ускорение тела со знаком (A, м/с2). 3. Начальное положение тела (X0, м). 4. Время движения (TK, с). Расчетные данные (выводятся на экран):
Примерный вид экрана при работе |
|
| Введите скорость тела 10 Введите ускорение тела 2 Введите нач. положение тела 0 Введите время движения тела 200 T = 0 X = 0 T = 10 X = 200 T = 20 X = 600 ………..
T = 200 X = 42000 |
||
| II. Рассмотреть случай, когда известно конечное положение тела, но неизвестно время движения. III. Организовать ввод/вывод
Примечание: блок-схема и фрагменты программы |
||
|
Реализация блока |
||
|
Цикл с предусловием |
Цикл с постусловием | Цикл с параметром |
 |
 |
 |
| x:=x0;
t:=0;
While T <= TK do
begin
X:=X0+V0*T+A*T*T/2;
Writeln (‘T = ‘,T,’ X = ‘,X);
T:=T+10; end; |
X:=X0;
T:=0;
Repeat
X:=X0+V0*T+A*T*T/2;
Writeln (‘T = ‘,T,’ X = ‘,X); T:=T+10;
Until T>=TK; |
X:=X0; T:=0; N:=Trunc(TK/10);
For i:=0 to N do
begin
T:=i*10; X:=X0+V0*T+A*T*T/2;
Writeln (‘T = ‘,T,’ X = ‘,X);
end; |
