Среда программирования. Тестирование готовых программ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

(РОСАВИАЦИЯ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ ИМЕНИ ГЛАВНОГО МАРШАЛА АВИАЦИИ А.А. НОВИКОВА»

Выборгский филиал им. С.Ф. Жаворонкова СПбГУ ГА

«Утверждаю»

Зам. директора по УР

______И. В. Ганьшина

«___»_________2024 г.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

для обучающегося

УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА /МДК: «ОУД.05 Информатика»

Специальность 25.02.01 Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей (среднее профессиональное образование базовой подготовки)

(код, наименование, уровень подготовки)

Тема занятия: Среда программирования. Тестирование готовых программ

Преподаватель: Романова Е.С.

Рассмотрено на заседании ЦК

«………………..» и методическом совете.

Протокол №____ от ______ 202_ г

Председатель ЦК

_____________________________

Протокол №____ от ______ 202_ г

Председатель методического совета _______________________

Выборг

2024г.

Оглавление

Пояснительная записка

Настоящие методические рекомендации предназначены для обучающихся по дисциплине «Информатика», специальности 25.02.01 Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей (среднее профессиональное образование базовой подготовки).

Cреды программирования (или как их еще называют, среды разработки) - это программы, в которых программисты пишут свои программы. Иными словами, среда программирования служит для разработки (написания) программ и обычно ориентируется на конкретный язык или несколько языков программирования.

Тема среда программирования. Тестирование готовых программ выбрана в соответствии с программой ФГОС по дисциплине Информатика и календарно-тематическим планом. Особое внимание в методическом пособии уделено развитию практических навыков по программированию, составлению алгоритмов. Методическая разработка включает в себя: пояснительную записку, введение, основную часть, заключение, оценочный лист, список литературы.

Материал изложен просто, доступно, практично. Сопровождается иллюстрациями, примерами, практическими советами. Методические рекомендации ориентированы на обучающихся первого курса – начинающих пользователей компьютера, а также всех желающих быстро и легко освоить основные приёмы работы со средами программирования.

В конце методических указаний предлагаются вопросы для самоконтроля, которые помогут обучающемуся лучше усвоить необходимый учебный материал и закрепить его.

Целью данных методических указаний является:

Получить представления об алгоритме, свойствах алгоритма, среде программирования, исполнителе алгоритма. Научиться составлять простейшие блок-схемы и алгоритмы. Ознакомиться с языком Turbo Pascal.

Методика выполнения лабораторных работ

Работы разрешается выполнять только после прохождения инструктажа по технике безопасности, о чем должны свидетельствовать подписи преподавателя и обучающихся в журнале по ТБ.

При подготовке к лабораторной работе обучающийся должен ознакомиться с ее содержанием по настоящему пособию, повторить соответствующий теоретический материал.

По окончании работы обучающиеся должны сдать ее преподавателю, завершить работу ПК, привести рабочее место в порядок

Введение

В последние годы происходят значительные изменения в содержании и характере труда квалифицированных рабочих и техников, связанные в первую очередь с усилением процессов информатизации и автоматизации производственных технологий, требующих информационной подготовки. Современное общество часто называют информационным и это не совсем случайно.

Сегодня тестирование – это обязательная часть процесса разработки программного обеспечения (далее – ПО).

Процесс тестирования программного обеспечения можно отчасти назвать интуитивным, но в то же время в основе его лежит вполне систематизированный подход. Хорошо протестировать программу означает нечто гораздо более серьезное, чем просто "погонять" ее несколько минут, чтобы убедиться, что она работает. Эффективное тестирование требует тщательного анализа и строгого системного подхода. Эта лабораторная работа является своеобразным введением, цель которой на простом примере продемонстрировать подход к тестированию программ, применяемых опытными специалистами этого дела.

Поэтому любой современный специалист должен уметь тестировать готовые программы, а при необходимости написать простой программный код, который ему необходим для выполнения той или иной операции.

Актуальность темы

Невозможно представить себе современный мир без цифровых технологий.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов — языков программирования.

Pascal - одна из сред, в которой удобно учить программированию. Она ориентирована прежде всего на студентов и школьников, желающих быстро научиться современному языку программирования.

Главная цель проведения практических занятий - обеспечить прочное и сознательное освоение основ программирования, формирование практических умений - профессиональных, учебных, интеллектуальных, необходимых будущему специалисту.

Место дисциплины в структуре ОПОП СПО - ППССЗ

Дисциплина ОУД.05 Информатика представляет собой дисциплину, относящуюся к общим учебным дисциплинам цикла. Дисциплина изучается в 1 семестре заканчивается контрольной работой и 2 семестре и заканчивается зачетом с оценкой.

Оснащение занятия

1. Эталоны к заданиям для самоконтроля.

2. Критерии оценки самостоятельной практической работы.

3. Критерии оценок за выполнение заданий.

4. Общие критерии оценки за выполненные задания.

Средства ТСО:

• Персональный компьютер - 11 шт.

• Монитор – 11шт.

• Клавиатура и мышь - 11шт.

• Сканер – 1шт.

• Локальная сеть – 1

Технологическая карта практического занятия, календарно-тематический план, методические рекомендации по выполнению практических работ, программное обеспечение: операционная система Windows, среда программирования TurboPascal.

Задание для самоконтроля

Задание 1:

1. Заданы радиус основания и высота цилиндра. Вычислить площадь основания и объем. Площадь основания вычисляется по формуле, объем цилиндра равен V=S*h. Сохраните как P1PR3.

2. Вычислите среднее арифметическое (a+b)/2. Сохраните программу как P1PR4.

3. Составить программу вычисления площади и периметра прямоугольника по двум введенным сторонам. Предусмотреть вывод на экран сообщения о результате. Сохраните как P1PR5.

4. За решение четырех задач студент получил оценки (от 1 до 5). Составьте программу, которая определит среднее значение оценок, полученных студентом за задачи. Сохраните программу как P1PR6.

Задание 2:

5. Четыре человека пообедали в ресторане. Официант подал каждому счет. Они решают оставить официанту чаевые в размере 15% от счета. Составить программу, которая выведет на экран сумму чаевых, которую получил официант. Сохраните программу как P1PR7.

6. Составить программу, которая определяет, сколько времени в минутах затратит школьник на дорогу из школы до стадиона, если известна длина этого расстояния S км и средняя скорость движения школьника v км/ч? Сохраните программу как P1PR8.

7. Три четверти пассажиров самолета имеют билеты второго класса стоимостью X рублей каждый. Остальные пассажира имеют билеты первого класса, которые стоят в два раза дороже билетов второго класса. Напишите программу, которая выведет сумму денег, получаемую авиакомпанией от продажи билетов на этот рейс, если салон самолета рассчитан на V пассажиров. Сохраните программу как P1PR9.

Задание 3:

1. Вычислить произведение цифр трехзначного числа. Сохраните как P2PR4

2. Заданы длины трех сторон треугольника a, b, c. Вычислить периметр и площадь треугольника по формуле Герона. Сохраните как P2PR5

Задание 4:

3. Вычислить значение выражения по формуле (все переменные принимают действительные значения):

Сохраните как P2PR6, P2PR7, P2PR8

4. Вычислить арифметические выражения. При этом выбрать такую форму записи, чтобы количество «медленных» операций (умножение, деление) было сведено к минимуму. Вычисления всех трех выражений произвести в одной программе:

Сохраните как P2PR9, P2PR10, P2PR11

Задание 5:

1. Составьте программу, которая сравнивает возраст брата и сестры и выводит соответствующее сообщение. Записать программу под именем P3PR4.

2. Составить программу, проверяющую, принадлежит ли число, введенное с клавиатуры, интервалу (1; 5). Сохраните программу под именем P3PR5.

3. По заданному номеру месяца m вывести на печать название времени года. Сохраните программу под именем P3PR6.

4. Составьте программу, которая выводит на экран различные приветствия в зависимости от введенного времени. Договоримся, что утро длится с 8 до 12 часов, день – с 12 до 17 часов, вечер – с 17 до 23 часов и ночь – все остальное время. Задачу решить двумя способами: с помощью условного оператора и оператора выбора. Сохраните программу под именем P3PR7.

5. Работник зарабатывает X рублей за 38 часов своей работы. Ему платят в 1,5 раза больше за каждый час сверх 38 часов. Какую сумму он получит, если отработает A часов? Сохраните программу под именем P3PR8.

Хронокарта занятия

Дисциплина - «ИНФОРМАТИКА»

Специальность 25.02.01 Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей.

Тема:«Среда программирования. Тестирование готовых программ».

Тип занятия – комбинированное занятие.

Место проведения – 317 кабинет информатики и ИТ

Вид занятия – практическое занятие.

Цель занятия:

Обучающая:продолжить формирование умений применения теоретических знаний работы со средой программирования на практике, отработка приемов тестирования готовых программ; закрепление обучающимися правил программирования, а также отработка умения их редактировать и форматировать.

Развивающая: способствовать развитию познавательного интереса, логического мышления, речи и внимания обучающихся; информационной культуры и потребности приобретения знаний; навыка самостоятельности в работе; умений рациональной организации рабочего места при работе с компьютером; соблюдение норм времени.

Воспитательная: способствовать воспитанию ответственности в работе, уверенности в своих знаниях при работе со средами программирования, тестированию готовых программ; внимательности, культуры поведения на уроке; навыка самостоятельности в работе.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Знать:

• назначение и виды информационных моделей, описывающих реальные объекты или процессы;

• использование алгоритма как модели автоматизации деятельности.

Уметь:

• использовать готовые информационные модели, оценивать их соответствие реальному объекту и целям моделирования;

• осуществлять выбор способа представления информации в соответствии с поставленной задачей;

• иллюстрировать учебные работы с использованием средств информационных технологий.

Оснащение занятия –

1. Эталоны к заданиям для самоконтроля.

2. Критерии оценки самостоятельной практической работы.

3. Критерии оценок за выполнение заданий.

4. Общие критерии оценки за выполненные задания.

Средства ТСО:

• Персональный компьютер - 11 шт.

• Монитор – 11шт.

• Клавиатура и мышь - 11шт.

• Сканер – 1шт.

• Локальная сеть – 1

Технологическая карта практического занятия, календарно-тематический план, методические рекомендации по выполнению практических работ, программное обеспечение: операционная система Windows, среда программирования TurboPascal.

Ход занятия:

Контрольно-измерительные материалы

Информационный блок

Понятие алгоритма

Одним из фундаментальных понятий в информатике является понятие алгоритма.

Алгоритм — это последовательность определенных действий со строгими правилами выполнения для получения нужного результата.

Свойства алгоритмов:

1. Дискретность (алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке);

2. Детерминированность (любое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае);

3. Конечность (каждое действие и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения);

4. Массовость (один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными);

5. Результативность (отсутствие ошибок, алгоритм должен приводить к правильному результату для всех допустимых входных значениях).

Виды алгоритмов:

1. Линейный алгоритм (описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке);

2. Циклический алгоритм (описание действий, которые должны повторятся указанное число раз или пока не выполнено задание);

3. Разветвляющий алгоритм (алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий) 

4. Вспомогательный алгоритм (алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя).

Циклическими называются алгоритмы, в которых часть этапов повторяется несколько раз.

Различают три вида циклов:

• Цикл с предусловием («Пока»);

На АЯ он имеет следующий вид

Пока условие, повторять

Нц

Серия

Кц

Выполнение серии команд (тела цикла) повторяется пока условие цикла истинно

• Цикл с постусловием («До»);

На АЯ он имеет следующий вид :

Повторять

Серия

До условие

Здесь используется условие окончания цикла, т.е. когда оно становится истинным, цикл заканчивает работу.

Цикл с предусловием (ПОКА) Цикл с постусловием (ДО)

нет

да

нет

да

Цикл с параметром - содержит специальную переменную (счетчик, параметр цикла), которая последовательно изменяет свое значение от заданногоначального доконечного значения с некоторымшагом, при этом для каждого значения счетчика тело цикла исполняется один раз.

Язык программирования – это способ записи программ решения различных задач на ЭВМ в «понятной» для компьютера форме.

В развитии инструментального программного обеспечения (т.е. программного обеспечения, служащего для создания программных средств в любой проблемной области) рассматривают пять поколений языков программирования (ЯП).

ЯПпервогопоколения представляли собой набор машинных команд в двоичном (бинарном) или восьмеричном формате, который определялся архитектурой конкретной ЭВМ. Каждый тип ЭВМ имел свой ЯП, программы на котором были пригодны только дляданного типа ЭВМ. Программирование в машинных адресах требует знания системы команд конкрет­ной ЭВМ и их адресности. При этом реализация даже довольно несложных вычисленийтребует разложения их на простые операции, что значительно увеличивает общий объемпрограммы и затрудняет ее чтение и отладку.

ВтороепоколениеЯПхарактеризуется созданием языков ассемблерного типа(ас­семблеров, макроассемблеров), позволяющих вместо двоичных и других форматов машин­ных команд использовать их имена. При этом ассемблерные программы все так же затруднительны для чтения, трудоемки при отладке и требуют больших усилий для переноса на другие типы ЭВМ.

В эпоху ЭВМ третьегопоколения ЯП распространение получил язык PL/, разработанный фирмой IBM. Это был первый язык, претендовавший на универсальность, т.е. на возможность решать любые задачи : вычислительные, обработки текстов, накопления и поиска информации. Однако язык PL/1 оказался слишком сложным языком. Для машин типа IBM360/370 транслятор с языка PL/1 оказался недостаточно оптимальным и содержал ряд не выявленных ошибок.

Значительным событием в истории языков программирования стало создание в 1971г. Паскаля как учебного языка структурного программирования – языка четвертого поколения ЭВМ.

Широкое распространение языку Паскаль обеспечили ПК. Фирма Borland(США) разработала для них систему программирования Турбо Паскаль. Турбо Паскаль – это не только язык и транслятор с него, но ещеинтегрированная среда программирования, обеспечивающая пользователю удобство работы на языке Паскаль. В силу своих достоинств Паскаль стал источником многих современных языков программирования.

Язык программирования СИ создавался как инструментальный язык для разработки операционных систем, трансляторов, баз данных и других системных и прикладных программ. В отличие от Паскаля в нем заложены возможности непосредственного обращения к некоторым машинным командам и определенным участкам памяти компьютера.

ЭВМ будущего – пятого – поколения называют машинами искусственного интеллекта.

В конце 20 века новым значительным направлением в развитии программного обеспечения ЭВМ стал объектно-ориентированный подход.Объекты – это структуры, объединяющие в единое целое данные и программы их обработки.

В последнее время возникло новое направление в технологии программирования –визуальное. Стали создаваться системы визуального программирования, использование которых позволяет легко и быстро программировать сложный графический интерфейс.

В основе структурного программирования лежит утверждение:

Алгоритм для решения любой логической задачи можно составить только из структур Следование, Ветвление, Цикл, называемых базовыми алгоритмическими структурами.

Еще одним важнейшим технологическим приемом структурного программирования является декомпозиция решаемой задачи на подзадачи, т.е. более простые для программирования части исходной задачи.

Возможны два подхода к построению алгоритма :

- сверху вниз – сначала строится основной алгоритм, а затем – вспомогательные;

- снизу вверх – сначала составляются вспомогательные алгоритмы, а затем - основной

Соблюдение правил в языке программирования должно быть более строгим, чем в разговорном языке. Человеческая речь содержит значительное количество избыточной информации, т.е. не расслышав какое-то слово, можно понять смысл фразы в целом. Слушающий или читающий человек может додумать, дополнить, исправить ошибки в воспринимаемом тексте.

Компьютер же – это автомат, воспринимающий все «всерьез». В текстах программ нет избыточности, и компьютер сам не исправит даже очевидной (с точки зрения человека) ошибки. Он может лишь указать место, которое «не понял» и вывести замечание о предполагаемом характере ошибки. Исправить же ошибку должен программист.

Язык Паскаль разрабатывался специально для целей обучения и с него рекомендуется начинать освоение программирования.

Запись программы на языке Паскаль похож на английский перевод алгоритма, записанного на алгоритмическом языке.

Структура программы на языке Паскаль. По определению стандартного языка Паскаль программа состоит из заголовка и тела (блока), в конце которого следует точка – признак конца программы. В свою очередь, блок содержит разделы описаний и раздел операторов:

Program<имяпрограммы>;

Label<раздел меток>;

Const<раздел констант>;

Type<раздел типов>;

Var<разделпеременных>;

Procedure (Function) <раздел подпрограмм>;

Begin

<раздел операторов>

End.

Заголовок программы начинается со слова Programи предпочтительней, чтобы оно отражало назначение программы, т.е. несло смысловую нагрузку.

Раздел описания переменных начинается со слова Var, за которым следует список переменных.Тип указывается после двоетчиясловомInteger (целый). Начало и конец раздела операторов программы отмечаются словами Begin (начало) иEnd (конец).В конце программы обязательно ставится точка.

Необходимо строго соблюдать правила правописания– синтаксис программы. В частности, в Паскале однозначно определено назначение знаков пунктуации :

- точка с запятой (;) ставится в конце заголовка программы, в конце раздела описания переменных, после каждого оператора. Перед словом Endточку с запятой можно не ставить;

- запятая (,) является разделителем элементов во всевозможных списках (списке переменных в разделе описания, списке вводимых и выводимых величин).

Алфавит языка состоит из следующих символов:

•Заглавные и строчные латинские буквы и символ 'подчерк':

А, В, С..., X, Y, Z, а, b, c,.. , x, y, z, _

Буквы используются для формирования идентифи­каторов и служебных слов.

•Десять арабских цифр от 0 до 9:

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

Цифры используются для записи чисел и идентификаторов.

•Двадцать два специальных символа:

+ - * / = >< . , ; :

@ ' ( ) [ ] { } # $ ^

Идентификаторы (имена). Идентификаторы вводятся для обозначения в программе переменных, констант, типов, меток, процедур и функций. Это любая последовательность букв и цифр, начинающаяся с буквы. Строчные и прописные буквы в идентификаторах и служебных словах не различаются.

Комментарии–это любая конструкция вида {любой текст }и(*любой текст *)

Понятие типов данных является одним из центральных в любом языке программирования. С типом величины связаны три ее свойства :

1. Форма внутреннего представления

2. Множество принимаемых значений

3. Множество допустимых операций

Ниже показан пример описания переменных.

Var а : integer;

Index : 0..5;

S : char;

Sinus : real;

Semaphore : ( Opened, Closed );

Каждая переменная, описанная в блоке, должна упоминаться в описаниях НЕ БОЛЕЕ ОДНОГО раза. Это относится не только к переменным, а вообще ко всем идентификаторам (констант, ти­пов, меток, подпрограмм), которые объявляются в блоке.

Теоретическая основа темы

Изучение нового материала

Упражнение 1.

Создать программу, вычисляющую длину гипотенузы c и величины двух углов alf и bet прямоугольного треугольника, если заданы длины двух его катетов a и b. Значения катетов вести с клавиатуры.

1. Наберите текст программы:

2. Запустите программу на выполнение и проверьте её работу: Ctrl-F9

3. Сохраните программу в своей папке

Упражнение 2.

Закрепление навыков набора и редактирования текста.

1. Отредактируйте текст программы, добавив вывод значений углов в градусах:

2. Запустите программу на выполнение и проверьте её работу: Ctrl-F9

3. Для просмотра результатов выполненной программы необходимо нажать: Alt-F5

4. Сохраните программу в своей папке

Упражнение 3.

Вычислить месячные выплаты m по займу в s рублей на n лет под процент p.

1. Наберите текст программы:

2. Запустите программу на выполнение и проверьте её работу: Ctrl-F9

3. Для просмотра результатов выполненной программы необходимо нажать: Alt-F5

4. Сохраните программу в своей папке.

Упражнение 4.

Вычислить сумму цифр трехзначного числа.

1. Наберите текст программы:

2. Запустите программу на выполнение и проверьте её работу: Ctrl-F9

3. Для просмотра результатов выполненной программы необходимо нажать: Alt-F5

4. Сохраните программу в своей папке.

Упражнение 5.

Перевести английские названия дней недели на русский язык.

1. Наберите текст программы:

2. Запустите программу на выполнение и проверьте её работу: Ctrl-F9

3. Для просмотра результатов выполненной программы необходимо нажать: Alt-F5

4. Сохраните программу в своей папке.

Задание на дом

Дано натуральное число N. Определить, является ли оно простым. Натуральное число N называется простым, если оно делится нацело без остатка только на единицу и N. Число 13 – простое, т.к. делится только на 1 и 13, N=12 не является простым, т.к. делится на 1, 2, 3, 4, 6, 12. Алгоритм решения этой задачи заключается в том, что число N делится на параметр цикла i, изменяющийся в диапазоне от 2 до N/2. Если среди значений параметра не найдется ни одного числа, делящего заданное число нацело, то N – простое число, иначе оно таковым не является.

Оценочный - лист

^{Инструкция к оценочному - листу}

Уважаемые обучающиеся!

Контроль знаний и умений проводится преподавателем и обучающимися на каждом этапе на протяжении всего практического занятия и фиксируется в оценочном листе группы.

5 «отлично»

Студент получает за глубину и полноту овладения содержанием учебного материала, в котором студент легко ориентируется, за умение связывать теорию с практикой, высказывать и обосновывать свои суждения. Грамотно и логично излагает ответы, свободное владение терминологией, практические задания выполняет в соответствии с требованиями к созданию документа. Ответы на дополнительные вопросы чёткие, краткие.

4 «хорошо»

Студентом полностью освоен учебный материал, легко ориентируется в нём, осознанно применяет знания для решения практических заданий, грамотно излагает ответ, но содержание и форма ответа имеют некоторые неточности, рассказ неполный, недостаточно грамотный, с ошибками в деталях. Ответы на дополнительные вопросы недостаточно чёткие, с ошибками в частностях.

3 «удовлетворительно»

Студент обнаруживает знание и понимание основных положений учебного материала, но излагает его неполно, непоследовательно, недостаточно грамотно, с ошибками в деталях, допускает неточности в определении понятий, в применении знаний для решения практических заданий, не умеет доказательно обосновывать свои суждения. Ответы на дополнительные вопросы недостаточно чёткие, с ошибками в частностях.

2 «неудовлетворительно»

Студент имеет разрозненные, бессистемные знания, не умеет выделять главное и второстепенное, допускает ошибки в определении понятий, искажает их смысл, беспорядочно и неуверенно излагает материал, не может применять знания для решения практических заданий. Рассказ неграмотный, неполный, с грубыми ошибками, незнанием терминологии.

Список литературы

1. Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10 – 11 классов / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2021г.;

2. Информатика и ИКТ. Задачник-практикум в 2 т.: Том 1 / Залогова Л.А., Плаксин М.А., Русаков С.В., Русакова О.Л., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2020 г.;

3. Информатика и ИКТ. Задачник-практикум в 2 т.: Том 2 / Залогова Л.А., Плаксин М.А., Русаков С.В., Русакова О.Л., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2021 г.;