Навигация
Возможности методического обеспечения структурного программирования в школе
41340
знаков
0
таблиц
0
изображений
2. Возможности методического обеспечения структурного программирования в школе
2.1 Принципы структурной алгоритмизации
На сегодняшний день самой популярной методикой программирования является структурное программирование "сверху – вниз". Эта технология программирования представляет собой процесс пошагово разбиения алгоритма на все более мелкие части с целью получить такие элементы, для которых можно легко написать конкретные предписания [5].
Структурная алгоритмизация основывается на двух принципах:
1) последовательная детализация "сверху - вниз";
2) ограниченность базового набора структур для построения алгоритмов любой степени сложности.
Из принципов вытекают требования структурного программирования:
1) программа должна составляться мелкими шагами, таким образом, сложная задача разбивается на достаточно простые, легко воспринимаемые части;
2) логика программы должна опираться на минимальное число достаточно простых базовых управляющих структур.
Базовый набор структурной алгоритмизации содержит линейные, разветвляющиеся и циклические структуры.
Можно перечислить основные свойства и достоинства структурного программирования:
1) возможность преодоления барьера сложности программ;
2) возможность демонстрации правильности программ на различных этапах решения задачи;
3) наглядность программ;
4) простота модификации программ.
2.2 Выбор подхода к преподаванию структурного программирования
При решении задач с использованием структурного программирования можно выделить два основных направления [7, c. 78]:
1) "алгоритмический" подход заключается в следующем: схема решения задачи описывается на алгоритмическом языке (языке блок-схем алгоритмов) и затем переводится в программную реализацию на конкретном языке программирования;
2) "программный" подход – описание решения задачи сразу на конкретном языке программирования.
В соответствии с этими направлениями чаще всего и преподается программирование. Уровень развития современных систем программирования, благодаря хорошо организованным средствам отладки, позволяет создавать программы без использования первого подхода. Однако, программный подход требует от человека наличие определенного стиля мышления и навыков работы с языком программирования. Очевидно, что специалисты, имеющие пусть даже небольшой опыт в программировании, пользуются программным подходом. Им не обязательно описывать решение задачи на алгоритмическом языке, они разрабатывают ее в "уме". В преподавании такой подход хорош при изучении второго языка программирования, когда ученики уже имеют определенную подготовку.
При изучении структурного программирования на начальном этапе более подходит "алгоритмический" подход. Он более полно и последовательно позволяет раскрыть переход от математической формы описания задачи к ее программной реализации и помогает формировать у обучаемых алгоритмический стиль мышления, необходимый при решении задач с использованием языков программирования и изучении многих технических и общеинженерных дисциплин. Кроме того, на основе алгоритмического подхода можно изучать сразу несколько языков программирования.
В силу перечисленных достоинств наиболее верным и методически правильным для преподавания программирования на начальном этапе обучения является алгоритмический подход.
При изучении программирования с использованием алгоритмического подхода учащиеся сталкиваются с двумя проблемами [6, c. 86]:
1) описание и детализация решения задачи на алгоритмическом языке;
2) переход от алгоритмических конструкций к конкретному языку программирования.
На разрешение этих трудностей должно быть направлено методическое обеспечение. В первом случае это могут быть схемы основных базовых структур с описанием их работы и особенностей использования при построении алгоритмов. Во-втором – таблицы перевода алгоритмических конструкций в конструкции языка программирования.
2.3 Базовый набор структур и построение алгоритмов на их основе
Теория структурного программирования доказывает, что алгоритм любой степени сложности можно построить с помощью основного базового набора структур:
1) последовательная (линейная) структура;
2) ветвящаяся структура;
3) циклическая структура.
Наиболее простыми для понимания и использования являются линейные структуры. Линейным называется алгоритм (фрагмент алгоритма), в котором отдельные предписания выполняются в естественном порядке (в порядке записи) независимо от значений исходных данных и промежуточных результатов [3, c. 9].
Алгоритм может быть реализован в ЭВМ, если он содержит только элементарные предписания. Такими элементарными, т.е. не требующими детализации, можно считать следующие предписания или операции:
1) начало, конец;
2) список данных;
3) ввод, вывод;
4) вычислительные операции, реализуемые оператором присваивания.
Не всякий алгоритм можно описать только линейными структурами. Часто для дальнейшей детализации используются ветвящиеся структуры, т.е. такие, в которых в зависимости от исходных данных или промежуточных результатов алгоритм реализуется по одному из нескольких, заранее предусмотренных направлений. Такие направления часто называются ветвями.
Каждая ветвь может быть любой степени сложности, а может вообще не содержать предписаний, т.е. быть вырожденной. Выбор той или иной ветви осуществляется в зависимости от результата проверки условия с конкретными данными. В каждом случае алгоритм реализуется только по одной ветви, а выполнение других исключается.
Реализация на ЭВМ линейных и разветвляющихся программ не дает большого выигрыша во времени по сравнению, например, с использованием простого калькулятора. Настоящее преимущество вычислительной машины становится очевидным лишь при решении тех задач, где возникает необходимость многократного повторения одних и тех же фрагментов алгоритмов [2].
В циклических алгоритмах выполнение некоторых операторов (групп операторов) осуществляется многократно с одними и теми же или модифицированными данными.
Циклические алгоритмы часто называют циклами. В зависимости от способа организации числа повторений различают три типа циклов:
1) цикл с заданным условием продолжения работы (цикл-пока);
2) цикл с заданным условием окончания работы (цикл-до);
3) цикл с заданным условием повторений работы (цикл с параметром).
Тело цикла с заданным условием продолжения работы может включать в себя группу операторов любой степени сложности. При выполнении условия продолжения работы выполняется тело цикла, если же условие не выполняется, то работа циклической структуры заканчивается и начинается выполнение следующей структуры.
Структура цикл-пока предусматривает вариант, когда тело цикла не выполняется ни разу. Такое возможно, если условие, стоящее в начале цикла, сразу же не выполняется. Когда на практике возникает необходимость использовать структуру, у которой тело цикла выполняется хотя бы один раз, то в этом случае применяется структура цикла-до.
С помощью такой структуры обычно составляют алгоритмы итерационных вычислительных процессов, т.е. таких, в которых для определения последующего значения переменной используется ее предыдущее значение. Выход из конструкции цикл-до осуществляется по достижении параметром требуемого значения.
Рассмотренные типы циклических структур имеют один недостаток: при ошибочном задании исходных данных может произойти зацикливание, т.е. возникает ситуация, когда происходит бесконечное повторение тела цикла.
В практических инженерных задачах обычно известны начальные значения изменяемых величин, закон изменения и конечное число повторений. Переменная, изменение которой организуется в ходе реализации цикла, называется параметром цикла или управляющей переменной. Алгоритм работы цикла с заданным числом повторений представляет собой соединение линейной структуры (начало цикла), структуры цикл-пока (условие в нем заменено на противоположное) и снова линейной (последовательной) структуры в теле цикла.
Таким образом, с помощью базового набора структур можно построить алгоритм любой степени сложности. Освоив принципы и средства структурной алгоритмизации, обучаемые должны уметь реализовать их на конкретном языке программирования. Следовательно, основной концепцией в изучении ими любого языка программирования будет являться методика перевода основных базовых структур в конструкции данного языка.
Похожие работы
... профессором Н. Виртом, язык назван в честь французского математика и по замыслу автора предназначался для обучения программированию. Однако язык получился на столько удачным, что стал одним из основных инструментов прикладных и системных программистов при решении задач вычислительного и информационно-логического характера. В 1979 году был подготовлен проект описания языка – Британский стандарт ...
... в среде Delphi). Задачи использовались как с данного сайта, так и из других источников – книг и семинарских занятиях по информатике в МГОУ. Курс завершается разработкой игры. Программное обеспечение: свободно распространяемая версия объектно-ориентированной среды программирования Delphi. Методы обучения: метод проектов, лекции, проблемный метод, частично-поисковый метод. Контроль знаний и умений ...
... учеников 1. Организационный момент Здравствуйте. Сегодня мы будем говорить о том, как работать с графикой при помощи языка программирования Pascal. Вы уже знакомы с различными типами графики. Какие это типы? (растровый и векторный) Как задается графический объект при использовании графики этих типов. Pascal поддерживает вывод на экран и векторной и растровой графики, но мы рассмотри ...
... (Wide Area Information Server) сервере; news - группа новостей телеконференции Usenet; telnet - выход на ресурсы сети Telnet; ftp - файл на FTP - сервере. host. domain - доменное имя в сети Интернет. port - число, которое необходимо указывать, если метод требует номер порта. Пример: http://support. vrn.ru/archive/index.html. Префикс http://указывает, что далее следует адрес Web-страницы, / ...
0 комментариев