Ответы к билетам по курсу «Информатика и икт» для проведения экзамена в 9 классе (2010-2011 учебный год) Билет №1

Вид материала

Документы

Содержание Файловая система. Папки и файлы. Имя, тип, путь доступа к файлу. IF (если) THEN (то, тогда) ELSE (иначе) Вложенный условный оператор Модель – создаваемое человеком подобие изучаемых объектов. Магистрально-модульный принцип построения компьютера. Характеристики процессора. Шина адреса и шина данных. Шина данных. Шина адреса. Шина управления. Задание по программированию на разработку программы вычисления выражения. А1:Е1 и щелкнуть по кнопке Объединить Алгоритмическая конструкция «Циклический алгоритм». ЛВ есть логическое выражение (если его значение истина, переход происходит по ветви, обозначенной да Задача с использованием функций min, mах, сумм и др. в среде электронных таблиц.

Подобный материал:

• Рабочая программа курса информатики и икт 10 класс Составитель: учителя физики и информатики, 502.33kb.
• Тематическое планирование курса «Информатика и икт» в 10 классе на 2011-2012 уч год., 579.08kb.
• Анализ работы районного методического объединения учителей информатики Аткарского муниципального, 62.76kb.
• Рабочая программа по информатике и икт на 2011/2012 учебный год, 463.81kb.
• Программа вступительного экзамена для поступающих в профильную и научно-педагогическую, 68.1kb.
• Шпаргалки к билетам, 1203.69kb.
• Рабочая программа (фио) учителя информатики и икт по учебному курсу «Информатика, 317.58kb.
• Рабочая программа «Основы микроэлектроники» для специальностей «Информатика и английский, 501.86kb.
• Анализ пробного экзамена по русскому языку в 9 классе моу малощербединская сош 2010-2011, 39.97kb.
• Публичный доклад за 2010-2011 учебный год, 179.62kb.

Билет №9.

1. Файловая система. Папки и файлы. Имя, тип, путь доступа к файлу.
   

(См билет №4 вопрос 2).

2. Алгоритмическая конструкция «Разветвляющийся алгоритм».
   

При составлении алгоритмов решения разнообразных задач часто бывает необходимо обусловить те или иные предписания, т.е. поставить их выполнение в зависимость от результата, который достигается на определенном шаге исполнения алгоритма. Например, алгоритм нахождения корней квадратного уравнения с помощью компьютера должен содержать проверку знака дискриминанта. Лишь в том случае, когда дискриминант положителен или равен нулю, можно проводить вычисление корней. Алгоритм перемещения в заданный пункт по улицам города обязательно должен содержать предписание проверки сигналов светофоров на пересечениях улиц, поскольку они обусловливают движение на перекрестках. Можно привести еще много примеров подобных ситуаций, которые не имеют решения в рамках структуры "следование" (линейная алгоритмическая конструкция). По этой причине в теории алгоритмов наряду со "следованием" предлагается вторая базовая структура, называемая "ветвление". Эта структура предполагает формулировку и предварительную проверку условий с последующим выполнением тех или иных действий, реализуя альтернативный выбор.

В словесной форме представления алгоритма "ветвление" реализуется в виде команды:

если <ЛВ> то <Серия 1> Иначе <Серия2>

Здесь <ЛВ> – это логическое выражение, <Серия1> – описание последовательности действий, которые должны выполняться, когда <ЛВ> принимает значение ИСТИНА, <Серия2> – описание последовательности действий, которые должны выполняться, когда <ЛВ> принимает значение ЛОЖЬ. Любая из серий может быть пустой. В этом случае ветвление называется неполным. Каждая серия может, в свою очередь, содержать команду ветвления, что позволяет реализовать не только альтернативный выбор действий.

Если для представления алгоритма используется блок-схема, структура "ветвление" изображается так:

1. Полное ветвление
   

2. Неполное ветвление
   

В языке программирования Turbo Pascal структура ветвления изображается оператором:

IF (если) <ЛВ> THEN (то, тогда) <Блок1> ELSE (иначе) <Блок2>;

Здесь <Блок1> и <Блок2> – последовательности операторов языка Turbo Pascal, заключенные в операторные скобки BEGIN..END. В данном случае представлен полный условный оператор, если ELSE отсутствует, то это неполный условный оператор.

Рассмотрим пример использования структуры "ветвление". Одной из типичных задач информатики является задача сортировки: упорядочения по возрастанию или убыванию величин порядкового типа. Составим алгоритм и программу сортировки списка из двух фамилий, используя неполное ветвление. Алгоритм решения задачи представлен на блок-схеме.



Program Sort;

Var X,Y,C: String;

Begin

Writeln('Введите две фамилии');

Readln(X,Y);

• IF X>Y THEN
  

Begin

С:=X; X:=Y; Y:=С

End;

Writeln('После сортировки');

Writeln(X); Writeln(Y);

Readln;

End.

Рассмотрим теперь в качестве примера использования полного ветвления алгоритм и программу вычисления отношения двух чисел с блокировкой деления на ноль и выводом соответствующего сообщения на экран монитора. Алгоритм решения задачи представлен на блок-схеме.



Program REL;

Var А,В,С: Real;

Begin

• Writeln('Введи 2 числа');
  
• Readln(А,В);
  
• IF В<>0 THEN
  

BEGIN

С:=А/В;

Writeln('С =',С)

End Else

Writeln('ДЕЛЕНИЕ НА 0');

Readln;

End.

Обратите внимание на то, что перед служебным словом Else разделитель – точка с запятой – не ставится.

Вложенный условный оператор

При решении задач часто приходится рассматривать не два, а большее количество вариантов. Это можно реализовать, используя несколько условных операторов. В этом случае после служебных слов Then и Else записывается новый условный оператор.

Пример. Даны целые числа а, b, с. Если а, то все числа заменить их квадратами, если а>b>с, то каждое число заменить наименьшим из них, в противном случае сменить знак каждого числа.

Решение. Условие задачи перепишем следующим образом:

а:=а2, b:=b2, c:=c2, если а≤ b≤ с

а:=с, b:=с, если а>b>с

а:=–а, b:=–b, с:=–с – в остальных случаях.

Program Example;

Var a,b,c: Integer;

Begin

Writeln('Введите числа а, b, с');

Readln(a,b,с);

If (a<=b) and (b<=c) Then

Begin

a:=sqr(a); b:=sqr(b); c:=sqr(c)

End

Else If (a>b) and (b>c) Then

Begin a:=c; b:=c End

Else Begin a:=–a; b:=–b; c:=–c End;

Writeln(a:3,b:3,c:3);

Readln;

End.

3. Разработка алгоритма (программы), содержащей команду (оператор) цикла.
   

Составьте программу вычисления кубов чисел натурального ряда, задав с клавиатуры конечное число.


Билет №10.

1. Понятие модели. Материальные и информационные модели. Формализация как замена реального объекта его информационной моделью.
   

Понятие "модель", как и многие другие научные понятия, имеет определенное бытовое содержание. Слово "модель" часто используют для обозначения материальной копии какого-либо предмета, чаще всего транспортного средства: автомобиля, корабля, самолета, повозки и т.д. Эта копия, как правило, сильно уменьшена. Она считается тем лучше, чем больше деталей оригинала в ней воспроизводится, и имеет декоративный характер, поскольку копирования возможности движения, главного свойства объекта, не требуется (вспомним модели кораблей, автомобилей, паровозов, собранные в бутылках). Вторая группа копий – те, что создаются для демонстрации возможности движения. От этих моделей не требуется детального соответствия оригиналу, важно, чтобы они, обладая внешним сходством, двигались в соответствующих условиях (плавали, ездили, летали). Чтобы подчеркнуть отличие научного содержания понятия "модель" от бытового, обратимся к одному из определений:

Модель – создаваемое человеком подобие изучаемых объектов.

То есть главное назначение модели – помощь в изучении объектов и явлений окружающего нас мира. С этих позиций игрушки: куклы, изображающие человека и животных, различные конструкторы – являются моделями в гораздо большей степени, чем предметы, примеры которых приведены выше, так как помогают ребенку изучать окружающий мир. Кроме того, как и модели в науке, игрушки выделяют какие-то конкретные черты объекта, опуская или просто обозначая остальные. Например, куклы, изображающие животных средней полосы, покрываются материалом, имитирующим шерсть, так что обозначается факт ее существования вне связи с особенностями волосяного покрова конкретного животного.

Модели всегда проще реальных объектов, но они позволяют выделить главное, не отвлекаясь на детали.

Поскольку в разных условиях главными становятся разные особенности как структуры, так и поведения объекта, модели одного и того же объекта могут быть различными. Например, моделью, изображающей различные выражения лица человека, может быть кукла-колобок.

Таким образом, понятие модели включает в себя представление о неоднозначности изображения объекта.

В науке понятие модели включает в себя возможность описания тех или иных характерных особенностей строения или поведения исследуемого объекта вне связи с изготовлением другого объекта.

Модели, используемые в разных науках, весьма многообразны и могут группироваться (классифицироваться) по различным признакам. Наиболее универсальным представляется деление моделей на материальные и информационные.

Материальные модели иначе можно назвать предметными, физическими. Они воспроизводят геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики "оригинала". На таких моделях изучаются процессы, происходящие в оригинале – объекте исследования или разработки. Они всегда имеют реальное воплощение.

Информационные модели нельзя потрогать или увидеть воочию, они не имеют материального воплощения, потому что строятся только на информации. В основе этого метода моделирования лежит информационный подход к изучению окружающей действительности. Можно сказать, что информационная модель – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта с учетом цели ее создания.

Информационные модели одного и того же объекта могут быть совершенно разными. Например, информационная модель сотрудника для отдела кадров – это личная карточка, содержащая анкетные данные, сведения об образовании, служебной карьере и т.д.; информационная модель сотрудника для больницы – это медицинская карточка, фиксирующая его обращения к врачу, описания его заболеваний, сделанные назначения. Информационная модель городского района для привязки к другим районам – это план или карта.

Очень большое распространение в последние годы получили информационные модели, использующие математическое описание, которое позволяет интенсивно применять вычислительную технику. Математические информационные модели позволяют единообразно описать очень непохожие явления и процессы.

Построению информационной модели предшествует системный анализ, задача которого – выделить существенные части и свойства объекта, связи между ними. Замена реального объекта или процесса его формальным описанием, т.е. его информационной моделью, носит название "формализация". Моделирование любой системы невозможно без предварительной формализации. По сути, формализация – это первый и очень важный этап процесса моделирования.

По степени формализации, строгости описания все многообразие информационных моделей можно условно разделить на образно-знаковые и знаковые модели. По форме представления образно-знаковых моделей среди них можно выделить следующие группы:

• геометрические модели, отображающие внешний вид оригинала (рисунок, пиктограмма, чертеж, план, карта, объемное изображение);
  
• структурные модели, отображающие строение объектов и связи их параметров (таблица, граф, схема, диаграмма);
  
• словесные модели, зафиксированные (описанные) средствами естественного языка;
  
• алгоритмические модели, описывающие последовательность действий (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема).
  

Знаковые модели можно разделить на следующие группы:

• математические модели, представленные математическими формулами, отображающими связь различных параметров объекта, системы или процесса;
  
• специальные модели, представленные на специальных языках (ноты, химические формулы и т.п.);
  
• алгоритмические модели, представляющие процесс в виде программы, записанной на специальном языке, языке программирования).
  

Построив информационную модель, человек использует ее вместо объекта-оригинала для изучения свойств этого объекта, прогнозирования его поведения и пр. Например, прежде чем строить какое-то сложное сооружение, конструкторы делают его чертежи, проводят расчеты прочности, допустимых нагрузок. Таким образом, вместо реального моста они имеют дело с его модельным описанием в виде чертежей, математических формул.

1. Магистрально-модульный принцип построения компьютера. Характеристики процессора. Шина адреса и шина данных.
   

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.

Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроходные линии (см. рисунок). К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).



Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, то есть количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.

Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).

Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N=2^I,

где I – разрядность шины адреса. Разрядность шины адреса постоянно увеличивалась и в современных персональных компьютерах составляет 36 бит. Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно: N=2³⁶=68 719 476 736.

Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию – считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее.

Процессор. Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС). Большая интегральная схема на самом деле не является «большой» по размеру и представляет собой, наоборот, маленькую плоскую полупроводниковую пластину размером примерно 20×20 мм, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов). БИС является «большой» по количеству элементов.

Использование современных высоких технологий позволяет разместить на БИС процессора огромное количество (42 миллиона в процессоре Pentium 4) функциональных элементов (переключателей), размеры которых составляют всего около 0,13 микрон (1 микрон=10^–6 метра).

Важнейшей характеристикой, определяющей быстродействие процессора, является тактовая частота, то есть количество тактов в секунду. Такт – это промежуток времени между началами подачи двух последовательных импульсов специальной микросхемой – генератором тактовой частоты, синхронизирующим работу узлов компьютера. На выполнение процессором каждой базовой операции (например, сложения) отводится определенное количество тактов. Ясно, что чем больше тактовая частота, тем больше операций в секунду выполняет процессор. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). 1 МГц=миллион тактов в секунду. За 20 с небольшим лет тактовая частота процессора увеличилась почти в 500 раз, от 5 МГц (процессор 8086, 1978 год) до 2,4 ГГц (процессор Pentium 4, 2002 год) – см. табл.

Тип	Год выпуска	Частота (МГц)	Шина данных	Шина адреса	Адресуемая память
8086	1978	5-10	16	20	1 Мб
80286	1982	6-12,5	16	24	16 Мб
80386	1985	16-33	32	32	4 Гб
80486	1989	25-50	32	32	4 Гб
Pentium	1993	60-166	64	32	4 Гб
Pentium II	1997	200-300	64	36	64 Гб
Pentium III	1999	450-1000	64	36	64 Гб
Pentium IV	2000	1000-2400	64	36	64 Гб

В настоящее время частота процессоров достигла 3000 МГц.

Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность процессора. Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно. Часто уточняют разрядность процессора и пишут 64/36, что означает, что процессор имеет 64-разрядную шину данных и 36-разрядную шину адреса.

В первом отечественном школьном компьютере «Агат» (1985 год) был установлен процессор, имевший разрядность 8/16, соответственно одновременно он обрабатывал 8 битов, а его адресное пространство составляло 64 килобайта.

Современный процессор Pentium 4 имеет разрядность 64/36, то есть одновременно процессор обрабатывает 64 бита, а адресное пространство составляет 68 719 476 736 байтов – 64 гигабайта.

Производительность процессора является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти и др.). Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования, по скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде.

2. Задание по программированию на разработку программы вычисления выражения.
   

Задание по программированию на разработку программы вычисления выражения. Напишите программу, вычисляющую значение выражения:

, где а – номер компьютера, за которым вы сидите; b-ваш порядковый номер по списку в классном журнале.


Билет №11.

1. Основные этапы построения моделей.
   

Моделирование – исследование объектов путем построения и изучения их моделей.

Почему не исследовать сам оригинал, зачем создавать модель?

1. Оригинала может не существовать в настоящем: это объект прошлого или настоящего. На основании известных фактов, методом гипотез и аналогий можно построить модель событий или природных катаклизмов далекого прошлого, прогнозировать будущее (теории вымирания динозавров, зарождения жизни на земле; теоретическая модель "ядерной зимы", которая наступит на нашей планете в случае ядерной войны и т.д.).
   
2. Оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. На модели, являющейся упрощенным представлением объекта, можно изучать некоторые интересующие исследователя свойства, не учитывая других.
   
3. Часто модель является абстрактным обобщением реально существующих объектов (манекенщица демонстрирует новый фасон одежды: она представляет не какого-то реального человека с его особенностями, а некоторый обобщенный идеальный образ, стандарт).
   
4. Оригинал может быть недоступен исследователю по каким-либо причинам: атом водорода, рельеф лунной поверхности и т.д.
   

Объектом моделирования может быть материальный объект (наглядные пособия, чертежи, копии объектов и т.д.), явление (модели магнитных и электрических явлений и т.д.), процесс (стадия развития чего-либо, смена состояний, ход и т.д.), система (если объект рассматривается как система, то строится и исследуется модель системы: жилой массив, например).

Моделирование является одним из ключевых видов деятельности человека и всегда в той или иной форме предшествует другим ее видам.

Использование компьютера для исследования информационных моделей различных объектов и систем позволяет изучить их изменения в зависимости от значения тех или иных параметров. Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе исследования объекта или процесса осуществляется постановка задачи. Постановка задачи, как правило начинается с ее описания. При этом подробно описывается исходный объект, условия, в которых он находится, и желаемый результат, иначе говоря, отправной и конечный пункты моделирования. Важным моментом на этапе постановки задачи является определение цели моделирования. От выбранной цели зависит, какие характеристики исследуемого объекта считать существенными, а какие отбросить. В соответствии с поставленной целью может быть подобран инструментарий, определены методы решения задачи, формы отображения результатов. На этапе формализации задачи требуется определить, с помощью какого формального языка, каких формул, уравнений, неравенств и прочее фиксировать формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также какие ограничения накладываются на допустимые значения этих свойств.

На втором этапе осуществляется разработка модели, создается формализованная модель, то есть описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и пр. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

Однако далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через исходные данные. В таких случаях используются приближенные математические методы, позволяющие получать результаты с заданной точностью.

Далее необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, то есть выразить ее на понятном для компьютера языке.

Компьютерная модель – это модель, реализованная средствами программной среды.

Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели:

1. построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования;
   
2. построение компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД и пр.).
   

В процессе создания компьютерной модели полезно разработать удобный графический интерфейс, который позволит визуализировать формальную модель, а также реализовать интерактивный диалог человека с компьютером на этапе исследования модели.

Третий этап исследования информационной модели состоит в проведении компьютерного эксперимента.

План эксперимента должен четко отражать последовательность работы с моделью. Первым пунктом плана всегда является тестирование модели. Тестирование – процесс проверки правильности построения модели. Тест – набор исходных данных, позволяющий определить правильность построения модели. После тестирования, когда у вас появилась уверенность в правильности построенной модели, можно переходить непосредственно к проведению исследования.

Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.

Если компьютерная модель исследуется в приложении, например в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и так далее.

Четвертый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели. В случае различия результатов, полученных при исследовании информационной модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности. Например, при построении описательной качественной модели могут быть неправильно отобраны существенные свойства объектов, в процессе формализации могут быть допущены ошибки в формулах и так далее. В этих случаях необходимо провести корректировку, причем уточнение модели может проводиться многократно, пока анализ результатов не покажет их соответствие изучаемому объекту.

Рассмотрим пример решения задачи.

Задача. Имеется сумма денег S. Приглашено N гостей. Используя электронные таблицы, составьте меню не менее чем из трех продуктов, учитывая стоимость продуктов и порционное распределение продуктов на каждого гостя. Сколько гостей возможно пригласить, имея максимальную сумму денег S=250 руб.?

Решение. Составим математическую модель решения задачи.

Пусть b_i – порция i-го продукта на одного гостя; c_i – цена за один килограмм i-го продукта.

Тогда стоимость i-го продукта (d_i) на всех гостей вычисляется по формуле: d_i=b_i∙c_i∙N.

Общие расходы на день рождения:



Компьютерная модель.

Порядок работы в Excel.

1. Введите исходные данные
   

2. В ячейку D5 ввести формулу расчета стоимости: =В5*С5*$B$2. Используется абсолютная ссылка к ячейке В2.
   
3. Скопировать содержимое ячейки D5 в ячейки D6:D7 с помощью маркера заполнения.
   
4. В ячейку D9 ввести формулу для итоговой суммы, для этого выделите ячейку и нажмите на пиктограмму Автосумма.
   
5. В ячейки D5:D7 ввести формулы для итоговой суммы: выделить блок D5:D7 и нажать Enter.
   
6. Изменить данные о количестве гостей так, чтобы уложиться в указанную в ячейке Е2 сумму: содержимое ячейки D9 должно быть меньше Е2.
   
7. Отцентрировать заголовок таблицы: выделить блок А1:Е1 и щелкнуть по кнопке Объединить и поместить в центре или используя меню Формат – Ячейки – вкладка Выравнивание – По горизонтали – По центру выделения. Оформить таблицу, используя меню Формат – Автоформат или по своему усмотрению.
   

2. Алгоритмическая конструкция «Циклический алгоритм».
   

Командой повторения, или циклом, называется такая форма организации действий в алгоритме, при которой выполнение одной и той же последовательности команд повторяется до тех пор, пока истинно некоторое логическое выражение.

Для организации цикла необходимо выполнять следующие действия:

• перед началом цикла задать начальное значение параметров (переменных, используемых в логическом выражении, отвечающем за продолжение или завершение цикла);
  
• внутри цикла изменять переменную (или переменные), которая сменит значение логического выражения, за счет которого продолжается цикл, на противоположное (для того, чтобы цикл в определенный момент завершился);
  
• вычислять логическое выражение – проверять условие продолжения или окончания цикла;
  
• выполнять операторы внутри цикла;
  
• управлять циклом, т.е. переходить к его началу, если он не закончен, или выходить из цикла в противном случае.
  

Различают циклы с известным числом повторений (цикл с параметром) и итерационные (с пред- и постусловием).

Приведем обозначение каждого из видов циклов на блок-схемах алгоритмов.




На схемах "Серия" обозначает один или несколько любых операторов (команд); ЛВ есть логическое выражение (если его значение истина, переход происходит по ветви, обозначенной да, иначе – по нет). На схеме цикла с параметром использованы обозначения: ПЦ – параметр цикла, НЗ – начальное значение параметра цикла, КЗ – конечное значение параметра цикла, Ш – шаг изменения параметра цикла. Серию команд, которые выполняются в цикле, называют телом цикла.

Опишем схематично, как выполняется каждый из циклов.

Цикл с предусловием:

1. вычисляется значение логического выражения;
   
2. если значение логического выражения истина, переход к следующему пункту, иначе к п. 5);
   
3. выполняется тело цикла;
   
4. переход к п. 1);
   
5. конец цикла.
   

Цикл с постусловием:

1. выполняется тело цикла;
   
2. вычисляется значение логического выражения;
   
3. если значение логического выражения ложь, переход к п. 1), иначе к следующему пункту;
   
4. конец цикла.
   

Замечание. Таким образом, цикл с постусловием организован, в частности, в алгоритмических языках Паскаль и QBasic. В языке Си переход к повторению вычислений, как и в цикле с предусловием, осуществляется в случае истинности логического выражения.

Цикл с параметром:

1. вычисляются значения выражений, определяющие начальное и конечное значения параметра цикла;
   
2. параметру цикла присваивается начальное значение;
   
3. параметр цикла сравнивается с конечным значением;
   
4. если параметр цикла превосходит (при положительном шаге) конечное значение параметра цикла (или, наоборот, меньше конечного значения параметра цикла при отрицательном шаге), переход к п. 8), иначе к следующему пункту;
   
5. выполняется тело цикла;
   
6. параметр цикла автоматически изменяется на значение шага;
   
7. переход к п. 3);
   
8. конец цикла.
   

Циклы с предусловием и постусловием в большинстве случаев (за исключением отдельных реализаций алгоритмических языков) являются более универсальными по сравнению с циклом с параметром, поскольку в последнем требуется заранее указать число повторений, в то время как в первых двух это не требуется. Цикл с параметром в любом случае может быть преобразован к циклу с пред- или постусловием. Обратное верно не всегда.

Рассмотрим примеры задач, при решении которых необходим цикл.

Пример 1. Подсчитать количество нечетных цифр в записи натурального числа n.

Идея решения. Из заданного числа необходимо выбирать из младшего разряда цифру за цифрой (отбрасывая просмотренную) до тех пор, пока число не исчерпается, т.е. станет равным нулю. Каждую нечетную цифру учитывать. Задача решена двумя способами. Первое решение оформлено с использованием цикла с предусловием, второе – с постусловием (div и mod обозначают операции вычисления частного и остатка при делении нацело).

Первый способ (цикл с предусловием):

1. Ввести число n.
   
2. К:=0 (подготавливаем счетчик).
   
3. Если n=0, переход к п. 7.
   
4. Если n mod 10 mod 2=1, то К:=К+1.
   
5. n:=n div 10.
   
6. Переход к п. 3.
   
7. Вывод К.
   
8. Конец.
   

Способ второй (цикл с постусловием):



Пример 3. Найти произведение первых k натуральных чисел, кратных трем.

При составлении алгоритма учтем, что первое натуральное число, кратное 3, есть тройка, а все последующие больше предыдущего на 3.

1. Ввод k.
   
2. P:=1 (здесь накапливаем произведение).
   
3. Т:=0 (здесь будут числа, кратные 3).
   
4. I:=1.
   
5. Если I>k, переход к п. 10.
   
6. Т:=Т+3.
   
7. Р:=Р*Т.
   
8. I:=I+1.
   
9. Перейти к п. 5.
   
10. Вывод Р.
    
11. Конец.
    

Реализация циклов в языке Паскаль

Для организации цикла с известным числом повторений в языке Паскаль используется оператор for. Структура цикла, организованного с помощью этого оператора, имеет вид:

for i:=a downto b do

begin

тело цикла

end;

for i:=a to b do

begin

тело цикла

end;

Здесь i – параметр, изменяющийся в цикле; a, b – выражения, обозначающие начальное, конечное значения параметра цикла. Шаг изменения номера параметра цикла равен 1, если в заголовке цикла стоит to; и –1 – при downto. С другим шагом параметр цикла изменяться не может. Параметр цикла, его начальное и конечное значения должны быть совместимых типов, причем это могут быть только порядковые типы (целые, символьный, логический, перечисляемый и диапазонный).

Порядок выполнения цикла с шагом 1 следующий: вычисляются значения начального и конечного значений параметра цикла; параметр i принимает начальное значение; если i меньше или равно конечному значению, исполняется тело цикла; параметр цикла заменяется следующим по порядку значением, т.е. i:=succ(i) (здесь succ – функция, определенная для порядковых типов, возвращает следующее по порядку значение); проверяется условие i (для отрицательного шага условие i>b) и при его выполнении цикл повторяется. Выход из цикла осуществляется, если i>b (i для шага –1), и выполняется оператор, следующий за оператором цикла. Если а>b (или а для шага –1), то цикл не исполняется ни разу. При отрицательном шаге значение параметра цикла при каждом повторении автоматически заменяется предыдущим по порядку значением: i:=pred(i).

Если в операторе цикла с параметром начальное или конечное значение параметра заданы переменными или выражениями, то значения этих переменных должны быть определены в программе до оператора цикла. Не следует внутри цикла изменять параметр цикла, его начальное и конечное значения с помощью операторов присваивания или ввода.

Входить в цикл можно только через его начало, т.е. нельзя входить внутрь цикла с помощью управляющего оператора, так как в этом случае параметр цикла не определен.

3. Задача с использованием функций min, mах, сумм и др. в среде электронных таблиц.