0

Министерство образования и науки рф

ФГБОУ «Южно-Российский государственный технический университет (НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИтЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)»

Кафедра мехатроники

и гидропневмоавтоматики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам

по дисциплине

«ИНФОРМАТИКА»

Новочеркасск 2011

Данные лабораторные работы выполняются бакалаврами 1 курса дневной формы обучения по направлению подготовки: 221000 «Мехатроника и робототехника» и 141100 «Энергетическое машиностроение» с целью закрепления теоретических знаний и получения практических навыков по информатике и программированию на языке Паскаль.

Составитель:

Бондаренко М.Д., к.т.н., доцент каф. мехатроники и гидропневмоавтоматики.

Тираж: 20 экз.

Объем: стр.

Утверждено на заседании кафедры

Протокол № ___

«____» ________________ 20____ г.

Зав. кафедрой Шошиашвили М.Э.

Наука информатика

Стремительное развитие и широкое распространение вычислительной техники послужили предпосылками к появлению нового раздела науки, названного информатикой. Основные направления информатики связаны с разработкой спе­циальных компьютерных методов решения сложных исследователь­ских и практических задач.

Информатика долгое время рассматривалась как часть матема­тики и развивалась усилиями математиков. И хотя специфичность компьютерных методов дает основание говорить об информатике как об особой науке, все же следует подчеркнуть, что эта наука существенно, опирается на достижения математики. Последнее объ­ясняется тем, что явления и процессы, которые изучаются естест­венными и техническими науками, экономические процессы и т. д. часто удается описать с помощью понятий математики - функций, систем уравнений, неравенств и др., и для получения конкретных сведений об изучаемых явлениях и процессах надо произвести не­которые действия (например, прибегая к помощи компьютера) над математическими объектами.

Название «информатика» происходит от слова «информация», которое, в свою очередь, означает сведения о чем-либо. Ком­пьютер фактически предназначен для переработки информации. Исходная информация о некотором процессе, имеющая вид чисел, таблиц, графиков, текстов и т. д., может быть преобразована в другую информацию об этом же процессе. Например, информация о взаимном расположении планет может быть с помощью компью­тера довольно быстро преобразована в информацию о расположении, которое будет наблюдаться через интересующее нас время. Информация о производственных возможностях предприятия мо­жет быть преобразована в информацию о таком распределении работы, которое обеспечивает эффективное использование всех имеющихся возможностей и т.д. Но для того, чтобы решение по­добной задачи стало возможным, надо сначала разработать алго­ритм и написать соответствующую программу для компьютера.

Алгоритмы и программы

Понятие алгоритма является одним из центральных понятий информатики. Слово алгоритм, в сущ­ности, является синонимом слов способ, рецепт, и т. д. Можно говорить, в этом смысле, об алгоритме нахождения корней квад­ратного уравнения, заданного своими коэффициентами, или об алгоритме разложения натурального числа на простые множители. В основе этих алгоритмов лежат простейшие математические опе­рации над числами. Такие алгоритмы называются численными. Довольно часто рассматриваются и нечисленные алгоритмы. На­пример, в роли исходных данных и результатов могут выступать последовательности символов - тексты, формулы и т. д., в роли операций - не операции сложения, умножения и подобные им, а операции приписывания одной последовательности к другой, опе­рация замены по некоторой таблице одних символов на другие и т. д. Примером алгоритма, основывающегося на подобных опера­циях, являются алгоритмы преобразования текста в его код Морзе.

Итак, алгоритм - это описанный со всеми подробно­стями способ получения удовлетворяющих поставленному условию результатов по исходным данным.

Поиски различных алгоритмов входили в круг важных задач во все время существования науки. Уже в древнейшие времена были получены способы нахождения площадей и объемов геомет­рических фигур и тел по их размерам. Одним из достижений ан­тичной науки было изобретение Евклидом (III век до н.э.) не­обычно остроумного способа быстрого нахождения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел. Математики Древнего Востока изобрели десятичную систему и дали правила вычисле­ний в этой системе. Сам термин «алгоритм» тоже имеет древнее происхождение, являясь латинизированной транскрипцией имени великого среднеазиатского ученого IX века Мухаммеда аль-Хорезми (буквально: Мухаммеда из Хорезма или Мухаммеда Хорезмского; Хорезм - название древнего государства на территории Узбекиста­на). В математическом трактате Мухаммеда аль-Хорезми форму­лировались, в частности, правила разнообразных вычислений.

Ряд важных для вычислительной практики алгоритмов был разработан в XVII-XIX веках И. Ньютоном, Л. Эйлером, К. Ф. Гауссом - крупнейшими математиками своего времени. Эти алгоритмы не утратили своего значения по сегодняшний день.

В настоящее время интерес к алгоритмам особенно велик бла­годаря упомянутой возможности использования компьютеров в технике, экономике, научных исследованиях и т. д. Дело здесь в том, что компьютер во время работы выполняет заданную програм­му, а программа является некоторым алгоритмом, записанным в специальных обозначениях. Соответствующую систему обозначений называют языком программирования. Точнее, язык программиро­вания - это совокупность средств и правил представления алго­ритма в виде, приемлемом для компьютера.

Число используемых языков программирования сейчас доста­точно велико. Среди наиболее распространенных следует в первую очередь назвать такие языки, как Фортран, Бейсик, Лисп, Паскаль, Си. Язык программирования Паскаль, созданный в 70-х годах швейцарским ученым Н. Виртом, приобрел в последнее время значительную популярность. В Паскале скон­центрированы многие лучшие черты языков-предшественников. В нашем курсе информатики в качестве рабочего языка програм­мирования будет использоваться именно Паскаль.