Методические рекомендации для обучающихся по выполнению практических работ по общеобразовательной дисциплине Информатика и ИКТ часть 3

Методические рекомендации

для обучающихся по выполнению практических работ

по общеобразовательной дисциплине

Информатика и ИКТ

часть 3

Практическое занятие №5

Тема: Логические основы компьютера

Цель: изучить логические основы работы компьютера. Научится определять истинность высказывания, представлять логические формулы виде схемы, схемы виде логических формул

Оборудование: ПК

Программное обеспечение: Презентация

Теоретические сведения к практической работе

 С х е м а   И

Схема И реализует конъюнкцию двух или более логических значений. Условное обозначение на структурных схемах схемы И с двумя входами

  Таблица истинности схемы И

Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет ноль, на выходе также будет ноль.

Связь между выходом  z  этой схемы и входами  x  и  y  описывается соотношением:   z = x ^. y (читается как "x и y"). Операция конъюнкции на структурных схемах обозначается знаком  "&"  (читается как "амперсэнд"),  являющимся сокращенной записью английского слова  and.

С х е м а   ИЛИ

Схема  ИЛИ  реализует дизъюнкцию двух или более логических значений. Когда хотя бы на одном входе схемы  ИЛИ  будет единица, на её выходе также будет единица.

Условное обозначение на структурных схемах схемы ИЛИ с двумя входами. Знак "1" на схеме — от устаревшего обозначения дизъюнкции как   "=1" (т.е. значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1).    Связь между выходом  z  этой схемы и входами  x  и  y   описывается соотношением:  z = x v y  (читается как "x или y").

Таблица истинности схемы ИЛИ

 С х е м а   НЕ

Схема   НЕ  (инвертор) реализует операцию отрицания.  Связь между входом   x  этой схемы и выходом   z  можно записать соотношением   z = , x где      читается как   "не x"   или  "инверсия х".

Если на входе схемы  0,  то на выходе  1.  Когда на входе  1,  на выходе  0.  Условное обозначение на структурных схемах инвертора

  
Таблица истинности схемы НЕ

 С х е м а   И—НЕ

Схема И—НЕ состоит из элемента И и инвертора и осуществляет отрицание результата схемы И. Связь между выходом z и входами x и y схемы записывают следующим образом: , где     читается как   "инверсия x и y".   Условное обозначение на структурных схемах схемы   И—НЕ  с двумя входами

  
Таблица истинности схемы И—НЕ

Содержание работы:

Задание №1. Установите, какие из следующих предложений являются логическими высказываниями, а какие — нет (объясните почему):

а) "Солнце есть спутник Земли";

б) "2+3?4";

в) "сегодня отличная погода";

г) "в романе Л.Н. Толстого "Война и мир" 3 432 536 слов";

д) "Санкт-Петербург расположен на Неве";

е) "музыка Баха слишком сложна";

ж) "первая космическая скорость равна 7.8 км/сек";

з) "железо — металл";

и) "если один угол в треугольнике прямой, то треугольник будет тупоугольным";

к) "если сумма квадратов двух сторон треугольника равна квадрату третьей, то он прямоугольный".

Задание №2. Зарисуйте схемы для данных формул

Задание № 3. Запишите логические формулы для данных схем

а) 

б) 

в) 

г) 

Задание № 4. Сделайте вывод о проделанной работе

Практическое занятие №6

Тема: Программный принцип работы компьютера.

Алгоритмы. Составление простых алгоритмов.

Цель: изучить способы представления алгоритмов в виде блок - схем.

Оборудование: ПК

Программное обеспечение: Turbo Pascal

Теоретические сведения к практической работе

Алгоритм — точное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи.

Исполнитель алгоритма — это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.

Исполнителя характеризуют:

• сpеда;

• элементаpные действия;

• cистема команд;

• отказы.

Основные свойства алгоритмов следующие:

Понятность для исполнителя — т.е. исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять.

Дискретность (прерывность, раздельность) — т.е. алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов (этапов).

Определенность — т.е. каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

Результативность (или конечность). Это свойство состоит в том, что алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.

Массовость. Это означает, что алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, т.е. он должен быть применим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбираться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.

На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:

• словесная (записи на естественном языке);

• графическая (изображения из графических символов);

• псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.);

• программная (тексты на языках программирования).

Блок "процесс" применяется для обозначения действия или последовательности действий, изменяющих значение, форму представления или размещения данных. Для улучшения наглядности схемы несколько отдельных блоков обработки можно объединять в один блок. Представление отдельных операций достаточно свободно.

Блок "решение" используется для обозначения переходов управления по условию. В каждом блоке "решение" должны быть указаны вопрос, условие или сравнение, которые он определяет.

Блок "модификация" используется для организации циклических конструкций. (Слово модификация означает видоизменение, преобразование). Внутри блока записывается параметр цикла, для которого указываются его начальное значение, граничное условие и шаг изменения значения параметра для каждого повторения.

Блок "предопределенный процесс" используется для указания обращений к вспомогательным алгоритмам, существующим автономно в виде некоторых самостоятельных модулей, и для обращений к библиотечным подпрограммам.

Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором блоки выполняются последовательно сверху вниз от начала до конца.

На рисунке приведен пример блок-схемы алгоритма вычисления периметра Р и площади S квадрата со стороной длины A.

Разветвляющийся алгоритм это алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий.

Часто при решении задач приходится повторять выполнение операций по одним и тем же зависимостям при различных значениях входящих в них переменных и производить многократный проход по одним и тем же участкам алгоритма. Такие участки называются циклами. Алгоритмы, содержащие циклы, называется циклическими. Использование циклов существенно сокращает объем алгоритма.

Различают циклы с наперед известным и наперед неизвестным количеством проходов.

Сначала производится вход в цикл. После этого начинается его выполнение.

Структура цикла

Структура заголовка цикла

Внутри заголовка счетчику первоначально присваивается значение i = j. Затем выполняется блоки, образующие тело цикла. Обработка блоков внутри цикла производится по часовой стрелке. В результате после первого выполнения тела цикла управление вновь передается заголовку. Здесь к текущему значению счетчика добавится шаг. Теперь, если новое значение счетчика не вышло за свои пределы (т. е. не стало больше своего конечного значения при положительном шаге или меньше конечного значения – при отрицательном шаге), то снова выполняется тело цикла, вновь после возврата к заголовку к счетчику добавляется шаг. Так цикл будет выполняться до тех пор, пока значение счетчика однажды не выйдет за предписанный предел. Как только такой предел будет преодолен, произойдет выход из цикла и управление будет передано блоку, который следует сразу за циклом.

Вернемся к блок-схеме рис. Заголовок ее цикла представлен блоком 4. Роль счетчика цикла играет переменная i, которая должна в цикле изменяться от 1 до N. Поскольку шаг явно не указан, то по умолчанию он подразумевается равным 1. Тело цикла образуют блоки 5 и 6.

Сразу после входа в цикл переменная i примет начальное значение  i = 1. Далее в блоке 5 выполняется проверка положительности первого элемента массива Z (т. к. i = 1). Если этот элемент действительно положителен, то в блоке б он будет добавлен к переменной S, после чего выполняется возврат к заголовку цикла. Если этот элемент не положителен (т. е. нуль или отрицательный), то будет выполнен переход сразу к заголовку цикла, минуя блок суммирования 6.

На втором круге цикла счетчик i в заголовке увеличится на 1 и станет равным 2. Теперь, при новом выполнении тела цикла, в блоке 5 проверяется на положительность второй элемент массива Z и, если он положителен, то добавляется в сумму и т. д. Последний раз тело цикла выполнится при i = N. При этом значении счетчика проверяется последний элемент массива. Наконец, в заголовке цикла i примет значение N+1. Это значение выходит за предписанный предел, следовательно, произойдет выход из цикла и управление перейдет блоку 7. В этом блоке выводится накопленная сумма и алгоритм закончит работу.

Содержание работы:

Задание №1. Вычислить сумму элементов числового массива   A = (a1 , a2 , ... , aN ).

Составить блок-схему алгоритма

Тест

Записать исполнение алгоритма виде таблицы:

Задание №2 Найти максимальный элемент числового массива A = (a1 , a2 , ... , aN ) и определить его номер.

Составить блок-схему алгоритма.

Записать исполнение алгоритма виде таблицы: 

Задание №3 Вычислить сумму положительных элементов числового массива  A = (a1 , a2 , ... , aN ).

Составить блок-схему алгоритма.

Записать исполнение алгоритма виде таблицы:

Задание №4. Элементы заданного одномерного массива A = (a1 , a2 , ... , aN ) разделить на его первый элемент.

Составить блок-схему алгоритма

Задание №5. Найти число и произведение отрицательных элементов заданного массива A = (a1 , a2 , ... , aN )

Составить блок-схему алгоритма

Записать исполнение алгоритма виде таблицы: 

Задание № 6. Сделайте вывод о проделанной работе