Департамент внутренней и кадровой политики Белгородской области ГБОУ ВО «Белгородский государственный институт искусств и культуры» Кафедра информатики и информационно-аналитических ресурсов

ПРОГРАММИРОВАНИЕ ДЛЯ БИБЛИОТЕЧНЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ

Учебно-методическое пособие для бакалавров по направлению подготовки 51.03.06 «Библиотечно-информационная деятельность»

Авторы-составители: И.Н. Доронина, О.А. Киреева

Белгород

2017

1

Рецензенты:

доктор физико-математических наук, профессор кафедры информационно-компьютерных технологий в деятельности ОВД БЮИ МВД России имени И.Д. Путилина

С.Е. Савотченко;

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информатики и информационно-аналитических ресурсов БГИИК

И.Н. Перепелкин

деятельность» / авт.-сост. И.Н. Доронина, О.А. Киреева. – Белгород : ИПК БГИИК, 2017. – 96 с.

ISBN 978-5-91756-090-8

Пособие содержит комплекс теоретических знаний и практических работ по дисциплине «Информатика» (раздел «Инструментарий программирования») по направлению подготовки 51.03.06 Библиотечно-информационная деятельность (квалификация бакалавр), профиль «Технология автоматизированных библиотечноинформационных систем». Представленные в пособии практические работы сопровождают методические рекомендации по их выполнению. В качестве основного инструмента для выполнения работ предлагается метод структурного программирования, являющийся основой современных CASE-средств. Рекомендуется для студентов очного и заочного отделений факультета социальнокультурной и информационно-библиотечной деятельности в процессе обучения и для самостоятельной работы. Пособие может быть использовано при изучении программирования бакалаврами всех гуманитарных направлений, использующим компьютерные технологии.

УДК 023.5:004.9(075.8)

ББК 78.30я73+32.973.2я73

2

3

Введение

Актуальность использования персональных компьютеров современными специалистами-гуманитариями обоснована постоянно увеличивающимся потоком информации. Необходимость оперативного и качественного решения профессиональных задач обязывает представителей профессионального сообщества в сфере культуры и искусств не только быть готовыми к сбору, обработке и хранению информации, но и овладевать основами программирования.

Программирование, чаще всего как раздел дисциплины «Информатика» в том или ином объёме всегда сопровождал процесс обучения выпускников вузов культуры и искусств. Однако ранее его преподавание заключалось в изучении «штампов» и представляло собой решение классических задач с применением процессов моделирования и алгоритмизации. Сегодня же в условиях развитой информационной инфраструктуры сферы культуры и искусств компетентностная модель выпускника естественным образом должна быть дополнена навыками программирования. Это позволит грамотно использовать возможности современных технологий программирования, в том числе, и технологии обработки электронной документации.

Ширина и скорость современного информационного потока предполагает не просто увеличение объёма академических часов для изучения основ программирования, но и выделение специальных учебных разделов. Навыки программирования, полученные специалистами-гуманитариями в рамках таких разделов, будут способствовать организации межотраслевого обмена контентом, что в целом окажет положительное влияние на способность общества к обобщению и хранению и ретрансляции культурного наследия.

Цель настоящего пособия состоит в приведении в соответствие с требованиями новых образовательных стандартов профессионального уровня специалистов-гуманитариев в части самостоятельного формулирования ими конкретных профессиональных задач и их последующего решения в соответствующей программной среде.

4

Сегодня программирование – это искусство алгоритмически мыслить и достигать успеха. Появилось такое понятие как «лайфхак», которым обозначают набор приёмов и методов, предполагающих максимальное упрощение любых процессов и достижение своих целей с использованием готовых решений. Другими словами, всё это называют «взломом» окружающей среды и жизни, который помогает максимально упростить жизнь. Умение алгоритмически мыслить позволяет решать задачи любой предметной области, используя план действий, приводящий к определенному результату.

При разработке данного учебно-методического пособия основной целью ставилось оптимальное сочетание дидактических принципов научности и доступности. Задачей ставилась не столько разработка собственных алгоритмов, сколько формирование умений «читать» и анализировать готовые алгоритмы в виде блок-схем и программных кодов. Каждая тема состоит из четырех блоков: теоретического, практического, заданий для самостоятельной работы, творческого, что обеспечивает реализацию дидактического принципа разноуровневой дифференциации.

В качестве информационного сопровождения учебнометодического пособия разработан электронный образовательный ресурс «Курс по программированию в среде TURBO-PASCAL», который представляет собой комплекс презентаций по всем темам.

5

Тема 1. Понятие алгоритма. Виды алгоритмов. Способы представления алгоритмов. Понятие блок-схемы. Виды функциональных блоков. Структуры алгоритмов

Теоретический блок

Каждому специалисту постоянно приходится сталкиваться с различными профессиональными задачами (проблемами) и решать их различными возможными способами. Задача характеризуется известными величинами (исходными данными) и отношениями между ними и величинами или отношениями, значения которых неизвестны и должны быть определены в результате решения задачи.

Решение задачи предполагает выполнение определенной последовательности действий над объектами (элементами) для получения необходимого результата. Последовательность таких действий задается (описывается) алгоритмом. Данное определение можно трактовать как интуитивное определение алгоритма. Алгоритм позволяет формализовать выполнение информационного процесса.

Сегодня отсутствует строгое определение этого понятия,

А.Н. Колмогорову) – это система вычислений, выполненных по строго определенным правилам, которая после какого-либо числа шагов заведомо приводит к решению поставленной задачи. Алгоритм (по А.А. Маркову) – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, идущий от варьируемых исходных данных к искомому результату. Мы будем понимать п од алгоритмом набор строго детерминированных предписаний (указаний) исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или решение поставленной задачи.

В качестве исполнителей алгоритма могут выступать человек и различные устройства: механические, электрические, электронновычислительные машины (ЭВМ) и т.д.

Анализ примеров различных алгоритмов показывает, что запись алгоритма распадается на отдельные указания исполнителю выполнить некоторое законченное действие. Каждое такое указание называется командой. Команды алгоритма выполняются одна за другой. После каждого шага исполнения алгоритма точно известно,

6

какая команда должна выполняться следующей. Совокупность команд, которые могут быть выполнены исполнителем, называется системой команд исполнителя.

Исполнитель алгоритма – это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.

Исполнителя характеризуют:

−среда;

−элементарные действия;

−система команд;

−отказы.

Среда (или обстановка) – это «место обитания» исполнителя. Например, для исполнителя Робота из школьного учебника среда – это бесконечное клеточное поле. Стены и закрашенные клетки тоже часть среды. А их расположение и положение самого Робота задают конкретное состояние среды.

Система команд. Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка – системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнена команда) и описаны результаты выполнения команды. Например, команда Робота «вверх» может быть выполнена, если выше Робота нет стены. Ее результат – смещение Робота на одну клетку вверх.

После вызова команды исполнитель совершает соответствующее элементарное действие.

Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается при недопустимом для нее состоянии среды.

Обычно исполнитель ничего не знает о цели алгоритма. Он выполняет все полученные команды, не задавая вопросов «почему» и «зачем».

В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.

Алгоритмы разделяются на численные и логические. Численные алгоритмы – это алгоритмы, в соответствии с

которыми решение задач сводится к арифметическим действиям. Логические алгоритмы – это алгоритмы, в соответствии с

которыми решение задач сводится к логическим действиям.

7

Свойства алгоритмов:

1.Дискретность. Это разделение выполнения решения задачи на отдельные операции (выполняемые исполнителем по определенным командам) Поочередное выполнение команд алгоритма за конечное число шагов приводит к решению задачи, к достижению цели.

2.Точность (определенность). Каждый алгоритм строится в расчете на некоторого исполнителя. Для того, чтобы исполнитель мог решить задачу по заданному алгоритму, необходимо, чтобы он был в состоянии понять и выполнить каждое действие, предписываемое командами алгоритма.

3.Конечность (результативность). Это свойство означает, что исполнение алгоритма должно закончиться за конечное число шагов.

4.Универсальность (массовость). Алгоритм должен быть составлен так, чтобы им мог воспользоваться любой исполнитель для решения аналогичной задачи (например, правила сложения и умножения чисел годятся для любых чисел, а не для каких-то конкретных.)

Таким образом, выполняя алгоритм, исполнитель может не вникать в смысл того, что он делает, и вместе с тем получать нужный результат. В таком случае говорят, что исполнитель действует формально, т.е. отвлекается от содержания поставленной задачи и только строго выполняет некоторые правила, инструкции.

На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:

1.Словесная (записи на естественном языке).

2.Графическая (изображения из графических символов).

3.Псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.).

4.Программная (тексты на языках программирования).

При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой.

8

В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.

Блок-схема – распространенный тип схем (графических моделей), описывающих алгоритмы или процессы, в которых отдельные шаги изображаются в виде блоков различной формы, соединенных между собой линиями, указывающими направление последовательности.

Правила выполнения схем определяются ГОСТ 19.701-90. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения (ИСО 5807-85) [3].

Таблица 1. Стандарты графических изображений блоков

9

Структурное программирование в качестве средства борьбы с большим количеством стрелок предлагает еще один способ графического представления алгоритмов. Это диаграммы НэйсиШнейдермана [8].

10