Печатается по решению Редакционно-издательского совета

Смоленского гуманитарного университета

 

 

М 17	Основы программирования / Н.А. Максимова. – Смоленск: Универсум, 2013, с..

 

 

Рабочая тетрадь предназначена для студентов специальности «Прикладная информатика», «Информационная безопасность» и содержит практические работы по «Основам программирования».

 

 

ББК 32.97 я 73          

М 17

© Максимова Н.А., 2013

©Смоленский гуманитарный университет, 2013

© Оформление ООО «Универсум», 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

ЧАСТЬ 1. ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ……………………………………....	4
1.1. ТЕМА 1 «АЛГОРИТМЫ ЛИНЕЙНОЙ СТРУКТУРЫ»……….……….	4
1.2. ТЕМА 2 «АЛГОРИТМЫ РАЗВЕТВЛЯЮЩЕЙ СТРУКТУРЫ»…….…	9
1.3. ТЕМА 3 «АЛГОРИТМЫ ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ»…………...	17
1.4. ТЕМА 4 «ВЛОЖЕНЫЕ ЦИКЛЫ»…………………………………….…	23
1.5. ТЕМА 5 «МАССИВЫ»…………………………………………………...	26
ЧАСТЬ 2. ПРОГРАММИРОВАНИЕ…………………………………………….…	31
2.2. ТЕМА 6 «ЛИНЕЙНАЯ СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ» …………….…	31
2.3. ТЕМА 7 «РАЗВЕТВЛЯЮЩАЯ СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ»………	37
2.4. ТЕМА 8 «ЦИКЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ»…………	45
2.5. ТЕМА 9 «ПОНЯТИЕ ПОДПРОГРАММЫ. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУР И ФУНКЦИЙ………………………………………………	67
2.6. ТЕМА 10 «РЕКУРСИЯ»…………………………………………………	84
2.7. ТЕМА 11 «СТРОКОВЫЙ ТИП ДАННЫХ. МЕТОДЫ РАБОТЫ СО СТРОКАМИ»…………………………………………………………..…	90
2.8. ТЕМА 12 «ТИП ДАННЫХ МАССИВ»…………………………………	96
2.9. ТЕМА 13 «ТИП ДАННЫХ – ЗАПИСЬ»……………………………...…	145
2.10. ТЕМА 14 «ФАЙЛЫ. ТИПЫ ФАЙЛОВ. МЕТОДЫ РАБОТЫ С ФАЙЛАМИ»……………………………………………………………...	149
2.11. ТЕМА 15 «МНОЖЕСТВА»……………………………………………...	165
2.12. ТЕМА 16 «РАБОТА С МУЛЬТИМЕДИА»………………………….…	167

 

 ЧАСТЬ 1. ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ

ТЕМА 1

«Алгоритмы линейной структуры»

Цели:

1. Познакомить с основными способами представления алгоритмов.

2. Познакомить с классификацией и структурой алгоритмических языков.

3. Научить решать задачи с использованием блок-схем.

4. Научиться решать задачи на составление алгоритмов линейной структуры.

Вопросы к допуску и защите:

1. Понятие алгоритма.

2. Способы представления алгоритмов.

3. Свойства алгоритмов.

4. Основные элементы блок-схемы.

5. Структура программы реализованной блок-схемой.

Ход работы

 

Определение. Линейный алгоритм - набор команд, выполняемых последовательно во времени, друг за другом.

Блок-схема базовой структуры следование.

Задача 1. По кулинарному рецепту приготовления орехового напитка составьте словесный алгоритм.

Орехи истолочь в деревянной ступке, растворить в горячем молоке. Затем варить 10 минут на слабом огне. Подавать охлажденным.

Продукты: 250 г очищенных грецких орехов, 0,8 л молока, 120 г сахара.

1._______________________________________________________________________

2._______________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________

4._______________________________________________________________________

5._______________________________________________________________________

Задача 2. Составьте словесный алгоритм деления отрезка пополам с помощью циркуля и линейки.

1._______________________________________________________________________

2._______________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________

4._______________________________________________________________________

5._______________________________________________________________________

Задача З. Составьте блок-схему алгоритма, который по двум заданным вещественным числам вычисляет коэффициенты приведенного квадратного уравнения, корнями которого являются эти числа.

Задача 4. Дана длина ребра куба. Составьте блок-схему алгоритма нахождения площади грани, площади полной поверхности и объема этого куба.

 

Задача 5. Дано а. Не используя никаких функций и операций, кроме умножения, получить а⁸ за три операции. Заполните шаблон, используя таблицу значений при а = 2.

 

Шаг алгоритма	Аргумент	Промежуточные величины		Результат	Пояснения
	а	b	с	y
1	2
2		4
3			16
4				256
5					Вывод 256
6					Конец

 

Задача 6. Составьте алгоритм для нахождения расстояния между двумя пешеходами, идущими навстречу друг другу, начавшими путь одновременно.

Lo - начальное расстояние,

V₁ - скорость первого пешехода,

V₂ - скорость второго пешехода,

Т - время движения,

L₁ - текущее расстояние.

1._______________________________________________________________________

2._______________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________

4._______________________________________________________________________

5._______________________________________________________________________

Задача 7. Составьте блок-схему алгоритма вычисления периметра и площади прямоугольного треугольника по длинам двух его катетов.

 

Задача 8. Найти произведение цифр заданного четырехзначного числа п. Заполните шаблон, используя таблицу значений при n=8341.

 

Шаг алгоритма	Аргумент	Промежуточные величины					Результат	Пояснения
	п	т	а	b	с	d	Р
1	8341
2		8341
3			1
4		834
5				4
6		83
7					3
8						8
9							96
10								Вывод 96
11								Конец

 

 

Задача 9. По заданной блок-схеме алгоритма восстановите условие задачи.

 

Шаг алгоритма	Аргументы			Промежуточные  величины		Результат	Пояснения
	R1	R2	K	S1	S2	S

 

 

 

ТЕМА 2

 «Алгоритмы разветвляющейся структуры»

Цели:

1. Познакомить с основными способами представления алгоритмов.

2. Научиться решать задачи на составление алгоритмов разветвляющейся структуры.

Вопросы к допуску и защите:

1. Понятие алгоритма.

2. Способы представления алгоритмов.

3. Свойства алгоритмов.

4. Понятие алгоритма разветвляющейся структуры.

5. Блок – схемы базовых структур.

Ход работы

Определение. Алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате которого обеспечивается переход на один из двух возможных шагов, называется разветвляющимся.

Блок-схемы базовых структур.

                Развилка полная                   Развилка неполная

 

Выбор

 

Задача 10. Составьте словесный алгоритм нахождения максимального числа из двух заданных.

1._______________________________________________________________________

2._______________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________

4._______________________________________________________________________

5._______________________________________________________________________

Задача 11. В блок-схеме алгоритма, имитирующего работу микрокалькулятора (выполнение 4-х арифметических действий), заполните пустые блоки.

Указание: К — знак арифметической операции.

 

 

Задача 12. По данному словесному алгоритму решения уравнения ах = b, заполните таблицу значений при:

 

A. а = 0, b = 0; 

B. а = 0, b = 5;

C. а = 4, b = 7.

 

1. Задать а, b.

2. Если а = 0, то шаг 5, иначе шаг 3.

3. x:=b/a.

4. Вывод х, шаг 8.

5. Если b = 0, то шаг 7, иначе шаг 6.

6. Вывод "решений нет", шаг 8.

7. Вывод "х - любое", шаг 8.

8. Конец.

 

А.

 

Шаг алгоритма	Аргументы		Результат	Проверка условий	Пояснения
	а	b	х
1	0	0
2
3
4
5

 

В.

 

Шаг алгоритма	Аргументы		Результат	Проверка условий	Пояснения
	а	b	х
1	0	5
2
3
4
5

 

С.

 

Шаг алгоритма	Аргументы		Результат	Проверка условий	Пояснения
	а	b	х
1	4	7
2
3
4
5

 

Задача 13. Кровяное давление у старшеклассников считается нормальным, если верхняя его граница Н < 100, нижняя h > 60 и H—h > 30. Составьте алгоритм, который в зависимости от измеренных значений Н и h выдает одно из следующих значений: «нормальное», «повышен­ное», «пониженное».

Воспользуйтесь шаблоном.

Задача 14. Заданы три числа. Известно, что два равны между собой, а третье отлично от них. Составьте блок-схему нахождения числа, отличного от двух других.

Задача 15. Заполните шаблон блок-схемы алгоритма исследования квадратного уравнения aх² + bх + с = 0 (a  0).

 

Задача 16. Определить, принадлежит ли точка (х, у) круговому кольцу с центром в начале

координат и внутренним радиусом r, а внешним R. Заполните таблицу значений для х=3; у =4; г=1,5; R = 3, используя блок-схему алгоритма.

 

 

Шаг алгор.	Аргументы				Промеж. величина	Проверка условий	Результат	Пояснения
	х	у	r	R	S

 

Задача 17. Найти значение;

 

В шаблоне блок-схемы алгоритма расставьте «да» или «нет» и заполните пустые блоки.

 

Задача 18. По заданной блок-схеме алгоритма нарисуйте график функции.

 

 

Задача 19. Заполните пустые блоки в шаблоне алгоритма, с помощью которого можно вычислить дату следующего дня (високосные года не рассматривать).

Задача 20. Даны произвольные числа а, b, с. Составьте блок-схему алгоритма, который выдает значение 0, если нельзя построить треугольник с такими длинами сторон, иначе выдает 3, 2 или 1, в зависимости от того, равносторонний это треугольник, равнобедренный или какой-либо иной.

 

Заполните таблицу значений при

A. а =5, b = 4, с = 10;

B. а = 5, b = 4, с = 5.

C.

А.

Шаг алгор.	Аргументы			Результат К	Проверка условий	Пояснения
	а	b	с
1	5	4	10
2
3
4
5
6
7

 

В.

Шаг алгор.	Аргументы			Результат К	Проверка условий	Пояснения
	а	b	с
1	5	4	5
2
3
4
5
6
7
8
9
10

 

ТЕМА 3

 «Алгоритмы циклической структуры»

Цели:

1. Познакомить с основными способами представления алгоритмов.

2. Научиться решать задачи на составление алгоритмов циклической структуры.

Вопросы к допуску и защите:

1. Понятие алгоритма.

2. Способы представления алгоритмов.

3. Свойства алгоритмов.

4. Алгоритмы циклической структуры.

Ход работы

Определение. Алгоритм, предусматривающий много­кратное повторение одного и того же действия над новыми данными, называется циклическим.

Определение. Цикл называется арифметическим, если число повторений цикла известно заранее или может быть вычислено.

 

Блок-схема базовой структуры.

Цикл с параметром.

 

Определение. Цикл, для которого нельзя указать число повторений, и проверка окончания которого происходит по достижению нужного условия, называется итерационным.

                                                Блок-схемы базовых структур.

Цикл - пока                                                              Цикл - до

 

Задача 2 1. По словесному алгоритму вычисления 2*n составьте блок-схему алгоритма (п - натуральное число).

1. Задать n.

2. р:=1.

3. t:=l.

4. Если i < n то п.5. иначе п.7.

5. р:= р * 2.

6. i:= i + 1, перейти к п.4

7. Вывод р.

8. Конец.

Задача 2 2. Составьте блок-схему алгоритма вычисления S = т(т + 1)(т + 2)... (т + п), где т, п - заданные натуральные числа.

 

Задача 23. Дана блок-схема вычисления значений функции

На координатных осях отметьте данные значения аргумента х и полученные значения функции у. По полученным точкам постройте график функции.

Задача 2 4. Разделить натуральное число х на натуральное число у. Получить в качестве результата частное от деления q и остаток r, т. е. представить число в виде х = q*у + r, где r < у; q, r - целые числа. Операцией деления не пользоваться.

Составьте блок-схему алгоритма по таблице значений для х=9,у=2.

 

 

 

 

Шаг алг.	Аргумент		Результат		Проверка условия	Пояснения
	x	y	q	r
1	9	2
2				9
3			0
4					9 < 2 нет
5				7
6			1
7					7 < 2 нет
8				5
9			2
10					5 < 2 нет
11				3
12			3
13					3 < 2 нет
14				1
15			4
16					1<2 да
17						Вывод 4 и 1
18						Конец

Задача 25. Составьте блок-схему алгоритма, который выдает 1, если заданное число простое и 0 - в противном случае.

Число называется простым, если все его делители 1 и оно само.

Указание. Делители числа лежат в интервале от 2 до 4 k (k - заданное число).

 

Задача 26. Составьте блок-схему алгоритма нахождения максимального числа среди заданных п чисел (п > 2).

 

Задача 27. Известна знаменитая легенда об изобретателе шахматной игры. Царь Шерам, которому была преподнесена в подарок эта игра, захотел наградить изобретателя Сете и разрешил ему выбрать награду самому. «Дай мне, - сказал мудрец, -только несколько пшеничных зерен. Причем ровно столько, сколько поместится на шахматной доске, если ты на первую клетку положишь одно зернышко, то на вторую - два зернышка и так далее: на каждую клетку вдвое больше, чем на предыдущую». Царь был рассержен из-за этой слишком скромной просьбы мудреца. Но как же он был удивлен, когда ему не хватило запасов пшеницы всей Индии, чтобы ее выполнить.

Математики царя Шерама подсчитали, что количество зерен на последней клетке выражается не поддающимся воображению гигантским числом. Зерно занимало бы два амбара длиной от Земли до Солнца.

Составьте блок-схему алгоритма, который бы определял, сколько клеток смог заполнить царь Шерам своей пшеницей. (Тонна пшеницы состоит из 400000 зерен).

 

Задача 28. Составьте блок-схему алгоритма определения, является ли заданное число совершенным. Число называется совершенным, если оно равно сумме всех своих делителей, меньших, чем оно само. Например, число 28 совершенное:

28=1+2+4+7+14

 

 

ТЕМА 4

 «Вложенные циклы»

Цели:

1. Познакомить с основными способами представления алгоритмов.

2. Научиться решать задачи на составление алгоритмов вложенной циклической структуры.

Вопросы к допуску и защите:

1. Понятие алгоритма.

2. Способы представления алгоритмов.

3. Свойства алгоритмов.

4. Алгоритмы циклической структуры. Вложенные циклы.

Ход работы

Определение. Цикл называется сложным (кратным, вложенным), если внутри его содержится один или несколько других циклов.

Внутренний цикл должен быть целиком внутри внешнего цикла. Сложный цикл схематично можно представить так:

 

внешний цикл (1) содержит один внутренний (2);

внешний цикл (1) содержит независимые внутренние циклы (2)... (п);

внешний цикл (1) содержит внутренний цикл (2), который содержит внутренний цикл (3) и т.д.

Задача 29. Заполните шаблон блок-схемы алгоритма для определения количества трехзначных натуральных чисел, сумма цифр которых равна п. (Операцией деления не пользоваться).

 

 

Задача 30. Найти все трехзначные числа, в десятичной записи которых нет одинаковых цифр. (Операцией деления не пользоваться).

 

 

 

ТЕМА 5

 «Массивы»

Цели:

1. Познакомить с основными способами представления алгоритмов.

2. Научиться решать задачи с массивами.

Вопросы к допуску и защите:

1. Понятие алгоритма.

2. Способы представления алгоритмов.

3. Свойства алгоритмов.

4. Массивы.

Ход работы

Определение. Массив - это упорядоченный набор величин одного типа, обозначаемых одним именем. Доступ к элементам осуществляется по их номерам.

Чтобы находить определенный элемент из массива, существуют индексы, т.е. положение каждого элемента в массиве определяется его индексом. В этом заключается упорядоченность. Пример. Дан массив А, состоящий из 5 элементов: 2,7,9,3,10.

Здесь А(1)=2, А(2)=7, А(3)=9, А(4)=3, А(5)=10.

Задача 3 1. Задан массив С, содержащий т чисел. Составьте алгоритм формирования массивов А и В, включая в массив А четные по номеру элементы массива С в порядке их следования, а в массив В - нечетные.

Задача 32. Заданы два массива А и В, содержащие по п чисел. Составьте алгоритм формирования массива С, включая в него сначала все элементы массива А, затем все элементы массива В.

Задача 3 3. Составьте блок-схему алгоритма нахождения тех элементов массива S (из п элементов), индексы которых являются степенями двойки (1, 2, 4, 8...).

Задача 34. Составьте блок-схему алгоритма нахождения максимального элемента массива и его индекса.

 

 

Задача 35. Дана последовательность из 100 различных целых чисел.

Составьте блок-схему алгоритма нахождения суммы чисел этой последовательности, расположенных между максимальным и минимальным числами (в сумму включить и оба эти числа).

 

 

Задача 36. Дана квадратная матрица размера п х п. Найти номер столбца, все элементы которого нули.

 

 

ЧАСТЬ 2. ПРОГРАММИРОВАНИЕ

ТЕМА 6

«Линейная структура программы»

Цель: Познакомиться с программами линейной структуры.

Вопросы к допуску и защите:

1. Какие существуют программные структуры?

2. Что собой представляет программа линейной структуры?

3. С помощью, каких процедур и операторов можно составить программу линейной структуры?

4. Каким образом осуществляется вывод данных с параметром?

5. Операторы присваивания, назначение и порядок выполнения.

Примеры решения задач