Ответы к госэкзамену по программированию (Pascal) для ССУЗов

Подождите немного. Документ загружается.

137

Программирование

1. Алгоритм, понятие, свойства, форма записи, виды. Понятие языка

программирования. Классификация языков программирования

Алгоритм – это точное предписание о выполнении некоторого процесса обработки

данных, который через разумное конечное число шагов приводит к решению

поставленной задачи данного типа для любых вариантов исходных данных.

Данные – это информация представленная в формализованном виде (числа,

таблицы, рисунки).

Свойства алгоритма:

1. Детерминированность (определенность). Данное свойство означает, что метод

решения задачи должен быть дан в алгоритме способом, не допускающим различное

толкование человеком и ЭВМ.

2. Массовость – означает, что алгоритм должен быть пригоден для любых

вариантов исходных данных.

3. Результативность – означает, что в итоге выполнения алгоритма должен быть

получен результат за конечное число шагов.

Каждый алгоритм имеет вход и выход.

Вход алгоритма – это совокупность его исходных данных.

Множество допустимых значений переменной на входе алгоритма – область

определения алгоритма.

Выход алгоритма – совокупность результатов его работы.

Формы записи алгоритмов:

- Словесная (записи на естественном языке)

- Графическая (изображение в виде блок-схемы)

- С использованием специального алгоритмического языка;

- Табличная (в форме таблиц)

- Программная (тексты на языках программирования)

Виды алгоритмов.

1. Алгоритмы линейной структуры состоят из последовательности каких-либо

действий, т.е. ввод значений, вычисление с введенными данными и вывод результата.

2. Алгоритмы разветвляющей структуры. Существуют задачи, в которых требуется

организовать выбор выполнения последовательности действий в зависимости от каких-

либо условий. Если на ветвях одного ветвления содержатся другие ветвления, то такой

алгоритм имеет структуру вложенных ветвлений.

Язык программирования – фиксированная система обозначений и правил для

достижения определенных целей.

Языки делятся в зависимости от близости или удаленности от языка машинных

команд:

- языки высокого уровня – инструкции для ЭВМ записываюся простыми

командами на аппаратном уровне, который отображает структуру ЭВМ, продуцируют

быстрые и компактные продукты, но сложные для изучения и работы (отчасти C/C++,

ассемблер).. Такие языки еще называют Машино – ориентированными.

- языки низкого уровня – инструкции для ЭВМ записываются в наглядно, легко

воспринимаемом виде, имеют понятный синтаксис, близкий к человеческому общению, и

удобные в работе, но создают довольно громоздкие и медленные программы (таковы, к

примеру, семейства языков Basic, Java, Delphi, отчасти языки C/C++)

Проблемно-ориентированные языки – предназначены для решения узкого класса

задач.

Процедурно-ориентированные языки – используют специалисты, знающие

математич. модель решения задач и методы решения.

138

Программирование

2. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ, ФУНКЦИИ, ВЫРАЖЕНИЯ.

АРИФМЕТИЧЕСКИЙ ОПЕРАТОР ПРИСВАИВАНИЯ "TURBO-

PASCAL 7.0. ТИПЫ ДАННЫХ.

Арифметическим называется выражение, составленное из операндов – величин,

над которыми производится операция, скобок и знаков операций. В результате

вычисления выражения получается значение определенного типа.

Арифметические операции

Операция Действие Тип операндов Тип результата

Бинарные

+ Сложение Целый, вещественный Целый, вещественный

- Вычитание Целый, вещественный Целый, вещественный

* Умножение Целый, вещественный Целый, вещественный

/ Деление Целый, вещественный Вещественный

DIV Целочисленное деление Целый Целый

MOD Остаток от деления Целый Целый

Унарные

+ Сохранение знака Целый, вещественный Целый, вещественный

- Отрицание знака Целый, вещественный Целый, вещественный

Арифметические функции

Обращение Тип аргумента Тип результата Функция

Abs(x) Целый, вещественный Целый, вещественный Модуль аргумента

Frac(x) Целый, вещественный Вещественный Дробная часть х

Int(x) Целый, вещественный Вещественный Целая часть х

Random Вещ-ый Псевдослуч. число [0,1]

Random(x) Целый Целый Псевдослуч. число [0,х]

Round(x) Вещественный Целый Окр-ие до ближ-его целого

Sqr(x) Целый, вещественный Вещественный Квадрат х

Sqrt(x) Целый, вещественный Вещественный Корень квадр. из х

Запоминание переменной своего значения или, иначе говоря, запись в ячейки

памяти данных, выполняется с помощью оператора присваивания, например A:=2. В

Паскале знак присваивания представлен комбинацией двух символов: ":" и "=". Знак

присваивания не следует путать с операцией сравнения "=".

В случае ошибочной записи оператора присваивания, например в выражении i:=i+1

(переменная i увеличивает свое значение на 1) он будет выглядеть как сравнение i=i+1,

заведомо ложное. Выполнение оператора присваивания сводится к вычислению значения

выражения, стоящего от символа присваивания справа, с последующей записью

полученного результата в переменную, стоящей от символа слева: X:=2*Pi*R;

A:=SQRT(A*A+B*B).

Не допускается записывать в целочисленную переменную (типа integer)

вещественное значение (типа Real).

Типы данных

1.указательные;

2.структурные (записи; файлы; массивы; строки; множества;)

3.простые:вещественные; порядковые(целые; логические; символьные;

перечисляемые; интервальные.)

Идентификатор Длина, байт Диапазон значений

Ц Е Л Ы Е Т И П Ы

INTEGER 2 -3276 … 32767

BYTE 1 0 … 255

WORD 2 0 … 65535

В Е Щ Е С Т В Е Н Н Ы Е Т И П Ы

REAL 6 2,9·10

-39

… 1,7·10

SINGLE 4 1,5·10

-45

… 3,4·10

Л О Г И Ч Е С К И Й Т И П

139

Программирование

BOOTLEAN 1 True, False

С И М В О Л Ь Н Ы Й Т И П

CHAR 1 Все символы кода ASC

140

Программирование

3. Условный оператор, оператор выбора и безусловного перехода в

TURBO- PASCAL 7.0

Условный оператор позволяет проверить некоторое условие и в зависимости от

результатов проверки выполнить то или иное действие. Таким образом, условный

оператор - это средство ветвления вычислительного процесса.

Структура условного оператора имеет следующий вид:

IF <условие> THEN <оператор1> ELSE <оператор2>;

где IF, THEN, ELSE - зарезервированные слова (если, то, иначе); <условие> -

произвольное выражение логического типа; <оператор1>, <оператор2> - любые

операторы языка Турбо Паскаль.

Условный оператор работает по следующему алгоритму. Вначале вычисляется

условное выражение <условие>. Если результат есть TRUE (истина), то выполняется

<оператор1>, а <оператор2> пропускается; если результат есть FALSE (ложь), наоборот,

<оператор1> пропускается, а выполняется <оператор2>.

Например:

var

х, у, max: Integer;

begin

.......

if x > max then

у := max else

y := x;

При выполнении этого фрагмента переменная Y получит значение переменной X,

если только это значение не превышает МАХ, в противном случае Y станет равно МАХ.

Часть ELSE <оператор2> условного оператора может быть опущена. Тогда при

значении TRUE условного выражения выполняется <оператор1>, в противном случае этот

оператор пропускается:

var

х, у, max: Integer;W

begin

.......

if x > max then

max := x;W

Y := x;

В этом примере переменная Y всегда будет иметь значение переменной X, а в МАХ

запоминается максимальное значение X.

Поскольку любой из операторов <оператор1> и <оператор2> может быть любого

типа, в том числе и условным, а в то же время не каждый из «вложенных» условных

операторов может иметь часть ELSE <оператор2>, то возникает неоднозначность

трактовки условий. Эта неоднозначность в Турбо Паскале решается следующим образом:

любая встретившаяся часть ELSE соответствует ближайшей к ней «сверху» части THEN

условного оператора.

Оператор выбора

Оператор выбора (варианта) является обобщением условного оператора и дает

возможность выполнить один из нескольких операторов, в зависимости от значения

некоторого выражения, которое называется селектором.

В общем случае оператор имеет вид:

141

Программирование

CASE <селектор> OF

<список меток 1>: <оператор 1>;

<список меток N>: <оператор N>;

END;

где CASE – выбор OF – из END – конец

Селектор – выражение любого скалярного типа, кроме вещественного;

Оператор – любой оператор языка, в том числе и составной;

Список меток – список разделенных запятыми значений выражения селектора

или одного его значения.

Эти константы должны иметь тот же тип, что и селектор, и называются метками

варианта.

Оператор варианта выбирает для исполнения тот оператор, одна из меток которого

равна текущему значению выражения селектор. По окончанию выполнения выбранного

оператора управление передается в конец оператора CASE.

Оператор безусловного перехода

В наше время широко используют структурное программирование, при котором

операторы программы выполняются последовательно друг за другом сверху вниз. Однако,

бывает случаи, когда есть смысл изменить порядок, например, выход из программы при

делении на 0 с выводом сообщения об этом. Для этого существует оператор безусловного

перехода GO TO.

GO to_метка;

Действие: обеспечивается переход на оператора с указанной меткой. В качестве

метки используют цифры от 1 до 9999, а также буквы.

Правила использования:

1)все метки д.б. описаны в разделе меток:

label метка;

label метка1 метка2, …;

2)областью действия меток является тот блок, где они описаны, передача

управления в другой блок запрещена.

3)Рекомендуют применять операторы перехода только вниз (вперед) по тексту

4)Рекомендуемое расстояние между меткой и оператором перехода на нее делать

не более 1 страницы текста или высоты экрана дисплея

Оператором безусловного перехода можно пользоваться только в крайнем случае,

если без него нельзя обойтись, так как он нарушает последовательное выполнение

программы и создает трудности при отладке. Кроме того, в такой программе

программисту трудно разобраться в тексте программы.

Пример: выйти из пр-мы, если аргумент принял 0-ое значение (может быть деление

на 0), и выдать сообщение об этом.

Label 1,2;

………

If (z=0) then GO TO 1;

Else begin y:=a/z; GO TO 2;

End;

……….

1: writeln(‘деление на 0’);

2: end.

142

Программирование

4. ЦИКЛЫ, ВИДЫ. ОПЕРАТОРЫ ЦИКЛА В TURBO- PASCAL 7.0

Общее понятие циклов.

При решении многих задач вычислительный процесс имеет циклический характер.

Это означает, что часть операторов многократно выполняется при различных значениях

переменных. Применение циклов в программе позволяет эффективно использовать ЭВМ,

приводит к уменьшению длины программы и сокращению времени на ее составление и

отладку.

Операторы цикла являются сложными, т.к. в их состав входят другие операторы.

Для оператора цикла характерна такая особенность – повторяющиеся вычисления

записываются всего лишь 1 раз.

Вход в цикл возможен только через его начало.

Переменные оператора цикла должны быть определены до входа в циклическую

часть. Необходимо предусмотреть выход из цикла. Если этого не будет сделано, то

циклические вычисления будут повторяться бесконечно, в этом случае говорят, что

произошло зацикливание программы.

Цикл с предварительным условием.

Используется, как правило, в тех случаях, когда заранее неизвестно число

повторений цикла.

Форма записи:

WHILE <условие> DO

BEGIN

операторы циклической части

END;

Оператор цикла действует следующим образом:

Предварительно проверяется значение логического выражения, пока оно истинно –

выполняются операторы циклической части, как только условие становится ложным –

происходит выход из цикла. Если с самого начала логическое выражение ложно, то

операторы циклической части не выполняются ни разу. Если в циклической части стоит

только один оператор, то операторные скобки опускаются.

Оператор цикла с постусловием.

Цикл с постусловием используется в тех случаях, когда неизвестно число

повторений цикла.

Оператор цикла имеет вид:

REPEAT

операторы цикла

UNTIL (логическое выражение);

REPEAT – повторять, UNTIL – до тех пор.

Операторные скобки в данном цикле не ставятся.

Оператор цикла с постусловием действует следующим образом:

Операторы циклической части выполняются хотя бы один раз, пока значение

логического выражения ложно. Условием прекращения циклических выражений является

истинное значение логического выражения. Сначала выполняется циклическая часть, а

затем проверяется условие.

Оператор цикла с параметром.

143

Программирование

Используется в тех случаях, когда заранее известно сколько раз должна

повторяться циклическая часть.

Оператор цикла имеет вид:

FOR <параметр цикла>:=<выраж1> TO <выр2> DO

операторы циклической части

END;

FOR – для и DO – выполнять – служебные слова; m1, m2 – начальные и конечные

параметры цикла.

Циклическая часть выполняется повторно для каждого значения параметра цикла

(от его начального значения m1 до конечного значения m2, включительно). В качестве

параметра цикла может быть только переменная, а m1, m2 – могут быть выражением, за

исключением типа REAL. Шаг изменения равен ±1. Если значение параметра цикла

возрастает, то шаг равен +1, а m1<m2. Если значение параметра цикла убывает, то шаг

равен -1, и вместо DO пишем DOWNTO, m1>m2.

144

Программирование

5. ИТЕРАЦИОННЫЕ ЦИКЛЫ.

Итерационные циклы.

Большое место среди циклов с неизвестным числом повторений занимают циклы,

когда в процессе повторений тело цикла образует последовательность значений у

, у

, …

, сходящаяся к некоторому пределу а





lim

Каждое новое значение y

в такой последовательности определяется с учетом

предыдущего (y

n-1

) и является, по сравнению с ним более точным приближением к

искомому результату предела а.

Циклы, реализующие такую последовательность приближений (итераций),

называются итерационными, а соотношение элементов последовательности –

рекуррентными.

Рекуррентная последовательность – бесконечный ряд чисел, каждый из которых, за

исключением k-начальных, выражается через предыдущее число.

Итерац. циклы используются для подсчета суммы конечного числа элементов

ряда. Эти суммы вычисляются с задаваемой погрешностью E.

Существует 3 типа итерационных циклов:

1. Вычисляются с использованием рекуррентных соотношений, например: x

/n!

2. Простой итерационный цикл, например: cos nx /n

3. Смешанный итерационный цикл, например: (-1)

(cos nx / n!)

145

Программирование

6. МАССИВЫ, ВИДЫ, ОПИСАНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В

ПРОГРАММЕ. ПРИЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

КВАДРАТНЫХ МАТРИЦ.

Одномерные массивы.

Массив – это упорядоченная совокупность однотипных переменных, которые

хранятся в последовательных ячейках и имеют общее имя. Ячейка называется элементом

массива. Все элементы пронумерованы по порядку. Номер элемента – это индекс.

В программе можно описывать и обрабатывать массивы целых, действительных и

символьных значений.

Количество индексов, необходимое при обращении к элементу массива определяет

n-мерность массива.

Одномерные массивы – массивы, которые содержат один индекс.

Действия над массивами:

1. Описание одномерных массивов:

- в разделе переменных:

VAR <имя массива>: ARRAY [кол-во элементов] OF <тип

элементов>;

Н-р: VAR a: ARRAY [1..15] OF REAL;

- в разделе типов – применяется, если обрабатываются несколько однотипных

массивов:

TYPE <имя типа> =ARRAY [кол-во элементов] OF <тип

элементов>;

VAR <имя массива> : <имя типа массива>;

Н-р: TYPE vec =ARRAY [1..10] OF REAL;

VAR a, b: vec;

2. Заполнение элементов массива числами, введенными с клавиатуры.

3. Заполнение элементов массива с помощью генератора случайных чисел:

- random() – интервал от 0 до 1

- random(40) – интервал от 0 до 39

Двумерные массивы ( a[i,j], где i-номер строки, j-номер столбца.)

Массивы, при обращении к элементу которых, используется два индекса,

называются двумерными массивами.

Описание одномерных массивов:

- в разделе описания переменных:

VAR <имя массива>: ARRAY [кол-во элементов] OF <тип

элементов>;

Н-р: VAR a: ARRAY [1..15, 1..5] OF REAL;

- в разделе типов задают тип и в разделе описаний его используют:

TYPE <имя типа> =ARRAY [кол-во элементов] OF <тип

элементов>;;

VAR <имя массива> : <имя типа>;

Н-р: TYPE vec =ARRAY [1..10,2..10] OF

REAL;

VAR a, b: vec;

Ввод элементов массива:

146

Программирование

…….

VAR a: ARRAY [1..15, 1..5] OF REAL;

m, n, i, j: integer;

begin

writeln(‘vvedi m, n’);

read(m,n);

for i:=1 to m do

for j:=1 to n do

read(a[i,j]);

……

Соотношения индексов в матрице:

Если i=j, то элементы расположены на главной диагонали;

Если i<j, то элементы матрицы расположены над главной диагональю;

Если i>j, то элементы матрицы расположены под главной диагональю;

Если i+j=n+1, то элементы расположены на побочной диагонали;

Если i+j<n+1, то элементы матрицы расположены над побочной диагональю;

Если i+j>n+1, то элементы матрицы расположены под побочной диагональю.