1. КраткИе теоретические сведения

Алгоритм - это однозначно определенная последовательность действий, записанная на понятном исполнителю алгоритмическом языке и определяющая процесс перехода от исходных данных к результату.

Формы записи алгоритма

Принято выделять 2 основные формы записи алгоритма.

Графическая форма записи (блок-схема) характерна тем, что отдельные шаги алгоритма изображаются геометрическими фигурами, а последовательность выполнения шагов - связями между этими фигурами. На рис. 1. указаны основные элементы блок - схем.

Рис. 1. Основные элементы блок-схем

Указанные на рис. 1. геометрические фигуры интерпретируются так:

Прямоугольник - любая последовательность действий; внутри прямоугольника записываются формулы или словесное описание выполняемых действий;

Ромб - блок проверки условия; так как любое условие может быть только истинно или ложно, у блока 1 вход и 2 выхода, соответствующие действиям, выполняемым в случаях, когда условие истинно и когда оно ложно. Выходы подписывают символами "+" и "-", "да" и "нет", "1" и "0".

Параллелограмм - блок ввода исходных данных. Внутри фигуры обычно пишется, какие именно данные должны быть введены;

Лист с разрывом - блок вывода данных. Внутри блока указывается, какие данные или сообщения программа выводит для представления пользователю;

Закругленные прямоугольники - необязательные блоки начала и конца программы, внутри блоков обычно указываются ключевые слова "нач" и "кон" соответственно;

Последняя фигура служит для изображения циклов, как правило, у нее 2 входа (первый и повторный вход в цикл) и 1 выход, соответствующий завершению циклического процесса.

Текстовая форма записи алгоритма (псевдокод) характерна тем, что шаги алгоритма и последовательность их выполнения задаются с помощью набора специальных ключевых слов. Эта форма ближе к реальным языкам программирования.

Существует много различных вариантов псевдокода, например, в русскоязычной литературе по программированию распространен следующий вариант псевдокода:

• нач - начало программы;

• кон - конец программы;

• если ... то ...иначе - проверка условия;

• ввод - ввод данных;

• вывод - вывод данных;

• для ... от .. до ... нц ... кц - цикл со счетчиком (нц - начало цикла, кц - конец);

• пока ... нц ...кц - цикл с предусловием;

• нц ... кц ... пока - цикл с постусловием.

Алгоритм и программа решения задачи на ЭВМ должны разрабатываться в соответствии с обязательным использованием переменных и стандартных функций языка Паскаль.

К основным типам переменных относятся следующие функции:

var { секция объявления переменных }

r: Real; { переменная вещественного типа }

i: Integer; { переменная целого типа }

c: Char; { переменная-символ }

b: Boolean; { логическая переменная }

s: String; { переменная строки }

t: Text; { переменная для объявления текстового файла }

Стандартные функции служат для выполнения элементарных математических расчетов, часто требуемых при написании программ. Разработчики Паскаля стремились сделать его программное ядро максимально компактным, поэтому в него не вошел ряд функций, обычно имеющихся в других языках, таких, как вычисление максимума и минимума, возведение числа в произвольную степень.

Информация об основных стандартных функциях представлена в

таблице 1.

Таблица 1.

Математическая запись	Запись на Паскале	Пояснение
|x|	abs(x)	Модуль аргумента x
x2	sqr(x)	Квадрат аргумента x
sin x cos x arctg x	sin(x) cos(x) arctan(x)	Остальные тригонометрические функции выражаются через эти функции
ex ln x	exp(x) ln(x)	Экспонента и натуральный логарифм
	sqrt(x)	Квадратный корень от аргумента x
	pi	Функция без аргументов, число 
	trunc(x)	Функция отбрасывает дробную часть аргумента, аргумент не округляется
	frac(x)	Функция выделяет дробную часть своего аргумента
	round(x)	Округление вещественного числа до ближайшего целого

Ниже приводятся команды, которые передаются среде Турбо Паскаля функциональными клавишами и некоторыми их комбинациями с клавишами Ctrl и Alt:

Fl - обратиться за справкой к встроенной справочной службе (Help-помощь);

F2 - записать редактируемый текст в дисковый файл;

F3 - прочитать текст из дискового файла в окно редактора;

F4 - используется в отладочном режиме: начать или продолжить исполнение программы и остановиться перед исполнением той ее строки, на которой стоит курсор;

F5 - распахнуть активное окно на весь экран;

F6 - сделать активным следующее окно;

F7 - используется в отладочном режиме: выполнить следующую строку программы; если в строке есть обращение к процедуре (функции), войти в эту процедуру и остановиться перед исполнением первого ее оператора;

F8- используется в отладочном режиме: выполнить следующую строку программы; если в строке есть обращение к процедуре (функции), исполнить ее и не прослеживать ее работу;

F9 - компилировать программу, но не выполнять ее;

F10 - перейти к диалоговому выбору режима работы с помощью главного меню;

Ctrl-F9 - выполнить прогон программы: компилировать программу, находящуюся в редакторе, загрузить ее в оперативную память и выполнить, после чего вернуться в среду Турбо Паскаля.

Alt-F5 - сменить окно редактора на окно вывода результатов работы (прогона) программы.

Обычно работа в среде системы программирования начинается с загрузки текста программы, хранящегося на диске, в окно редактирования или создания нового файла с исходным текстом. Исходные тексты программ на Pascal имеют расширение .pas.

После редактирования исходный текст необходимо сохранить на диске и компилировать. Если компиляция прошла нормально, можно запустить программу на выполнения, или следует устранить синтаксические ошибки в текстовом редакторе и снова выполнить компиляцию.

Если программа выдает правильный ответ, то она готова к эксплуатации, в противном случае следует найти логические ошибки в программе, устранить их с помощью редактора и еще раз проверить правильность работы программы.

Программа на Паскале не просто состоит из операторов - порядок следования этих операторов не случаен и образует определенную структуру. Структура простейшей программы описана в табл. 2.

Таблица 2. Структура простой программы на Паскале

Название раздела	Операторы раздела
Заголовок программы	program Имя программы;
Раздел описаний	const список констант; var список переменных;
Тело программы – содержит операторы программы	begin операторы; end.

Пара операторов begin и end называется операторными скобками, они служат для того, чтобы объединить группу операторов, выполняемых вместе, например, в цикле или по условию. Ключевые слова begin и end следует рассматривать как единый оператор, поэтому после begin точка с запятой не ставится, а количество begin и end в программе всегда одинаково. Таким образом, тело программы заключено в операторные скобки, объединяющие все ее операторы.

Алгоритм и программа решения задачи на ЭВМ должны разрабатываться в соответствии со следующими этапами:

1. ввод исходной информации в ЭВМ;

2. выполнение преобразования исходной информации в конечный результат;

3. вывод результата пользователю на экран, печать.

Стандартный ввод – это ввод информации с клавиатуры в переменные, хранящиеся в оперативной памяти.

Стандартный вывод – это вывод информации на экран из оперативной памяти (переменных).

Для стандартного ввода используют оператор READLN (список ввода)

Список ввода – список вводимых переменных, разделенных запятыми.

Выполнение оператора READLN вызывает переход ЭВМ в режим ожидания действий пользователя, при этом на экране появляется мигающий курсор, пользователь должен набрать на клавиатуре значение и нажать на клавишу ENTER. Введенное значение помещается в переменную, а выполнение программы продолжается.

Для стандартного вывода используют операторы WRITE (список вывода) или WRITELN (список вывода).

Список вывода – список выводимых переменных, разделенных запятыми.

Пример 3:

VAR A, B: integer;

C: real;

Begin

Writeln(‘Введите числа А и В -’);

Readln(A, B);

C:=A*B;

Write(‘Произведение = ’,C);

End.

В списке вывода после имени переменной можно указывать формат вывода.

Форматы вывода особенно удобно использовать для вещественных значений.

Формат вывода - величина: число

Если величина является символом или строкой, то число – это количество выводимых символов. Пробелы добавляются справа – в конце строки.

Если величина целого типа, то число указывает длину поля для выводимого числа, пробелы добавляются перед числом.

При выполнении задач курсовой работы, данный теоретический материал является основным при создании программ.

1. требования к содержанию курсовой работы.

Курсовая работа должна включать в себя следующие разделы:

1. Титульный лист

2. Бланк задания (выдается преподавателем)

3. Содержание

4. Введение

5. Постановка задачи

6. Формализация задачи

7. Блок-схема алгоритма

8. Алгоритм решения

9. Контрольный пример

10. Заключение

11. Список использованной литературы.

Рассмотрим более подробно содержание каждого раздела курсовой работы.

Раздел «Введение»

В данном разделе необходимо кратко, в пределах 1–1,5 страниц описать задачу и структуру курсовой работы. То есть, нужно коротко описать тему и задачу работы, затем то, как будет решаться эта задача, какие действия и с какой целью будут в работе производиться. Раздел «Введение» не нумеруется и не содержит подразделов.

Раздел «Постановка задачи»

Данный раздел должен содержать описание входной, выходной и промежуточной информации, а также описание математических способов решения предложенной задачи, обоснованный выбор способа решения.

В отдельные подразделы выделяются: выбор и описание выбранного способа решения задачи.

Объем данного раздела 1-3 страницы.

Раздел «Формализация задачи»

Формализация задачи – это описание задачи формальными средствами (математическими, логическими). В начале раздела необходимо дать краткое описание формы записи алгоритма в виде словесно-формульного описания, объяснить принципы его составления.

Затем должны следовать 3 подраздела:

1. «Описание алгоритма

2. «Выполнение алгоритма» – в котором приводятся протоколы выполнения алгоритма с исходными данными;

3. «Выводы по результатам выполнения алгоритма» – в котором должны быть сделаны выводы о правильности составления алгоритма.

Объем данного раздела 4-5 страниц.

Раздел «Блок-схема алгоритма»

Блок-схема – это последовательность блоков, предписывающих выполнение определенных операций, и связей между этими блоками. Внутри блоков указывается информация об операциях, подлежащих выполнению.

Конфигурация и размеры блоков, а также порядок графического оформления блок-схем регламентированы ГОСТ 19002-80 и ГОСТ 19003-80 "Схемы алгоритмов и программ".

Примеры основных блок- схем представлены на рисунках 1.1., 1.2., 1.3

Нередко при алгоритмическом решении задачи возникает необходимость создания цикла, содержащего в своем теле другой цикл. Такие вложенные друг в друга циклы относятся к структурам вложенных циклов. Порядок вложенности циклов, когда в теле внутреннего цикла содержатся другие циклы, может быть достаточно большим. Этот порядок определяется методом, с помощью которого достигается решение поставленной задачи. Так, при обработке одномерных массивов, как правило, удается построить алгоритмическую схему без вложения циклов.

Алгоритмы со структурами вложенных циклов часто используют при решении задач обработки двумерных массивов. В таких алгоритмах счетчики циклов используются для манипуляции с индексами массивов.

Объем данного раздела 5-7 страниц.

Раздел «Алгоритм решения задачи»

Программа для курсовой работы составлена на языке Турбо Паскаль. Для решения поставленной задачи использовались как стандартные процедуры и функция языка, так и организованные самостоятельно. Также в данном разделе должно содержаться краткое описание языка программирования Turbo Pascal, и приведен исходный код программы на языке Pascal. После этого, приводятся скриншоты (снимки экрана) запусков программы с ранее использованными наборами исходных данных. Объем раздела 2-4 страницы.

Раздел «Контрольный пример»

При запуске программы, находящиеся в рабочей зоне посредствам строки меню RUN или комбинацией клавиш(ctrl+F9) мы имеем возможность проверить нашу программу. Необходимо сделать приводятся скриншоты (снимки экрана), если программа выполняется.

Раздел «Заключение»

В заключении необходимо коротко описать выполненную работу, ожидавшийся и полученный результат, выводы об удобстве и применимости использованных форм описания алгоритмов для данной задачи, возможности и области применения составленной программы.

Объем данного раздела 1-1,5 страницы.

2. Требования к оформлению курсовой работы

Курсовая работа состоит из двенадцати задач из различных разделов электронного задачника, который прилагается к методическим указаниям. По каждой задаче составляются алгоритм, блок-схема и программа. Вариант задания на курсовую работу каждый студент получает индивидуально, согласно номеру в журнале. Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки на 15 -20 страницах формата А4, напечатанного текста и включает в себя:

- титульный лист (приложение А);

- задание на проектирование (приложение В) по форме, установленной кафедрой, руководящей проектом (работой) и в соответствии с «Положением о курсовом проектировании»;

- исходные данные, предусмотренные заданием;

- дополнительные исходные данные (схемы, коэффициенты и т.п.), при этом выбор должен быть обоснован;

- основное задание, включающее в себя формализацию задачи и блок – схему алгоритма;

- текст программы;

- контрольный пример, содержащий скриншоты, выполненной программы;

- заключение к каждой выполненной задаче;

При выполнении пояснительной записки необходимо использовать шрифт Times New Roman, размер шрифта - 14, интервал 1,5, шаблоны рамок предусмотренных ГОСТ.

В приложения А и В приведены образцы оформления титульного листа и бланка задания соответственно.