Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №2401557
А
Аноним
03 декабря 2024 08:06 · публичный вопрос
А
Аноним

Практическая работа №10 Тема: Составление алгоритмов. Различные подходы к формализации понятия алгоритма. Цель: научиться составлять алгоритмы, используя различные подходы к формализации. Материальное обеспечение:Практическая работа. Общие теоретические положения Понятие алгоритма, можно назвать понятием алгоритма в интуитивном смысле. Оно имеет нечеткий, неформальный характер, ссылается на некоторые точно не определенные, но интуитивно понятные вещи. Например, при определении и обсуждении свойств алгоритма мы исходили из возможностей некоторого исполнителя алгоритма. Его наличие предполагалось, но ничего определенного о нем не было известно. На основе обобщения свойств алгоритмов различной природы и имеют прикладной характер. Этих свойств достаточно для практического программирования, для создания обширного круга программ для компьютеров, станков с ЧПУ, промышленных роботов и т.д. Однако, как фундаментальное научное понятие алгоритм требует более обстоятельного изучения. Оно невозможно без уточнения понятия «алгоритм», более строгого его описания или, как еще говорят, без его формализации. Известно несколько подходов к формализации понятия «алгоритм»: • теория конечных и бесконечных автоматов; • теория вычислимых (рекурсивных) функций; • λ-исчисление Черча. Все эти возникшие исторически независимо друг от друга подходы оказались впоследствии эквивалентными. Главная цель формализации понятия алгоритма такова: подойти к решению проблемы алгоритмической разрешимости различных математических задач, т.е. ответить на вопрос, может ли быть построен алгоритм, приводящий к решению задачи. Мы рассмотрим постановку этой проблемы и некоторые результаты теории алгоритмической разрешимости задач, но вначале обсудим формализацию понятия алгоритма в теории автоматов на примере машин Поста, Тьюринга, а также нормальных алгоритмов Маркова, а затем - основы теории рекурсивных функций. Идеи λ-исчислений Черча реализованы в языке программирования LISP. Вместе с тем, формально определенный любым из известных способов алгоритм не может в практическом программировании заменить то, что мы называли алгоритмами. Основная причина состоит в том, что формальное определение резко сужает круг рассматриваемых задач, делая многие практически важные задачи недоступными для рассмотрения. Этапы решения задачи на ЭВМ Работа по решению любой задачи с использованием компьютера делится на следующие этапы: 1. Постановка задачи. 2. Формализация задачи. 3. Построение алгоритма. 4. Составление программы на языке программирования. 5. Отладка и тестирование программы. 6. Проведение расчетов и анализ полученных результатов. Часто эту последовательность называют технологической цепочкой решения задачи на ЭВМ. Непосредственно к программированию в этом списке относятся пункты 3, 4, 5. На этапе постановки задачи должно быть четко сформулировано, что дано и что требуется найти. Здесь очень важно определить полный набор исходных данных, необходимых для получения решения. Второй этап — формализация задачи. Здесь чаще всего задача переводится на язык математических формул, уравнений, отношений. Если решение требует математического описания какого-то реального объекта, явления или процесса, то формализация равносильна получению соответствующей математической модели. Третий этап — построение алгоритма. Опытные программисты часто сразу пишут программы на языках, не прибегая к каким-либо специальным способам описания алгоритмов (блок-схемам, псевдокодам). Однако в учебных целях полезно использовать эти средства, а затем переводить полученный алгоритм на язык программирования . Первые три этапа предусматривают работу без компьютера. Дальше следует собственно программирование на определенном языке, в определенной системе программирования. Последний (шестой) этап — это использование уже разработанной программы в практических целях. Таким образом, программист должен обладать следующими знаниями и навыками: 1. уметь строить алгоритмы; 2. знать языки программирования; 3. уметь работать в соответствующей системе программирования. Основой программистской грамотности является развитое алгоритмическое мышление. Понятие алгоритма. Одним из фундаментальных понятий в информатике является понятие алгоритма. Происхождение самого термина «алгоритм» связано с математикой. Это слово происходит от Algorithmi — латинского написания имени Мухаммеда аль- Хорезми (787 — 850), выдающегося математика средневекового Востока. В XII в. был выполнен латинский перевод его математического трактата, из которого европейцы узнали о десятичной позиционной системе счисления и правилах арифметики многозначных чисел. Именно эти правила в то время называли алгоритмами. Сложение, вычитание, умножение столбиком, деление уголком многозначных чисел — вот первые алгоритмы в математике. Правила алгебраических преобразований, способы вычислений корней уравнений также можно отнести к математическим алгоритмам. В наше время понятие алгоритма трактуется шире. Алгоритм — это последовательность команд управления каким-либо исполнителем. В школьном курсе информатики с понятием алгоритма, с методами построения алгоритмов ученики знакомятся на примерах учебных исполнителей: Робота, Черепахи, Чертежника и т.д. Эти исполнители ничего не вычисляют. Они создают рисунки на экране, перемещаются в лабиринтах, перетаскивают предметы с места на место. Таких исполнителей принято называть исполнителями, работающими в обстановке. Задание к работе: Задание 1. Даны x, y. Составить программу вычисления значения выражения: a) b) c) d) Задание 2. Составить программу для решения следующей задачи: a) Дана длина ребра куба. Найти объем куба и площадь его боковой поверхности. b) Известна длина окружности. Найти площадь круга, ограниченного этой окружностью. c) Вычислить высоту треугольника, опущенную на сторону а, по известным значениям длин его сторон a, b, c. d) По данным сторонам прямоугольника вычислить его периметр, площадь и длину диагонали. Задание 3. Вывести значение true, если приведенное высказывание для предложенных исходных данных является истинным, и значение false в противном случае (все числа, для которых не указано иное, являются действительными): a) данное число x принадлежит отрезку [-a, a]; b) данное число x не принадлежит интервалу (a, b); c) данное целое число x является нечетным; d) данное число x является корнем уравнения: ax2+bx+c=0; Дополнительные задания 1. Ученик начал решать задачи данного урока программирования, когда электронные часы показывали h1 часов и min1 минут, а закончил, когда было h2 часов и min2 минут. Составьте программу, позволяющую определить, сколько времени (в часах и минутах) ученик решал эти задачи. 2. Дано действительное число а. Не пользуясь никакими другими операциями, кроме умножения, получить: а) а4 за две операции; б) а6 за три операции; в) а7 за четыре операции; г) а8 за три операции. Порядок выполнения работы: 1. Изучить инструкцию к практической работе. 2. Выполнить задание. 3. Оформить отчет. Содержание отчета: 1. Тема. 2. Цель. 3. Материальное обеспечение. 4. Практическое задание. Вопросы для самоконтроля: 1. Каковы назначение и возможности системы программирования? 2. Как запустить программу на трансляцию и выполнение? 3. Как обозначается начало и конец программы? 4. Из каких разделов состоит программа на языке Паскаль? 5. Как в языке Паскаль осуществляется вывод на экран? 6. Для чего предназначен оператор присваивания? 7. Как вывести на экран значение переменной?

Нейросеть03 декабря 2024 08:06

Практическая работа №10

Тема: Составление алгоритмов. Различные подходы к формализации понятия алгоритма.

Цель: Научиться составлять алгоритмы, используя различные подходы к формализации.

Материальное обеспечение: Практическая работа.


Общие теоретические положения

Понятие алгоритма в информатике является одним из ключевых. Алгоритм можно определить как последовательность действий, которые необходимо выполнить для решения определенной задачи. Существует несколько подходов к формализации понятия алгоритма, среди которых выделяются:

  • Теория конечных и бесконечных автоматов.
  • Теория вычислимых (рекурсивных) функций.
  • λ-исчисление Черча.

Важно отметить, что формальная интерпретация алгоритма не всегда даёт полное представление о решениях практических задач, но она необходима для более строгого анализа.

Этапы решения задачи на ЭВМ

  1. Постановка задачи. Определение исходных данных и конечного результата.
  2. Формализация задачи. Перевод задачи в математические формулы.
  3. Построение алгоритма. Разработка пошагового описания процесса решения.
  4. Составление программы на языке программирования. Преобразование алгоритма в код.
  5. Отладка и тестирование программы. Исправление ошибок и проверка корректности.
  6. Проведение расчетов и анализ полученных результатов. Использование программы для получения нужных данных.

Задание к работе:

Задание 1: Даны x, y. Составить программу вычисления значения выражения:

a) \( z = x + y \) b) \( z = x - y \) c) \( z = x * y \) d) \( z = x / y \), (при условии, что y ≠ 0)

Пример программы на Паскале:

program Calculate;
var
  x, y, z: real;
begin
  write('Введите x: ');
  readln(x);
  write('Введите y: ');
  readln(y);
  
  z := x + y; // Сложение
  writeln('Сумма: ', z);
  
  z := x - y; // Вычитание
  writeln('Разность: ', z);
  
  z := x * y; // Умножение
  writeln('Произведение: ', z);
  
  if y <> 0 then
  begin
    z := x / y; // Деление
    writeln('Деление: ', z);
  end
  else
    writeln('Ошибка: Деление на ноль невозможно.');
end.

Задание 2: Составить программу для решения следующих задач:

a) Дана длина ребра куба. Найти объем и площадь боковой поверхности.

b) Известна длина окружности. Найти площадь круга.

c) Вычислить высоту треугольника по известным значениям длин его сторон a, b, c.

d) По данным сторонам прямоугольника вычислить его периметр, площадь и длину диагонали.

Пример задачи для объема куба:

program CubeVolume;
var
  a, volume, surfaceArea: real;
begin
  write('Введите длину ребра куба: ');
  readln(a);
  
  volume := a * a * a;
  surfaceArea := 4 * a * a;
  
  writeln('Объем куба: ', volume);
  writeln('Площадь боковой поверхности: ', surfaceArea);
end.

Задание 3: Вывести значение true или false для следующих утверждений:

a) Дано число x принадлежит отрезку [-a, a].

b) Дано число x не принадлежит интервалу (a, b).

c) Дано целое число x является нечетным.

d) Дано число x является корнем уравнения: ax² + bx + c = 0.

Пример проверки принадлежности отрезка:

program CheckSegment;
var
  x, a: real;
begin
  write('Введите x: ');
  readln(x);
  write('Введите a: ');
  readln(a);

  if (x >= -a) and (x <= a) then
    writeln('true')
  else
    writeln('false');
end.

Дополнительные задания:

  1. Определить, сколько времени ученик решал задачи, основываясь на времени начала и окончания.
  2. С использованием только умножения, получить требуемые степени числа a.

Порядок выполнения работы:

  1. Изучить инструкцию к практической работе.
  2. Выполнить задание.
  3. Оформить отчет.

Содержание отчета:

  1. Тема.
  2. Цель.
  3. Материальное обеспечение.
  4. Практическое задание.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Каковы назначение и возможности системы программирования?
  2. Как запустить программу на трансляцию и выполнение?
  3. Как обозначается начало и конец программы?
  4. Из каких разделов состоит программа на языке Паскаль?
  5. Как в языке Паскаль осуществляется вывод на экран?
  6. Для чего предназначен оператор присваивания?
  7. Как вывести на экран значение переменной?

Эти задания и вопросы помогут вам глубже понять тему алгоритмов и программирования. Успехов в изучении!

Практическая работа №10 Тема: Составление алгоритмов. Различные подходы к формализации понятия алгоритма. Цель: научиться составлять алгоритмы, используя различные подходы к формализации. Материальное обеспечение:Практическая работа. Общие теоретические положения Понятие алгоритма, можно назвать понятием алгоритма в интуитивном смысле. Оно имеет нечеткий, неформальный характер, ссылается на некоторые точно не определенные, но интуитивно понятные вещи. Например, при определении и обсуждении свойств алгоритма мы исходили из возможностей некоторого исполнителя алгоритма. Его наличие предполагалось, но ничего определенного о нем не было известно. На основе обобщения свойств алгоритмов различной природы и имеют прикладной характер. Этих свойств достаточно для практического программирования, для создания обширного круга программ для компьютеров, станков с ЧПУ, промышленных роботов и т.д. Однако, как фундаментальное научное понятие алгоритм требует более обстоятельного изучения. Оно невозможно без уточнения понятия «алгоритм», более строгого его описания или, как еще говорят, без его формализации. Известно несколько подходов к формализации понятия «алгоритм»: • теория конечных и бесконечных автоматов; • теория вычислимых (рекурсивных) функций; • λ-исчисление Черча. Все эти возникшие исторически независимо друг от друга подходы оказались впоследствии эквивалентными. Главная цель формализации понятия алгоритма такова: подойти к решению проблемы алгоритмической разрешимости различных математических задач, т.е. ответить на вопрос, может ли быть построен алгоритм, приводящий к решению задачи. Мы рассмотрим постановку этой проблемы и некоторые результаты теории алгоритмической разрешимости задач, но вначале обсудим формализацию понятия алгоритма в теории автоматов на примере машин Поста, Тьюринга, а также нормальных алгоритмов Маркова, а затем - основы теории рекурсивных функций. Идеи λ-исчислений Черча реализованы в языке программирования LISP. Вместе с тем, формально определенный любым из известных способов алгоритм не может в практическом программировании заменить то, что мы называли алгоритмами. Основная причина состоит в том, что формальное определение резко сужает круг рассматриваемых задач, делая многие практически важные задачи недоступными для рассмотрения. Этапы решения задачи на ЭВМ Работа по решению любой задачи с использованием компьютера делится на следующие этапы: 1. Постановка задачи. 2. Формализация задачи. 3. Построение алгоритма. 4. Составление программы на языке программирования. 5. Отладка и тестирование программы. 6. Проведение расчетов и анализ полученных результатов. Часто эту последовательность называют технологической цепочкой решения задачи на ЭВМ. Непосредственно к программированию в этом списке относятся пункты 3, 4, 5. На этапе постановки задачи должно быть четко сформулировано, что дано и что требуется найти. Здесь очень важно определить полный набор исходных данных, необходимых для получения решения. Второй этап — формализация задачи. Здесь чаще всего задача переводится на язык математических формул, уравнений, отношений. Если решение требует математического описания какого-то реального объекта, явления или процесса, то формализация равносильна получению соответствующей математической модели. Третий этап — построение алгоритма. Опытные программисты часто сразу пишут программы на языках, не прибегая к каким-либо специальным способам описания алгоритмов (блок-схемам, псевдокодам). Однако в учебных целях полезно использовать эти средства, а затем переводить полученный алгоритм на язык программирования . Первые три этапа предусматривают работу без компьютера. Дальше следует собственно программирование на определенном языке, в определенной системе программирования. Последний (шестой) этап — это использование уже разработанной программы в практических целях. Таким образом, программист должен обладать следующими знаниями и навыками: 1. уметь строить алгоритмы; 2. знать языки программирования; 3. уметь работать в соответствующей системе программирования. Основой программистской грамотности является развитое алгоритмическое мышление. Понятие алгоритма. Одним из фундаментальных понятий в информатике является понятие алгоритма. Происхождение самого термина «алгоритм» связано с математикой. Это слово происходит от Algorithmi — латинского написания имени Мухаммеда аль- Хорезми (787 — 850), выдающегося математика средневекового Востока. В XII в. был выполнен латинский перевод его математического трактата, из которого европейцы узнали о десятичной позиционной системе счисления и правилах арифметики многозначных чисел. Именно эти правила в то время называли алгоритмами. Сложение, вычитание, умножение столбиком, деление уголком многозначных чисел — вот первые алгоритмы в математике. Правила алгебраических преобразований, способы вычислений корней уравнений также можно отнести к математическим алгоритмам. В наше время понятие алгоритма трактуется шире. Алгоритм — это последовательность команд управления каким-либо исполнителем. В школьном курсе информатики с понятием алгоритма, с методами построения алгоритмов ученики знакомятся на примерах учебных исполнителей: Робота, Черепахи, Чертежника и т.д. Эти исполнители ничего не вычисляют. Они создают рисунки на экране, перемещаются в лабиринтах, перетаскивают предметы с места на место. Таких исполнителей принято называть исполнителями, работающими в обстановке. Задание к работе: Задание 1. Даны x, y. Составить программу вычисления значения выражения: a) b) c) d) Задание 2. Составить программу для решения следующей задачи: a) Дана длина ребра куба. Найти объем куба и площадь его боковой поверхности. b) Известна длина окружности. Найти площадь круга, ограниченного этой окружностью. c) Вычислить высоту треугольника, опущенную на сторону а, по известным значениям длин его сторон a, b, c. d) По данным сторонам прямоугольника вычислить его периметр, площадь и длину диагонали. Задание 3. Вывести значение true, если приведенное высказывание для предложенных исходных данных является истинным, и значение false в противном случае (все числа, для которых не указано иное, являются действительными): a) данное число x принадлежит отрезку [-a, a]; b) данное число x не принадлежит интервалу (a, b); c) данное целое число x является нечетным; d) данное число x является корнем уравнения: ax2+bx+c=0; Дополнительные задания 1. Ученик начал решать задачи данного урока программирования, когда электронные часы показывали h1 часов и min1 минут, а закончил, когда было h2 часов и min2 минут. Составьте программу, позволяющую определить, сколько времени (в часах и минутах) ученик решал эти задачи. 2. Дано действительное число а. Не пользуясь никакими другими операциями, кроме умножения, получить: а) а4 за две операции; б) а6 за три операции; в) а7 за четыре операции; г) а8 за три операции. Порядок выполнения работы: 1. Изучить инструкцию к практической работе. 2. Выполнить задание. 3. Оформить отчет. Содержание отчета: 1. Тема. 2. Цель. 3. Материальное обеспечение. 4. Практическое задание. Вопросы для самоконтроля: 1. Каковы назначение и возможности системы программирования? 2. Как запустить программу на трансляцию и выполнение? 3. Как обозначается начало и конец программы? 4. Из каких разделов состоит программа на языке Паскаль? 5. Как в языке Паскаль осуществляется вывод на экран? 6. Для чего предназначен оператор присваивания? 7. Как вывести на экран значение переменной?
**Практическая работа №10** **Тема:** Составление алгоритмов. Различные подходы к формализации понятия алгоритма. **Цель:** Научиться составлять алгоритмы, используя различные подходы к формализации. **Материальное обеспечение:** Практическая работа. --- ### Общие теоретические положения Понятие алгоритма в информатике является одним из ключевых. Алгоритм можно определить как последовательность действий, которые необходимо выполнить для решения определенной задачи. Существует несколько подходов к формализации понятия алгоритма, среди которых выделяются: - Теория конечных и бесконечных автоматов. - Теория вычислимых (рекурсивных) функций. - λ-исчисление Черча. Важно отметить, что формальная интерпретация алгоритма не всегда даёт полное представление о решениях практических задач, но она необходима для более строгого анализа. ### Этапы решения задачи на ЭВМ 1. **Постановка задачи.** Определение исходных данных и конечного результата. 2. **Формализация задачи.** Перевод задачи в математические формулы. 3. **Построение алгоритма.** Разработка пошагового описания процесса решения. 4. **Составление программы на языке программирования.** Преобразование алгоритма в код. 5. **Отладка и тестирование программы.** Исправление ошибок и проверка корректности. 6. **Проведение расчетов и анализ полученных результатов.** Использование программы для получения нужных данных. ### Задание к работе: **Задание 1:** Даны x, y. Составить программу вычисления значения выражения: a) \( z = x + y \) b) \( z = x - y \) c) \( z = x * y \) d) \( z = x / y \), (при условии, что y ≠ 0) **Пример программы на Паскале:** ```pascal program Calculate; var x, y, z: real; begin write('Введите x: '); readln(x); write('Введите y: '); readln(y); z := x + y; // Сложение writeln('Сумма: ', z); z := x - y; // Вычитание writeln('Разность: ', z); z := x * y; // Умножение writeln('Произведение: ', z); if y <> 0 then begin z := x / y; // Деление writeln('Деление: ', z); end else writeln('Ошибка: Деление на ноль невозможно.'); end. ``` **Задание 2:** Составить программу для решения следующих задач: a) Дана длина ребра куба. Найти объем и площадь боковой поверхности. b) Известна длина окружности. Найти площадь круга. c) Вычислить высоту треугольника по известным значениям длин его сторон a, b, c. d) По данным сторонам прямоугольника вычислить его периметр, площадь и длину диагонали. **Пример задачи для объема куба:** ```pascal program CubeVolume; var a, volume, surfaceArea: real; begin write('Введите длину ребра куба: '); readln(a); volume := a * a * a; surfaceArea := 4 * a * a; writeln('Объем куба: ', volume); writeln('Площадь боковой поверхности: ', surfaceArea); end. ``` **Задание 3:** Вывести значение true или false для следующих утверждений: a) Дано число x принадлежит отрезку [-a, a]. b) Дано число x не принадлежит интервалу (a, b). c) Дано целое число x является нечетным. d) Дано число x является корнем уравнения: ax² + bx + c = 0. **Пример проверки принадлежности отрезка:** ```pascal program CheckSegment; var x, a: real; begin write('Введите x: '); readln(x); write('Введите a: '); readln(a); if (x >= -a) and (x <= a) then writeln('true') else writeln('false'); end. ``` ### Дополнительные задания: 1. Определить, сколько времени ученик решал задачи, основываясь на времени начала и окончания. 2. С использованием только умножения, получить требуемые степени числа a. ### Порядок выполнения работы: 1. Изучить инструкцию к практической работе. 2. Выполнить задание. 3. Оформить отчет. ### Содержание отчета: 1. Тема. 2. Цель. 3. Материальное обеспечение. 4. Практическое задание. ### Вопросы для самоконтроля: 1. Каковы назначение и возможности системы программирования? 2. Как запустить программу на трансляцию и выполнение? 3. Как обозначается начало и конец программы? 4. Из каких разделов состоит программа на языке Паскаль? 5. Как в языке Паскаль осуществляется вывод на экран? 6. Для чего предназначен оператор присваивания? 7. Как вывести на экран значение переменной? Эти задания и вопросы помогут вам глубже понять тему алгоритмов и программирования. Успехов в изучении!