МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Алтайский государственный университет»
Рубцовский институт (филиал)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Основы алгоритмизации и программирования
Уровень основной образовательной программы - базовый
Специальность - 230103.51 Автоматизированные системы обработки информации и управления (в промышленности, в бюджетных отраслях)
Форма обучения – очная
Срок освоения ОПОП - нормативный
Кафедра – математики и прикладной информатики
Рубцовск - 2011
СОДЕРЖАНИЕ
1. Рабочая программа.. 4
1.1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.. 4
1.2 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН.. 6
1.3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ... 8
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОСВОЕНИЮ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Основы алгоритмизации и языки программирования». 14
3. МАТЕРИАЛЫ К ПРОМЕЖУТОЧНОМУ И ИТОГОВОМУ КОНТРОЛЮ.... 16
4. Материально-техническое обеспечение образовательного процесса 16
5. СПИСОК ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, ДРУГИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ 18
1. Рабочая программа
1.1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цели курса.
Данный курс посвящен важнейшему разделу информатики – программированию. Здесь рассматривается конкретный язык программирования – Паскаль, являющийся наиболее используемым в настоящее время и отражающий различные тенденции в современном программировании. Для Паскаля приводятся необходимые сведения и примеры, чтобы сложилась общая картина, и стало возможным самостоятельное решение относительно несложных задач по программированию. Паскаль заслуженно является наиболее популярным при традиционном – процедурном – подходе к программированию, пригоден для разработки прикладных программ для самых различных предметных областей. Именно на базе Паскаля создана одна из наиболее мощных сред объектно-ориентированного программирования, что является дополнительным стимулом к его более детальному изучению.
Задачи курса.
Научить студента использовать знания, полученные при изучении языка программирования Паскаль, при освоении других языков программирования.
В результате изучения дисциплины студент должен:
уметь согласованно решать задачи разработки эффективных моделей данных и алгоритмов их обработки при создании прикладного программного обеспечения, а также получать программные реализации полученных решений на универсальном алгоритмическом языке высокого уровня;
- знать основные принципы и методологию разработки прикладного программного обеспечения, типовые способы организации программных данных, а также типовые подходы к построению программных алгоритмов;
- знать синтаксис и семантику универсального алгоритмического языка программирования высокого уровня;
- иметь навыки решения на персональных ЭВМ простейших задач программной обработки данных;
- иметь навыки использования инструментальных программных средств в процессе разработки и сопровождения программных продуктов;
- иметь представление о тенденциях и направлениях развития современных технологий программирования и обработки данных.
Данный курс построен следующим образом. В 4 семестре студенты получают начальные навыки в программировании на языке программирования Паскаль, рассматривают структуру программы, знакомятся с типами данных, изучают условные операторы и операторы цикла, работают с массивами и матрицами. Контрольной точкой является зачет. В 5 семестре студенту продолжают более углубленно изучать язык программирования Паскаль. Знакомятся с символами, строками и записями. Изучают текстовые файлы, процедуры и функции, работают с графикой.
Итоговой контрольной точкой после освоения данного курса является экзамен.
Дисциплина «Основы алгоритмизации и программирования» относится к циклу ОПД.05 Цикл общепрофессиональных дисциплин.
Программа предусматривает различные формы работы со студентами: проведение лекционных занятий и лабораторных работ, в качестве промежуточного контроля знаний проведение компьютерного тестирования.
1.2 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
(распределение часов курса по разделам и видам работ)
Очная форма обучения
Дидактические единицы (ДЕ) | Наименование тем | Максимальная нагрузка студентов, час. | Количество аудиторных часов при очной форме обучения | Самостоятельная работа студентов, час. | ||
Лекции | Семинары | Лабораторные работы | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
ДЕ 1 | Тема 1. Понятие алгоритмизации, свойства алгоритмов, общие принципы построения алгоритмов. Основные алгоритмические конструкции | 24 | 10 | 6 | 8 | |
Тема 2. Эволюция языков программирования | 20 | 16 | 4 | |||
Промежуточный контроль | Контрольная работа | |||||
ДЕ 2 | Тема 3. Составление программ на алгоритмическом языке | 20 | 10 | 6 | 4 | |
Тема 4. Операторы и операции | 50 | 16 | 30 | 4 | ||
Тема 5. Подпрограммы. Составление библиотек подпрограмм | 24 | 12 | 8 | 4 | ||
Промежуточный контроль | Контрольная работа | |||||
ДЕ 3 | Тема 6. Объектно - ориентированная модель программирования | 15 | 12 | 3 | ||
Тема 7. Основные принципы объектно - ориентированного программирования | 28 | 14 | 10 | 4 | ||
Промежуточный контроль | Контрольная работа | |||||
Итоговый контроль | Экзамен | |||||
Итого часов | 181 | 90 | 60 | 31 |
1.3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
(дидактические единицы)
Содержание ГОС по дисциплине
Понятие алгоритмизации, свойства алгоритмов, общие принципы построения алгоритмов, основные алгоритмические конструкции;
Эволюция языков программирования, их классификация, понятие системы программирования;
Составление программ на алгоритмическом языке: основные элементы языка, структура программы, операторы и операции, управляющие структуры, структуры данных, файлы, классы памяти; подпрограммы, составление библиотек подпрограмм;
Объектно - ориентированная модель программирования, основные принципы объектно - ориентированного программирования на примере алгоритмического языка: понятие классов и объектов, их свойств и методов, инкапсуляции и полиморфизма, наследования и переопределения.
ДЕ 1
Тема 1. Понятие алгоритмизации, свойства алгоритмов, общие принципы построения алгоритмов.
Аудиторное изучение: Понятие алгоритма, его свойства, виды алгоритмов. Основные алгоритмические конструкции (линейная, разветвляющаяся и цикл).
Самостоятельное изучение: дополнительные блоки для построения блок-схем алгоритма.
Требования к знаниям: алгоритм, его свойства, виды алгоритмов, основные базовые структуры программирования.
Требования к умениям: описывать способы решения задачи с помощью алгоритма, устанавливающего состав операций и последовательность их выполнения; составлять блок-схемы для решения задач.
Тема 2. Эволюция языков программирования
Аудиторное изучение: Эволюция языков программирования, их классификация, понятие системы программирования. Понятие и характеристика языков программирования. Две группы языков программирования: языки низкого и высокого уровня. Способы реализации языков программирования. Стандартизация и классификация языков программирования. Типы, виды и структура данных.
Самостоятельное изучение: Уровни, поколения, классификация и обзор языков программирования.
Требования к знаниям: знать понятие и характеристику языков программирования, способы реализации языков программирования.
Требования к умениям: уметь использовать языки программирования.
ДЕ 2
Тема 3. Составление программ на алгоритмическом языке.
Перечень символов и зарезервированных слов языка Pascal, идентификаторов, рассматривается структура программы. Описание основных операторов языка (BEGIN, END и т, д.). Вводятся подпрограммы-функции и библиотечные модули. Рассматриваются типы данных (INTEGER, REAL, CHAR, STRING, BOOLEAN) и основные операции, допустимые для данного типа. Операторы ввода/вывода (READ, WRITE), начальные сведения по программированию ввода/вывода данных.
Самостоятельное изучение: Составление элементарных программ
Требования к знаниям: основные элементы языка Паскаль, типы данных и структура программы.
Требования к умениям: уметь составлять элементарные программы, вводить и выводить данные.
Тема 4. Операторы и операции.
Аудиторное изучение: Синтаксис операторов: присваивания, ввода-вывода, безусловного и условного переходов, циклов. Составной оператор. Вложенные условные операторы. Циклические конструкции. Циклы с предусловием и постусловием. Массивы как структурированный тип данных. Объявление массива. Ввод и вывод одномерных массивов. Ввод и вывод двухмерных массивов. Обработка массивов. Стандартные функции для массива целых и вещественных чисел. Структурированные типы данных: строки и множества.
Объявление строковых типов данных. Поиск, удаление, замена и добавление символов в строке. Операции со строками. Стандартные функции и процедуры для работы со строками.
Объявление множества. Операции над множествами.
Типы файлов. Организация доступа к файлам. Файлы последовательного доступа. Открытие и закрытие файла последовательного доступа. Запись в файл и чтение из файла последовательного доступа.
Файлы произвольного доступа. Порядок работы с файлами произвольного доступа. Создание структуры записи. Открытие и закрытие файла произвольного доступа. Запись и считывание из файла произвольного доступа. Использование файла произвольного доступа.
Стандартные процедуры и функции для файлов разного типа.
Самостоятельное изучение: управляющие структуры, структуры данных, файлы, классы памяти.
Требования к знаниям: знать основные операторы языка. Разработка программ с чтением и записью файлов разных типов.
Требования к умениям: уметь использовать основные операторы языка для составления программ, стандартных процедур и функций для работы с файлами.
Тема 5. Подпрограммы. Составление библиотек подпрограмм.
Аудиторное изучение: Понятие подпрограммы. Процедуры и функции, их сущность, назначение, различие. Организация процедур, стандартные процедуры. Процедуры, определенные пользователем: синтаксис, передача аргументов. Формальные и фактические параметры. Процедуры с параметрами, описание процедур. Функции: способы организации и описание. Вызов функций, рекурсия. Программирование рекурсивных алгоритмов. Стандартные функции.
Самостоятельное изучение: Программирование модулей. Модуль: синтаксис, заголовок, разделы. Библиотеки подпрограмм: понятие и виды. Схемы вызова библиотек. Статическое и динамическое связывание. Использование библиотек подпрограмм.
Требования к знаниям: Организация процедур. Использование процедур. Организация функций. Использование функций. Применение рекурсивных функций. Использование процедур и функций. Программирование модуля. Создание библиотеки подпрограмм.
Требования к умениям: уметь использовать процедуры и функции при составлении программ, библиотеки подпрограмм.
ДЕ 3
Тема 6. Объектно - ориентированная модель программирования.
Аудиторное изучение: История развития ООП. Базовые понятия ООП: объект, его свойства и методы, класс, интерфейс. Основные принципы ООП: инкапсуляция, наследование, полиморфизм.
Событийно-управляемая модель программирования. Компонентно-ориентированный подход. Компоненты и их свойства. Понятие классов и объектов, их свойств и методов, инкапсуляции и полиморфизма, наследования и переопределения.
Самостоятельное изучение: Объявление класса, создание экземпляров класса. Создание наследованного класса. Перегрузка методов.
Требования к знаниям: знать основные понятия ООП; основные принципы ООП.
Требования к умениям: уметь применять синтаксис объявления класса, экземпляра класса, его свойств и методов, применять наследование, выполнять перегрузку методов.
Тема 7. Основные принципы объектно - ориентированного программирования.
Аудиторное изучение: Требования к аппаратным и программным средствам интегрированной среды разработчика. Интерфейс среды разработчика: характеристика, основные окна, инструменты, объекты. Форма и размещение на ней управляющих элементов. Панель компонентов и их свойства. Окно кода проекта. Состав и характеристика проекта. Выполнение проекта.
Самостоятельное изучение: Настройка среды и параметров проекта.
Требования к знаниям: знать основные требования к аппаратным и программным средствам среды разработки, характеристику интерфейса среды, состав проекта.
Требования к умениям: уметь использовать управляющие компоненты в программе, использовать процедуры обработки событий.
Содержание лабораторных занятий
Лабораторная работа 1. Построить блок-схему алгоритма, используя структуру «Следование».
Лабораторная работа 2. Построить блок-схему алгоритма, используя структуру «Разветвление».
Лабораторная работа 3. Построить блок-схему алгоритма, используя структуру «Цикл».
Лабораторная работа 4. Составить программу на языке Паскаль, используя линейную структуру.
Лабораторная работа 5. Типы данных и математические функции.
Лабораторная работа 6. Контрольная работа (Составление линейных задач)
Лабораторная работа 7. Составить программу, используя условный оператор IF.
Лабораторная работа 8. Составить программу, используя оператор выбора CASE.
Лабораторная работа 9. Контрольная работа (Составить программу, используя условный оператор и оператор выбора.)
Лабораторная работа 10. Составить программу, используя оператор цикла с предусловием.
Лабораторная работа 11. Составить программу, используя оператор цикла с постусловием.
Лабораторная работа 12. Составить программу, используя оператор цикла с известным числом повторений.
Лабораторная работа 13. Составить программу, для обработки одномерного массива.
Лабораторная работа 14. Сортировка одномерных массивов.
Лабораторная работа 15. Составить программу, для обработки двумерного массива.
Лабораторная работа 16. Контрольная работа (Работа с матрицами.)
Лабораторная работа 17. Составить программу, для обработки строковых величин.
Лабораторная работа 18. Обработка записей.
Лабораторная работа 19. Создание пользовательского меню.
Лабораторная работа 20. Контрольная работа (Работа со строками и записями.)
Лабораторная работа 21. Составить программу, используя текстовые файлы.
Лабораторная работа 22. Составить программу, используя типизированные файлы.
Лабораторная работа 23. Составить программу, используя не типизированные файлы.
Лабораторная работа 24. Составить программу, используя процедуры.
Лабораторная работа 25. Составить программу, используя функции.
Лабораторная работа 26. Знакомство со средой разработки DELPHI.
Лабораторная работа 27. Введение в объектно-ориентированное программирование
Лабораторная работа 28. Работа с компонентами вкладок «Standard»
Лабораторная работа 29. Работа с компонентами вкладок «Additional»
Лабораторная работа 30. Работа с компонентами вкладок «Win32»
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОСВОЕНИЮ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Основы алгоритмизации и языки программирования»
На лабораторных занятиях студентам предстоит решать различные задачи по обработке информации, которые разрабатываются преподавателем с учетом сложившейся современной тенденции развития и компьютерной техники и информационных технологий.
В результате изучения дисциплины студент должен уметь согласованно решать задачи разработки эффективных моделей данных и алгоритмов их обработки при создании прикладного программного обеспечения, а также получать программные реализации полученных решений на универсальном алгоритмическом языке высокого уровня.
При подготовке к лабораторным работам студент должен изучить основные принципы и методологию разработки прикладного программного обеспечения, типовые способы организации программных данных, а также типовые подходы к построению программных алгоритмов; синтаксис и семантику универсального алгоритмического языка программирования высокого уровня.
На экзамене оценка «отлично» ставится, если студент строит ответ логично в соответствии с планом, показывает максимально глубокие знания профессиональных терминов, понятий, категорий, концепций и теорий. Устанавливает содержательные межпредметные связи. Развернуто аргументирует выдвигаемые положения, приводит убедительные примеры. Обнаруживает способность анализа в освещении различных концепций. Делает содержательные выводы. Демонстрирует знание специальной литературы в рамках учебного методического комплекса и дополнительных источников информации. Имеет место высокий уровень выполнения лабораторных, контрольных и самостоятельных работ в течение учебного процесса
Оценка «хорошо» ставится, если студент строит свой ответ в соответствии с планом. В ответе представлены различные подходы к проблеме, но их обоснование недостаточно полно. Устанавливает содержательные межпредметные связи. Развернуто аргументирует выдвигаемые положения, приводит необходимые примеры, однако показывает некоторую непоследовательность анализа. Выводы правильны. Речь грамотна, используется профессиональная лексика. Демонстрирует знание специальной литературы в рамках учебного методического комплекса и дополнительных источников информации. Имеет место средний уровень выполнения лабораторных, контрольных и самостоятельных работ в течение учебного процесса
Оценка «удовлетворительно» ставится, если ответ недостаточно логически выстроен, план ответа соблюдается непоследовательно. Студент обнаруживает слабость в развернутом раскрытии профессиональных понятий. Выдвигаемые положения декларируются, но недостаточно аргументированы. Ответ носит преимущественно теоретический характер, примеры ограничены, либо отсутствуют. Имеет место низкий уровень выполнения лабораторных, контрольных и самостоятельных работ в течение учебного процесса
Оценка «неудовлетворительно» ставится при условии недостаточного раскрытия профессиональных понятий, категорий, концепций, теорий. Студент проявляет стремление подменить научное обоснование проблем рассуждениями обыденно-повседневного бытового характера. Ответ содержит ряд серьезных неточностей. Выводы поверхностны. Имеет место очень низкий уровень выполнения лабораторных, контрольных и самостоятельных работ в течение учебного процесса
Контроль освоения студентами отдельных тем дисциплины, представленных в тематическом плане в части «самостоятельная работа».
ДЕ 1:
Результатом самостоятельного изучения данного раздела дисциплины является:
1. Составление обзора публикаций по теме из предложенного преподавателем списка литературных источников.
2. Подготовка каждым студентом устного сообщения на занятии.
ДЕ 2:
Результатом самостоятельного изучения данного раздела дисциплины является:
1. Составление обзора публикаций по теме из предложенного преподавателем списка литературных источников.
2. Самостоятельное выполнение практических заданий.
ДЕ 3:
Результатом самостоятельного изучения данного раздела дисциплины является:
1. Составление обзора публикаций по теме из предложенного преподавателем списка литературных источников.
2. Самостоятельное выполнение практических заданий.
3. МАТЕРИАЛЫ К ПРОМЕЖУТОЧНОМУ И ИТОГОВОМУ КОНТРОЛЮ
Вопросы к экзамену.
1. Основные свойства и способы представления алгоритма.
2. Структура программы Паскаль и типы данных.
3. Операторы ввода – вывода.
4. Условный оператор IF.
5. Оператор выбора CASE.
6. Цикл с известным числом повторений.
7. Цикл с предусловием.
8. Цикл с постусловием.
9. Одномерные массивы.
10. Двумерные массивы (матрицы).
11. Множества.
12. Модуль CRT.
13. Символы и строки, процедуры и функции для работы со строками.
14. Записи, массивы от записей.
15. Текстовые файлы. Типизированные файлы. Нетипизированные файлы.
16. Процедуры и работа с ними.
17. Функции и работа с ними.
18. Основные понятия и принципы средств быстрой разработки приложений. Среда разработки DELPHI и ее составляющие. Компонентный подход.
19. Основы языка DELPHI. Разница типов данных, по отношению к Borland Pascal.
20. Структура файла проекта и программного модуля. Переменные и константы. Типизированные константы.
.
4. Материально-техническое обеспечение образовательного процесса
по специальности 230103.51 «Автоматизированные системы обработки информации и управления (в промышленности, в бюджетных отраслях)».
Рубцовский институт (филиал) АлтГУ располагает материально-технической базой, соответствующей санитарно-техническим нормам и обеспечивающей проведение всех видов лабораторной, практической, дисциплинарной и междисциплинарной подготовки и научно-исследовательской работы студентов, предусмотренных ГОС.
Общий компьютерный парк института насчитывает 338 компьютеров, в том числе ПК на мобильных платформах. Из них участвуют в образовательном процессе 217.
Совместно с данным оборудованием в учебном процессе используются 6 мультимедийных проекторов (3 стационарных), интерактивная доска и интерактивная панель.
Аудиторный фонд института, оснащенный СВТ, включает 7 компьютерных классов(4 класса по 15 ПК в каждом, 1 – по 17 ПК, 2 – по 18 ПК), и 4 мобильных класса на ноутбуках. 2 класса по 15 ПК используются в режиме свободного доступа студентов. Мобильные классы на ноутбуках используется в учебно-образовательной деятельности, как для учебных занятий, так и для организации доступа к ресурсам корпоративной сети и Internet на всей территории РИ АлтГУ. Все компьютеры объединены в единую локальную вычислительную сеть и имеет доступ в Интернет.
Учебно-лабораторная база
Лицензионные компьютерные программы
Системное программное беспечение:
1.Windows XP Professional Service Pack 3
2.Windows 7 Enterprise Service Pack 1
3.Windows 7 Professional Service Pack 1
4.Windows 8 Enterprise
5.Windows 8 Pro
Пакеты прикладных программ и средства разработки приложений:
1.Borland Pascal 7.1
2.Borland Delphi 7.0
5. СПИСОК ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, ДРУГИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ
Основная литература
1. Зверев информатика и ее основания. Том 1 / – Физматлит, 2008 – 592с.
2. Зверев информатика и ее основания. Том 2 / – Физматлит, 2008 – 576с.
3. , Пащенко современной информатики / , – 2-е мзд., испр. - Лань, 2011 – 256с.
4. , , Келина по основам современной информатики / , , – 1-е мзд., - Лань, 2011 – 352с.
5. Основы алгоритмизации и программирования : Учебно-методическое пособие / Авт.-сост. В.М. Быстрова. - Рубцовск-Барнаc.
6. Программирование: Учебно-методическое пособие / Авт.-сост. . - Барнаул;Рубцовск: АлтГУ, 2c.
Дополнительная литература
1. Информатика и программирование:УМК-ПИЭ / Сост. . - Рубцовск: АлтГУ, 2c.
2. Информатика. Базовый курс / под ред. . - 2-е изд.- СПБ: Питер, 2c.
3. Каймин, : Учебник / . - 5-е изд.- М.: ИНФРА - М, 2c.
4. Культин, Н. Turbo pascal в задачах и примерах / Н. Культин. - СПб: РГПУ, 2c.
5. Меняев, и основы программирования : Учебное пособие / . - М.: Омега - Л, 2c.
6. Молодцов, / . - 4-е изд. доп. и перераб.- Ростов - н/Д: Феникс, 2c.
7. Немнюгин, С. АTurbo Pascal : Учебник / . - СПб: Питер, 2c.
8. Ушаков, для школьников / , . - 2-е изд.- М.: СПб.: Киев: Питер, 2c.
9. Фаронов, Паскаль 7.0.Начальный курс : Учебное пособие / . - перераб.- М.: Нолидж, 2c.
10. Фоменко, информатики и вычислительной техники : Уч. пособие для профессиональных лицеев и училищ / , . - Ростов-н/Д: Феникс, 2c.
Базы данных, Интернет-ресурсы,
информационно-справочные и поисковые системы
1. Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Электронная библиотека [Электронный ресурс]: инф. система. – М.: ФГАУ ГНИИ ИТТ "Информика", . – Режим доступа: //www. http://window. *****, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 11.04.2012)
2. Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Электронная библиотека [Электронный ресурс] Университетская библиотека on-line. Режим доступа:// http://www. *****/collection. php? id=24– Загл. с экрана (дата обращения 11.10.2012).
3. Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Электронная библиотека [Электронный ресурс] Издательство Лань. Режим доступа:// http://e. /– Загл. с экрана (дата обращения 15.10.2012).
4. Интернет-университет информационных технологий – дистанционное образование – ***** [Электронный ресурс]: офиц. сайт. – М.: Открытые системы, . - Режим доступа: http://www. *****, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 17.05.2012).
5. Поисковые системы: Google, Yandex, Rambler.
