Обучение информатике по опорным сигналам
и формируют культуру алгоритмического
мышления, определяют главное свойство алгоритмов - простоту их написания и
понимания.
Использование английских служебных слов на ЛОС облегчает их усвоение
при изучении конкретных алгоритмических языков.
ПОЯСНЕНИЯ К ЛОС 3.
Алгоритмы пишутся для обработки некоторой информации. Обычно ее
называют данными или величинами.
Данные могут быть различными как по типу, так и по способу своей
организации. Классификации данных и описанию их характеристик и посвящен
ЛОС 3.
Для классификации данных используется опорный сигнал в виде куба. На
его гранях представлены характеристики данных по двум направлениям.
Передняя грань делит данные на четыре класса - вещественные, целые,
натуральные и литерные. Служебные слова, описывающие соответствующий тип,
приведены в правом нижнем углу ЛОС. Почему в ЭВМ применяется подобное
деление?
1) Данные разного типа имеют разное внутреннее представление в ЭВМ.
2)Для данных разного типа в ЭВМ могут быть предусмотрены разные операции.
ЛОС 3
На верхней грани кубика - другая классификация. В процессе работы
алгоритма данные могут оставаться постоянными. Это - константы. Но они
могут и изменять свое значение. Это - переменные. Подобное деление очень
важное, так как позволяет остановиться на фундаментальном понятии
программирования - имени переменной (в алгоритмических языках как синоним
употребляется слово «идентификатор»), а так же на механизме распределения
памяти под величины.
ЭВМ, читая алгоритм, для всех величин отводит место в памяти. На ЛОС
этот факт связан с табуретом и стулом. Константа однозначно, раз и
навсегда, задается своим значением. Отводя ей место в памяти, ЭВМ сразу
помещает туда константу и запоминает (для себя) адрес этого места. В
процессе работы адрес остается неизвестным программисту.
Переменная может принимать разные значения в процессе работы
алгоритма. Поэтому для нее и вводится обозначение - имя. Когда ЭВМ
встречает в алгоритме произвольное имя, она отводит ему только место в
памяти (опорный сигнал «стул»). Значение же (то, что будет находиться на
стуле) получается в различных командах алгоритма. Подчеркнем, что место
отводится при первой встрече имени, то есть один раз, значение же может
меняться много раз. На ЛОС стоит вопрос «как?». Как можно менять значение
одной и той же переменной? В первом случае значение переменной берется с
внешнего носителя (команда ввода). Во втором случае оно может вычисляться
процессором ЭВМ (команда присваивания).
В нижней части ЛОС представлена еще одна линия классификации
переменных величин - по способу организации. Это простые переменные
(скалярные) и переменные с индексами.
Переменные с индексами - элементы совокупностей однотипных величин,
называемых массивами или таблицами.
Для пояснения сути этой классификации на ЛОС использован сигнал в
виде автобуса. Шофер - это простая величина, являющаяся именем переменной.
В автобусе он один. Но на одном автобусе может работать не один шофер.
Значит, это имя может иметь разные значения. Автобус перевозит пассажиров.
Они образуют массив переменных. Общее имя этого массива - ПАССАЖИР. В
автобусе каждый пассажир полностью определяется номером места, которое он
занимает. К каждому из них можно обратиться:
ПАССАЖИР [1]
ПАССАЖИР [2], и т.д.
Это и есть имена переменных с индексами.
Эта аналогия позволяет зафиксировать внимание на сущности понятия
имени переменной, так как в самой аналогии слово «имя» используется дважды
- как понятие программирования и как значение литерного типа. Различие этих
двух моментов свидетельствует о понимании сути дела.
Таким образом, массивы - это совокупности однотипных переменных, в
которых каждый элемент однозначно определяется своим местом в ряду
элементов, образующих эту совокупность.
Слева внизу на ЛОС приведены примеры описания таблиц.
Выводы и рекомендации.
ЛОС 3 представляет собой образное и систематизированное изображение
информации о величинах. Он дает знание как отдельных характеристик величин,
так и их взаимодействие при различных видах организации.
Важным моментом является вопрос о предоставлении места в памяти
различным величинам. Простым переменным и константам - одно место, массивам
- столько мест, сколько элементов в массиве, хотя массив имеет одно общее
имя.
Переменные с индексами не описываются в алгоритме каждая в
отдельности. Описывается сразу весь массив. В описании массива указывается
его имя, тип его элементов и границы изменения индексов (число элементов
массива).
ЛОС 4
ПОЯСНЕНИЯ К ЛОС 4
ЛОС 4 возвращает нас к понятию алгоритма, но уже на более высоком
уровне знания.
Житейским примером, который может быть использован для пояснения
способа записи алгоритма, является любой кулинарный рецепт - как
приготовить определенное блюдо (что) из определенных продуктов (из чего)?
Аналогия полная. Имя алгоритма - это название производимого продукта. Если
алгоритм пишется для ЭВМ, то его часто так и называют - программный
продукт. Указание типов имен, являющихся аргументами (входами) и
результатами (выходами) алгоритма - это задание конкретных характеристик
величин, для обработки которых предназначен алгоритм.
На ЛОС помещен опорный сигнал в виде двух стаканов с разными
жидкостями. Он связан с понятием промежуточной величины. Можно ли поменять
местами содержимое двух стаканов, не пользуясь третьим, промежуточным? При
исполнении любого алгоритма могут понадобиться некоторые вспомогательные
величины.
Промежуточные величины не являются ни аргументами, ни результатами,
но в теле алгоритма они должны быть обязательно описаны, так как им должно
быть предоставлено место в памяти ЭВМ в соответствии с их типом. В реальных
программах количество промежуточных величин может значительно превышать
количество аргументов и результатов.
Вторая часть ЛОС 4 посвящена вопросам оптимального использования
труда программистов. Дело в том, что хороший алгоритм, составленный
однажды, не имеет тенденции к порче и потому его можно использовать как
угодно долго, а чтобы не переписывать каждый раз, из хороших алгоритмов
составляют библиотеки алгоритмов и определяют общие правила пользования
такими библиотеками. Все алгоритмы, занесенные туда, называют
вспомогательными. В алгоритмических языках они называются процедурами и
функциями. Для того, чтобы воспользоваться вспомогательным алгоритмом при
написании другого алгоритма ( на ЛОС последний помещен в букву А и назван
основным; его имя - тоже А), необходимо в нужном месте написать команду
(оператор) вызова вспомогательного алгоритма. Она имеет следующий формат:
ИМЯ вспом. алг. (список конкретных имен, для которых должен
проработать вспомогательный алгоритм).
Это показано на ЛОС 4. К моменту вызова (опорный сигнал в виде телефона)
вспомогательного алгоритма с именем А3 в основном алгоритме должны быть
обязательно описаны и определены значения переменных, которые при вызове
будут переданы как аргументы. Также должна быть описана величина, которая
будет передана во вспомогательный алгоритм для получения результата его
работы.
Алгоритм, вспомогательный в одном случае, может оказаться основным по
отношению к другому алгоритму, если во время работы он обращается к нему.
Этот другой алгоритм будет по отношению к вызывающему вспомогательным.
На ЛОС 4 стрелочкой с надписью «возврат и результат» подчеркнут тот
факт, что возвращение результата работы вспомогательного алгоритма
происходит всегда в вызывающий, т.е. в основной для него, алгоритм к
команде, следующей за командой вызова.
Выводы и рекомендации.
ЛОС 4 является своего рода завершением изучения теоретического
материала, связанного с правилами написания и оформления алгоритмов.
При изучении ЛОС 4 и соответствующего материала по учебному пособию
следует обратить внимание на такой важный момент.
Если алгоритм предназначен для работы в качестве основного, т.е. к
нему не предполагается обращение в дальнейшем, то первым оператором в его
теле должен быть оператор ввода необходимых для работы значений величин. В
учебном пособии об операторах ввода речи не ведется, но, если
предполагается хоть какое-то общение с ЭВМ, о вводе говорить просто
необходимо.
Можно пойти по другому пути - все алгоритмы оформлять как
вспомогательные. Тогда ввода в них не требуется, т. к. Конкретные значения
аргументов (входных величин) передаются им в вызове. Именно этот путь и
выбран в учебном пособии.
Эффективность использования ЛОС привела к разработке комплекта
опорных конспектов (ОК), которые в настоящее время используются в
некоторых учебных заведениях. ОК были дополнены изображениями основных
устройств ЭВМ и синтаксическими диаграммами. ОК охватывают все разделы
курса ОИВТ.
Каждый учащийся имеет комплект ОК. Каждый ОК снабжен вопросами и
упражнениями. Упражнения сочетаются с выполнением программ, записанных на
дискетах. На практических занятиях учащиеся выполняют весь комплекс работ,
необходимых при работе на ЭВМ.
ОК не заменяют учебное пособие, а дополняют его, позволяя наглядно
выделить основные понятия, приемы построения алгоритмов простейших задач,
помогают учащим
| |  скачать работу |
Обучение информатике по опорным сигналам |
