Расписание занятий

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.......................................................................................................................3

Теоретические сведения..............................................................................................5

Алгоритмизация...........................................................................................................5

Язык программирования Паскаль............................................................................10

Этапы создания программы......................................................................................17

Постановка задачи.....................................................................................................17

Анализ задачи............................................................................................................17

Анализ требований....................................................................................................17

Проектирование.........................................................................................................18

Кодирование...............................................................................................................19

Тестирование..............................................................................................................21

Заключение.................................................................................................................21

Приложение А. Алгоритм задачи............................................................................22

Приложение В. Листинг программы.......................................................................30

Приложение С. Результаты тестовых испытаний..................................................35

ВВЕДЕНИЕ

В современном обществе активно происходит процесс информатизации. Информатизация общества – это процесс, особенность которого в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена.

Информатизация общества обеспечивает:

1) активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества

2) интеграцию информационных технологий в научные и производственные виды деятельности

3) высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.

Современное цивилизованное общество невозможно представить без информационных технологий.

Информационные технологии - это широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, в том числе, с применением вычислительной техники.

В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии .В частности , информационные технологии имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационные технологии - это комплекс взаимосвязанных научных, инженерных, технологических дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.

Один из важнейших аспектов информатизации - развитие средств программирования. Программирование - раздел прикладной математики, разрабатывающий методы программирования, то есть это сфера деятельности, направленная на создание программ. Программы предназначены для решения конкретных задач (то есть для машинной реализации задач) и представляют собой последовательность команд, посредством выполнения которых вычислительная система обрабатывает информацию и решает поставленную задачу. Информационные и вычислительные системы не могут функционировать без программ.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ

Алгоритмизация - это процесс построения алгоритма решения задачи, результатом которого является выделение этапов процессов обработки данных, формальная запись содержания этих этапов и порядок их выполнения.

Алгоритм - точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от начальных данных к искомому результату. Это конечный набор правил, однозначно раскрывающий содержание и последовательность выполнения операций для систематического решения определенного класса задач за конечное число шагов.

Любой алгоритм обладает следующими свойствами:

1) Детерминированность -
набор указаний алгоритма должен быть понят любым исполнителем. Это свойство определяет однозначность результата работы алгоритма при заданных исходных данных.

2) Массивность
- возможность варьирования исходных данных в некоторых пределах. Это свойство определяет пригодность использования алгоритма для решения множества конкретных задач определенного класса.

3) Результативность -
для любых допустимых исходных данных алгоритм должен через конечное число шагов завершить свою работу.

4) Дискретность -
возможность разбиения определенного алгоритмического процесса на отдельные элементарные этапы, возможность реализации которых человеком или компьютером не вызывает сомнения, а результат выполнения каждого элементарного этапа вполне определен и понятен.

Существует несколько способов описания алгоритмов:

1) Словесный -
отражает содержание выполняемых действий средствами естественного языка. К достоинствам этого способа описания следует отнести его общедоступность, возможность описывать алгоритм с любой степенью детализации. К главным недостаткам этого способа следует отнести достаточно громоздкое описание, отсутствие строгой формализации вследствие неоднозначности восприятия естественного языка.

2) Формально-словесный
- запись содержания выполняемых действий с использованием изобразительных возможностей языка математики, дополненного с целью указания необходимых пояснений средствами естественного языка. Данный способ, обладая всеми достоинствами словесного способа, вместе с тем более лаконичен, а значит, и более нагляден, имеет большую формализацию, однако тоже не является строго формальным.

3) Графический
- изображение логико-математической структуры алгоритма, при котором все этапы процесса обработки данных представляются с помощью определенного набора геометрических фигур (блоков), имеющих строго определенную конфигурацию в соответствии с характером выполняемых действий.

Все блоки в схеме располагаются в последовательности сверху вниз и слева направо, объединяясь между собой линиями потока.

ЭЛЕМЕНТЫ БЛОК-СХЕМ

Элементы блок-схем:

1) Блоки начала и конца используются для обозначения начала и окончания программы, для выхода в подпрограмму.

2) Блок ввода-вывода. Обозначает момент ввода данных в ячейки памяти переменных с указанными именами или момент вывода содержимого указанных ячеек на экран монитора.

3) Блок действия. Блок, в котором происходит обработка данных, результатов обработки в ячейках памяти переменных с определенным именем или просто размещение данных в ячейки памяти без предварительной обработки.

4) Блок разветвления алгоритма:

а) Полный выбор: в зависимости от результатов проверки условия выполняется действие ветви «Да» или действие ветви «Нет» в зависимости от истинности условия.

б) Неполный выбор: в зависимости от результатов проверки условия выполняются действия одной ветки, либо эти действия пропускаются.

5) Блок множественного выбора. В зависимости от результата выбора будет выполнено одно из перечисленных действий.

6) Блок цикла с предварительным условием. Условие – это условие выполнения цикла. Тело цикла может не выполняться ни разу.

7) Цикл с параметром. Сначала переменная цикла 1 присваивает начальное значение 1 и выполняется тело цикла. Затем переменная цикла увеличивается на шаг и проверяется конечное значение N. Если «да», цикл заканчивается, если «нет» - повторяется заново.

8) Блок цикла с постусловием. Условие – условие окончания цикла. Тело цикла выполняется хотя бы раз.

ОСНОВНЫЕ МОМЕНТЫ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ БЛОК-СХЕМ

1) Показывать только основные, важные для решения шаги.

2) Использовать только горизонтальные и вертикальные линии, которые не должны пересекаться.

3) В точках разветвления писать «Да» или «Нет» с целью указания выбранного направления.

При составлении блок схем необходимо пользоваться следующими принципами:

1) Выяснить какие данные исходные, а какие результат решения. Ввести обозначения;

2) Разработать математический метод решения задачи;

3) Организовать ввод исходных данных и констант, присвоить текущим переменным начальные значения.

АЛГОРИТМЫ ЛИНЕЙНОЙ СТРУКТУРЫ

Алгоритмы линейной структуры – алгоритмы, в которых блоки выполняются последовательно друг за другом в порядке, заданном схемой. Такой порядок называется естественным.

АЛГОРИТМЫ РАЗВЕТВЛЯЮЩЕЙСЯ СТРУКТУРЫ

В зависимости от каких либо промежуточных результатов вычисление осуществляется либо по одним формулам, либо по другим, т. е в зависимости от выполнения некоторого логического условия вычислительный процесс осуществляется по одной или по другой ветви.

АЛГОРИТМЫ ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ

Часто при решении задач приходится многократно вычислять значения по одним и тем же математическим зависимостям для различных значений входящих в них величин. Такие многократно повторяемые участки вычислительного процесса называются циклами. Использование циклов позволяет существенно сократить объем схемы алгоритма и длину соответствующей ей программы. Различают циклы с заданным и с неизвестным числом повторений. К последним относятся итерационные циклы, характеризующиеся последовательным приближением к искомому значению с заданной точностью.

Для организации цикла необходимо выполнить следующие действия:

1) Задать начальное значение переменной, изменяющейся в цикле.

2) Изменять переменную перед каждым новым повторением цикла.

3) Проверять условие окончания или повторения цикла.

4) Управлять циклом, т.е. переходить к его началу, если он не закончен, или выходить из него по окончании. Последние три функции выполняются многократно.

Переменная, изменяющаяся в цикле - параметр цикла. В одном цикле может быть несколько параметров.

Переменная, значения которой вычисляются машиной и хранятся в одной и той же ячейке памяти - простая переменная, а переменная, являющаяся элементом массива - переменная с индексом. Следует иметь в виду, что параметром цикла является при использовании простой переменной сама переменная, а при использовании переменной с индексом - ее индекс.

В зависимости от того где осуществляется проверка условия продолжения или окончания цикла но подразделяются на:

1) Цикл с предусловием - цикл начинается с проверки условия.

2) Цикл с постусловием – условие проверяется после выполнения тела цикла.

В циклах с известным числом повторений, всегда можно определить переменную, связанную с числом повторений цикла, значение которой изменяется по заданному закону от начального до конечного с постоянным шагом. Такая переменная используется для управления циклом в условии окончания цикла и осуществляется сравнение текущего значения с заданным порогом. Для схематического представления используют специальную управляющую структуру с блоком модификации, где указывают закон изменения параметра цикла в цикл. Блок модификации включает в себя подготовку цикла (х:=х0), изменение параметра цикла (х:=х+h), управление циклом - проверку условия его продолжения или окончания цикла. Проверка х<x_n
проводится перед каждым выполнением цикла. Если начальное значение параметра больше конечного, то цикл не выполняется ни разу.

Схема алгоритма получается более компактной и наглядной, если для ее построения использовать блок цикла, который выполняет все функции, необходимые для организации цикла.

ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПАСКАЛЬ

Язык Паскаль, начиная с момента своего создания Н.Виртом в 1971 г., играет особую роль и в практическом программировании, и в его изучении. С непревзойденной четкостью в нем реализованы принципы структурного программирования. Паскаль стал первым языком, с которым знакомится большинство будущих программистов в мире.

Трансляторы для программ, написанных на Паскале, разработаны для различных компьютеров и в настоящее время имеют множество разновидностей. Они являются компиляторами, обрабатывающими разработанные программистами тексты программ.

Любая Паскаль-программа является текстовым файлом с собственным именем и с расширением .pas. Паскаль-программа имеет вид последовательности символов латинских и русских букв, арабских цифр, знаков операций, скобок, знаков препинания и некоторых дополнительных символов. В ней можно выделить описания типов, констант, переменных и операторы, описывающие действия, которые надо выполнить машине над этими данными.

Тип данных
понятие языков программирования высокого уровня, обозначающее множество допустимых значений, объединенных совокупностью применимых к ним операций.

Константа
— элемент данных, присутствующий в тексте программы и не меняющий своего значения при многократном ее использовании.

Переменная
— элемент данных в программе, которому присвоено имя. Переменные различаются по имени и принимают разные значения, т.е. не являются постоянными. Значение переменной может быть получено и изменено программой.

Оператор задает полное описание некоторого действия, которое необходимо выполнить. Для описания сложного действия может потребоваться группа операторов. В этом случае операторы объединяются в составной оператор.

Алгоритм решения задачи проектируется путем декомпозиции всей задачи на отдельные подзадачи. Обычно подзадачи реализуются в виде подпрограмм.

Подпрограмма
это последовательность операторов, которые определены и записаны только в одном месте программы, однако их можно вызвать для выполнения из одной или нескольких точек программы. Каждая подпрограмма определяется уникальным именем. В языке Паскаль существуют два типа подпрограмм - процедуры и функции.

Процедура
— конструкция языка программирования высокого уровня, представляющая собой поименованную часть программы, которая может выполнять некоторые заданные действия над данными, передаваемыми ей в качестве параметров.

Функция
— аналогичная процедуре конструкция, представляющая собой поименованную часть программы, результатом выполнения которой является значение, присваиваемое имени функции.

СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ

Программа на языке Pascal состоит из следующих разделов: раздел подключаемых библиотек;

1) раздел объявления меток;

2) раздел объявления констант;

3) раздел объявления типов;

4) раздел объявления переменных;

5) раздел объявления процедур и функций;

6) раздел инструкций программы.

Структура программы в общем виде выглядит следующим образом:

program Имя_Программы;
uses
Имя_Модуля1,...;
label
Имя_Метки1,...;
const
Имя_Константы=Значение_Константы;
type
Имя_Типа=Значение_Типа;
var
Имя_Переменной:Тип переменной;
{объявление процедур и функций пользователя};
begin
{Инструкции основной программы};
end.

ОБЪЯВЛЕНИЕ КОНСТАНТ

Пример:
Const a = -1.5;
b = True;
c = `pascal`;

ОБЪЯВЛЕНИЕ ТИПОВ

Кроме ранее перечисленных стандартных типов языка Паскаль в программе могут быть описаны собственные типы данных. Общий вид описания

Type
<имя типа> =
<определение типа>;

ОБЪЯВЛЕНИЕ ПЕРЕМЕННЫХ

Var
<список имен переменных> :
<имя типа>;

Имя типа здесь - это имя какого-либо стандартного или описанного в данной программе типа данных.

Раздел операторов содержит список выполняемых операторов программы.
Обязательным является наличие служебного слова Begin
в начале и служебного слова End
в конце раздела. Весь текст программы должен завершаться точкой

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММЫ

Программа реализует алгоритм решения задачи. Основные характеристики программы следующие: точность полученного результата, время выполнения, объем требуемой памяти.

ТИПЫ ДАННЫХ

Любые объекты, т.е. константы, переменные, значения функций или выражения, в Паскале характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений того или иного объекта, а также множество операций, которые к нему применимы. Кроме того, тип определяет формат внутреннего представления данных в памяти ЭВМ.

К простым типам данных языка Pascal относятся:

1)целые числа (integer и др.);

2) вещественные числа (real и др.);

3) символы (char);

4) строки (string);

5) логический (boolean);

Целые числа и числа с плавающей точкой могут быть представлены в различных форматах.

ОПЕРАТОРЫ

Оператором
называется предложение языка программирования, задающее полное описание некоторого действия, которое необходимо выполнить.

Операторы языка Turbo Pascal можно разделить на простые
и структурные.

ПРОСТЫЕ ОПЕРАТОРЫ

Простые
не содержат внутри себя других операторов. К ним относятся операторы присваивания, безусловного перехода, вызова процедур, пустой оператор, операторы ввода и вывода.

Оператор присваивания
(:=)
предписывает выполнить выражение, заданное в его правой части, и присвоить результат переменной, идентификатор которой расположен в левой части. Переменная и выражение должны быть совместимы по типу. Его общий вид

<имя переменной> :=
<выражение>;

Оператор безусловного перехода (go to)
означает "перейти к" и применяется в случаях, когда после выполнения некоторого оператора надо выполнить не следующий по порядку, а какой-либо другой, отмеченный меткой оператор.

Оператор вызова процедуры
служит для активизации предварительно определенной пользователем, или стандартной, процедуры.
Пустой оператор
не содержит никаких символов и не выполняет никаких действий. Обычно такой оператор используется для организации перехода к концу локального или глобального блока в случаях, если необходимо пропустить несколько операторов, но не выходить из блока. Для этого перед зарезервированным словом end ставится метка и двоеточие.

Ввод данных -
это передача исходных данных программы в оперативную память компьютера для обработки. Для ввода данных предусмотрены следующие процедуры ввода: read (читай), readln (читай строку).

Вывод данных -
это передача данных после обработки из оперативной памяти на внешнее устройство, чаще всего на экран монитора. Для вывода данных предусмотрены следующие процедуры ввода: write (пиши), writeln (пиши строку). Процедура Writeln
после вывода элементов списка переводит курсор на новую строку.
В список ввода могут входить переменные типа Integer, Real, Char
. В списке вывода могут содержаться константы, переменные, выражения типаInteger, Real, Char и Boolean.

СТРУКТУРНЫЕ ОПЕРАТОРЫ

Структурные (сложные)
операторы представляют собой конструкции, содержащие простые операторы. К этой группе операторов относятся: составной оператор, оператор условного перехода, операторы цикла, оператор выбора, оператор присоединения в записях.

Составной оператор
представляет собой группу из произвольного числа операторов, отделенных друг от друга точками с запятой, и ограниченную операторными скобками begin
и and.

В созданной и представленной мной курсовой работе я использовал ещё один элемент, присущий языку программирования Паскаль - записи.

ЗАПИСИ

Распространенным случаем в программировании является необходимость описать атрибуты (характеристики) некоторого объекта, представляемого и обрабатываемого в программе. Таким объектом может быть человек, некоторый вычислительный комплекс и т.д. В этих и во всех подобных случаях атрибуты объекта представляются значениями различных типов.

Для записи комбинации данных разных типов в языке Паскаль применяется комбинированный тип данных запись
. Запись представляет собой наиболее общий и гибкий структурированный тип данных, т.к. она может быть образована из неоднотипных компонентов, и в ней явным образом выражена связь между элементами данных, которые характеризуют реальный объект.

Запись
- это структурированный тип данных, состоящий из фиксированного числа компонентов одного или нескольких типов, называемых полями записи. Каждое поле имеет свое имя.

Объявление типа записи.

type
ИмяТипа= record
ИмяПоля1: ТипПоля1;ИмяПоля2: ТипПоля2; ИмяПоляN: ТипПоляN;end;

Затем объявляются переменные соответствующего типа.

var
ИмяПеременной: ИмяТипа;

Значение полей записи могут использоваться в выражениях. Обращение к значению поля осуществляется с помощью имени переменной и имени поля, разделенных точкой. Такая комбинация называется составным именем.

Записи могут быть элементами массивов. Отдельные поля записей тоже могут быть записями. За счет этого в Паскале можно создавать сложные структуры данных.

ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ПРОГРАММЫ

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Создать базу данных расписание занятий на неделю учитывая, что каждый день имеет 4 пары. Реализовать редактирование записей (изменение, добавление, удаление). Исходные данные должны вводиться с проверкой на область допустимых значений. Предусмотреть вывод всей базы данных на экран. Вся обработка базы данных должна происходить путем выбора соответствующего пункта из меню. В программе должны быть предусмотрены соответствующие процедуры и функции, корректно обрабатывающие входные данные, ввод-вывод файлов базы данных.

АНАЛИЗ ЗАДАЧИ

На основе тщательного анализа условия поставленной задачи, а также уже существующих программ, предназначенных для решения задач, подобных той, что стояла передо мной, я создал представление о том, как мне правильно разработать программу для её решения, учитывая состав и состояние имевшихся в моём распоряжении технических и программных ресурсов и средств. Я создал логические и математические модели её решения, осознал, каким образом структурировать и типизировать имеющиеся и получаемые в результате работы данные.

АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ

ТРЕБОВАНИЯ К ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

Для реализации поставленной задачи программа должна выполнять следующие функции:

1) Ввод данных пользователем с клавиатуры. Входные данные:

Const неделя: array[1..6] ofstring=(понедельник, вторник, среда, четверг, пятница, суббота);

Время: array[1..4] of string=(9.00-10.35;10.50-12.20; 13.00-14.35;14.50-16.20);

Type dis=array[1..4] of string;

Расписание =запись

Название, номер.

2) Реализовать запросы:

1) Отображать расписание на неделю;

2) Отобразить расписание на один конкретный день;

3) В зависимости от дня недели и времени отобразить название занятия;

4) По названию предмета определить, в какие дни и какое время оно проводится.

ТРЕБОВАНИЯ НАДЁЖНОСТИ

Программа должна работать без прерываний по пользовательским и программным ошибкам, а именно учитывать возможные ошибки пользователя, способные возникнуть в процессе его работы с программой и выдавать реакции, способные минимизировать ущерб и неудобства от этих ошибок и помочь пользователю с их исправлением (например, на ввод несуществующего пункта меню программа ответит уведомлением о причине ошибки).

ТРЕБОВАНИЯ К ПАРАМЕТРАМ И СОСТАВУ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Программа должна быть предназначена для использования на персональном компьютере типа AMDили IBMстандартной комплектации.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

На основе созданных мною логических и математических моделей я разработал алгоритм своей программы, после чего оформил его в виде блок-схемы, используя и учитывая общепринятые стандарты оформления алгоритмических блок-схем. Провёл ряд мысленных экспериментов и тестов, позволивших мне убедиться в правильности и адекватности разработанного мной алгоритма.

В программе используются процедуры, вызываемые из основной программы в её начале (vvod) и при вводе соответствующей цифры из указаных в меню, выводимом основной программой.

Процедура vvodвводит в цикле номера и названия предметов на неделю.

Процедура izmвводит в цикле номера и названия предметов на день, введённый пользователем, используя для нахождения нужного дня условие.

Процедура vizmвводит в цикле номер и название предмета на день и время, указанные пользователем, используя для нахождения нужного дня и времени условие.

Процедура vivodвыводит в цикле дни, время, соответствующие номера и названия предметов.

Процедура vvivodвыводит в цикле номера и названия предметов на введённые пользователем день и время с помощью условия.

Процедура pvivodвыводит на введённый пользователем предмет с помощью условия день и время его проведения.

Процедура dvivodвыводит в цикле номера и названия предметов на введённый пользователем день с помощью условия.

Алгоритм программы представлен в приложении А.

КОДИРОВАНИЕ

Используя созданный мной алгоритм, я записал программу в программном коде, применив для этого язык программирования Паскаль, как применяемый в системе образования язык. Код программы представлен в приложении B.

Краткая функциональная спецификация процедур:

1) vvod - производит ввод исходных данных (предметов) пользователем с клавиатуры на всю неделю;

входных и выходных данных нет;

не вызывает никаких процедур;