Алгоритмическая структура "выбор" Базовые понятия

2. Алгоритмическая структура "выбор" Базовые понятия

Оператор выбора (оператор множественного ветв­ления).

Обязательно изложить

Кроме условного оператора, в качестве управляю­щей структуры довольно часто используется опера­тор выбора. Эта алгоритмическая структура позво­ляет переходить на одну из ветвей в зависимости от значения заданного выражения (селектора выбора). Ее особенность состоит в том, что выбор выполняе­мых операторов здесь осуществляется не в зависимо­сти от истинности или ложности логического выра­жения, а является вычислимым. Оператор выбора позволяет заменить несколько условных операторов (в силу этого его еще называют оператором, множе­ственного ветвления).

В алгоритмической структуре "выбор" вычисля­ется выражение /с и выбирается ветвь, значение метки которой совпадает со значением k. После выполне­ния выбранной ветви происходит выход из конст­рукции выбрра (в СН—К в отличие от Turbo Pascal, такой выход не осуществляется, а продолжают вы­полняться последующие операторы, поэтому для при­нудительного завершения оператора выбора приме­нятся оператор break). Если в последовательности нет метки со значением, равным значению выраже­ния /с, то управление передается внешнему операто­ру, следующему за конструкцией выбора (это про­исходит в случае отсутствия альтернативы выбора; если она есть, то выполняется следующий за ней оператор, а уже затем управление передается внеш­нему оператору).

Запись оператора выбора: Turbo Pascal

case k of

Al : серия 1; A2 : серия 2;

AN : серия N; else серия N + 1 end;

C++

switch (k)

{case Al :

case A2 :

серия 1; break; серия 2; break;

case AN : серия N; break; default: серия N + 1;}

Любая из указанных серий операторов может со­стоять как из единственного оператора, так и не­скольких (в этом случае, как обычно, операторы, от­носящиеся к одной метке, должны быть заключены в операторные скобки begin, .end — в Turbo Pascal и {..} -в C++).

Выражение /с здесь может быть любого порядково­го типа (напомним, что к таким типам в языке Pascal относятся все целые типы, boolean, char, перечисля­емый тип, диапазонный тип, базирующийся на любом из указанных выше типов).

Привести примеры задач с использованием опера­тора выбора.

Желательно изложить

Сравнительная характеристика условного операто­ра и оператора выбора.

Примечание для учителей

При изучении темы необходимо показать, какие преимущества имеет данный оператор перед услов­ным, выявить ситуации, когда его целесообразно ис­пользовать.

Ссылка на материалы вопроса

1. "Информатика" № 14, 2003, с. 3 — 8.

2. http://comp-science.narod.ru/Progr/UsljCase.htm.

3. Перевод десятичных чисел в двоичную, восьмеричную, шестнадцатеричную системы счисления.

Теоретический материал к этой задаче содержится в билете № 13, вопрос 2. Примеры перевода с под­робными пояснениями и варианты заданий можно найти на сайте http:\comp-science.narod.ru\ Progr\Syst_Sch.html и в газете "Информатика" № 19, 2002, с. 5—7.

БИЛЕТ № 19

Программные средства и технологии обработки |

| числовой информации (электронные калькуляторы I

| и электронные таблицы). Назначение и принципы i

I работы

2. Событийное объектно-ориентированное про- ,

граммирование. Событийные и общие процедуры.

3. Компьютерные вирусы. Практическое зада- '

I ние. Исследование дискет на наличие вируса с по- I

I мощью антивирусной программы.

1. Программные средства и технологии обработки числовой информации (электронные калькуляторы и электронные таблицы). Назначение и принцип работы

Примечания для учителей

Сегодня хочется начать именно с примечаний, по­скольку у автора текста этого ответа есть серьезные сомнения по поводу того, что именно надо рассказы­вать по данному вопросу. Следовательно, и содержи­мое остальных разделов будет существенным образом зависеть от того, что написано в примечании.

Согласно тексту вопроса, от нас требуется расска­зать о двух технологиях обработки числовой информа­ции на компьютере — на калькуляторе и с помощью электронной таблицы (обращаю ваше внимание на тот факт, что в тексте не содержится ни малейшего намека на существование других технологий даже с помощью традиционного "и т.д."). Подобная поста­новка вопроса мне кажется неудачной как минимум по следующим причинам.

Существуют другие программные средства и тех­нологии, причем не менее эффективные, чем элект­ронные таблицы, позволяющие обрабатывать число­вую информацию на современном компьютере. Тезис об электронной таблице Excel как о вершине обработ­ки числовых данных по крайней мере неубедителен.

Стандартные учебники не обсуждают сформули­рованный вопрос в явном виде. Включать подобного типа вопросы в билеты некорректно как по отноше­нию к ученикам, так и к учителям (откуда им взять информацию для объяснения?!).

Ответ на данный вопрос без литературы с помо­щью самостоятельных рассуждений затруднителен. Например, я честно скажу, что не готов описать прин­цип работы программы-калькулятора в Windows, если только под принципом не понимается описание спо­соба набора чисел и порядка манипуляций при выпол­нении на нем арифметических действий1.

1 Словами "принцип работы программы" обычно принято обо­значать описание внутренней логики устройства программы и методы, которыми она обрабатывает информацию; хотя, конечно, практические приемы использования можно назвать ' принципа­ми работы с программой (знать бы, что именно авторы вопроса имели в виду...).

Итак, как можно поступить в данной ситуации? Возможно несколько путей.

1. Принять максимально простое толкование сфор­мулированного вопроса: есть примитивный калькуля­тор, позволяющий выполнить небольшой объем вы­числений, и есть электронные таблицы, которые дают возможность обработки большого количества чисел по одинаковым формулам.

2. Воспользоваться допустимым правом учителя в разумных пределах варьировать формулировку вопро­са и, убрав упоминание о калькуляторах, оставить тра­диционный и понятный вопрос об электронных таб­лицах как технологии обработки числовой информа­ции, их назначении и принципах работы.

3. Рассмотреть вопрос "в полной постановке", т.е. обсудить основные технологии обработки числовой информации и место электронных таблиц среди них. Материалы можно взять из предыдущей публикации (см. ссылку в конце вопроса).

Примечание. Как довольно отчетливо показала дискуссия о новом стандарте школьного, курса информатики, опубликован­ная недавно в газете, те, кто формулирует стратегические доку­менты по содержанию курса, не особенно стремятся учитывать возможности и мнения учителей, которые эти документы воп­лощают в жизнь. По-моему, данный вопрос билета является одним из примеров такою сорта (будет и еще один подобный вопрос в билете 25). К счастью, в случае, когда формулировка отдельного вопроса билета из-за некоторой двусмысленности или непродуманности недостаточно ясна, учителя имеют возмож­ность внести некоторые уточнения, которые сделают вопрос более понятным и подходящим для реальных учеников.

Базовые понятия

Технологии обработки числовой информации на современном компьютере. Электронные таблицы.

Обязательно изложить

ЭВМ была создана для обработки числовой информа­ции. Более чем полувековое совершенствование вычисли­тельной техники многократно увеличило ее возможности.

Бытующее мнение о том, что "умная" машина спо­собна правильно выполнить любые вычисления и сде­лать это с абсолютной точностью, не всегда оказывает­ся верным. Нежелание (а порой и неумение) учиты­вать применимость тех или иных методов к решаемой задаче и тем более их оптимальность, оценить досто­верность полученных результатов на практике может приводить к конфузам. Например, о том, сколько зна­ков в выданном компьютером ответе являются досто­верными, задумываются немногие: "машина не может ошибаться!" — единодушно (и в чем-то даже правиль­но) в один голос заявляют и школьник, и бухгалтер, и экономист, добросовестно используя все выведенные на экран цифры числа. Тем не менее установить количе­ство отображаемых знаков после запятой в современ­ной электронной таблице несоизмеримо проще, чем понять, сколько именно нужно их оставить.

Вывод очевиден: гигантский рост возможностей компьютеров в обработке числовой информации ни в коем случае не отменяет, а в некоторых случаях даже усиливает важность осознанного выбора подходящих методов и технологий решения тех или иных возникаю­щих на практике вычислительных задач.

Современное программное обеспечение, имеющее своей целью реализацию на компьютере всевозможных расчетов, необычайно разнообразно. Для организации вычислений с помощью ЭВМ существует большое коли­чество программ, которые различаются идеологией по­строения, набором возможностей, степенью автомати­зации расчетов, трудозатратами на организацию вычис­лительного процесса, а также возможностями представ­ления результатов (например, в графическом виде). Ко­нечно, круг программных средств и технологий обработ­ки, числовой информации не ограничивается калькулято­рами и электронными таблицами. Любой школьник знает, что вычислительные задачи можно эффективно решать с помощью языков программирования. Некоторые даже имели опыт работы с системами аналитических преоб­разований математических выражений (Maple, Mathematica или им подобными), которые могут, преж­де чем подставлять конкретные числовые значения, ре­шить задачу в общем виде; часто полученных формул уже без всяких дополнительных расчетов бывает доста­точно, чтобы понять результаты задачи.

Выбираемое для вычислений программное обеспе­чение должно соответствовать уровню их сложности (вспомните, например, пословицу о стрельбе из пуш­ки по воробьям).

Однократные вычисления по 1—2 небольшим фор­мулам быстрее и проще всего выполнить, запустив программу-калькулятор. Отметим, что данный подход эффективен именно при небольших объемах вычисле­ний и когда не требуется их многократное повторе­ние; в противном случае возрастает вероятность оши­бок и становится оправданным применение более слож­ного программного обеспечения.

Обработка серии данных по одинаковым формулам (результаты эксперимента или финансовые расчеты) с возможностью наглядного представления данных (таблицы, графики) представляет собой типичную за­дачу для электронных таблиц.

Тем не менее на практике вполне могут встретить­ся задачи, для которых даже мощности современных электронных таблиц явно недостаточно. Например, при статистической обработке результатов эксперимента часто необходимо не просто найти корреляцию, т.е. уровень взаимосвязи, между двумя столбцами, но проанализировать наличие связи "каждого с каждым". Подобную задачу гораздо легче решить добавлением к обычному режиму электронной таблицы специальной программы-макроса или даже использованием тради­ционного языка программирования.

Желательно изложить

При решении задач, связанных с обработкой чис­ловой информации, разработчики предоставляют нам целый ряд типов программного обеспечения. Мы мо­жем, в частности:

1) использовать программу-калькулятор;

2) применять непосредственный режим языка про­граммирования (например, Basic);

3) разработать и реализовать программу решения задачи на языке программирования;

4) воспользоваться электронной таблицей;

5) написать программу-макрос для электронной таб­лицы (некоторое начальное представление о макросах можно получить, обратившись, например, к учебнику [2] );

6) привлечь на помощь аналитическую систему. Список, разумеется, не претендует на полноту, и,

вполне возможно, читатели могут его продолжить.

Проще всего, по-видимому, разбить процесс реше­ния вычислительной задачи на отдельные составляю­щие и посмотреть, как они поддерживаются при раз­личных способах решения. Результаты удобно пред­ставить в виде следующей таблицы (номера столбцов соответствуют порядковым номерам методов решения в приведенном ранее списке):

Из таблицы видно, что возможности различного программного обеспечения для обработки числовых данных различны. Прежде всего они касаются степе­ни автоматизации расчетов (например, макросы в со­стоянии заменить большое количество "ручных" опе­раций), повторяемости тех или иных действий (пов­торение расчета по хранящимся формулам, наличие программы и т.д.), простоте их реализации (красиво оформленную таблицу в Excel получить проще, чем при традиционных методах программирования).

Примечание для учеников

Обязательно выясните, какой объем ответа на дан­ный вопрос хочет услышать от вас учитель. В свете рассказанного ранее может оказаться, что часть изло­жения (раздел "желательно изложить") можно будет вообще пропустить.

Ссылка на материалы по вопросу

Подробный текст материалов к вопросу опублико­ван в "Информатике" № 15, 2003, с. 3— 5.

Похожие работы

Различные подходы к определению количества информации. Единицы измерения количества информации

Скачать

45481

18

23

... подходе; Формы и методы: фронтальная, индивидуальная, объяснительно – иллюстративный, решение задач. Оборудование урока: демонстрационная презентация «Содержательный подход к определению количества информации. Единицы измерения количества информации» (презентация находится самом конспекте). Литература: 1.  Лапчик М.П. и др. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов ...

Количество информации

Скачать

14659

4

5

... (негэнтропия). Когда неопределенность снята полностью, количество полученной информации I равно изначально существовавшей неопределенности H. При частичном снятии неопределенности, полученное количество информации и оставшаяся неснятой неопределенность составляют в сумме исходную неопределенность. Ht + It = H. По этой причине, формулы, которые будут представлены ниже для расчета энтропии H ...

Готовимся к экзамену по информатике

Скачать

225204

6

0

... полезно учителю при подготовке рассказа на уроке. В данной публикации сделана попытка выделить тот самый минимум, который ученику необходимо включить в свой ответ на экзамене. Примечания для учеников При ответе надо быть готовым к дополнительным вопросам об обосновании тех или иных утверждений. Например, каковы максимальное и минимальное значения 8-битного целого числа со знаком и почему их ...

Билеты и ответы по Информатике за 11-й класс

Скачать

257002

0

22

... быть выведены на печать. На экране рисунки могут быть статическими (неподвижными) или динамическими (движущимися). В последнее время машинная графика выделилась в самостоятельный раздел информатики с многочисленными приложениями. Средствами машинной графики создается не только печатная продукция, но и рекламные ролики на телевидении, мультфильмы. Объясним, как кодируется изображение в памяти ...