Часть 2. Лабораторный практикум по информатике

Лабораторный практикум по информатике

Авторский коллектив:

С.М. Горбенко (раздел 1), С.Ю. Кацко (раздел 12-14), С.А. Вдовин (раздел 5-7),
Е.В. Михайлович (раздел 16-19), С.А. Егорова (раздел 8-11),
Н.В. Деева (раздел 5-7), Н.П. Артемьева (разделы 2-4),
П.Ю. Бугаков (раздел 12-15)

Лабораторный практикум предназначен для практической подготовки студентов технических специальностей по базовому курсу «Информатика». Вторая часть лабораторного практикума включает разделы: алгоритмизация и программирование; разработка программ на языке VBA; программирование в средах разработки Borland C++ и Borland C++ Builder; вычисления в Mathcad. Данный материал будет полезен для самостоятельной подготовки студентов к лабораторным работам.

содержание

Введение. 3

Методические рекомендации по подготовке к лабораторным работам. 4

Лабораторная работа № 1 Алгоритмизация и программирование. 5

Лабораторная работа № 2 Программирование в среде разработки Borland Delphi 14

Лабораторная работа № 3 Работа с массивами в среде программирования Borland Delphi 24

Лабораторная работа № 4 Работа с графикой в среде программирования Borland Delphi 29

Лабораторная работа № 5 Visual Basic for Applications (VBA). Линейные алгоритмы 34

Лабораторная работа № 6 Visual Basic for Applications (VBA). Условные алгоритмы 43

Лабораторная работа № 7 Visual Basic for Applications (VBA). Циклические алгоритмы. Работа с массивами. 51

Лабораторная работа № 8 Программирование в среде разработки Borland C++. Линейные алгоритмы.. 60

Лабораторная работа № 9 Программирование в среде разработки Borland C++. Разветвляющиеся алгоритмы.. 72

Лабораторная работа № 10 Программирование в среде разработки Borland C++. Циклические алгоритмы.. 77

Лабораторная работа № 11 Программирование в среде разработки Borland C++. Обработка массивов данных. 82

Лабораторная работа № 12 Программирование в среде разработки Borland C++ Builder. Основы работы.. 86

Лабораторная работа № 13 Программирование в среде разработки Borland C++ Builder. Обработка массивов данных. 107

Лабораторная работа № 14 Программирование в среде разработки Borland C++ Builder. Сортировка массивов. 116

Лабораторная работа № 15 Программирование в среде разработки Borland C++ Builder. Поиск элемента в массиве. 122

Лабораторная работа № 16 Вычисления в Mathcad. Построение графиков функций 127

Лабораторная работа № 17 Вычисления в Mathcad. Линейная алгебра. 135

Лабораторная работа № 18 Вычисления в Mathcad. Дифференциальное и интегральное исчисление. 149

Лабораторная работа № 19 Вычисления в Mathcad. Программирование в Mathcad 162

Библиографический список. 175

Введение

Данный сборник предназначен для помощи в проведении лабораторных работ по курсу «Информатика». Проведение этих работ позволит изучить основы алгоритмизации и программирования. Это дополняет изучаемый в теории материал.

Целью и задачей выполнения этих работ является получение навыков составления алгоритмов решения задач и программирования с помощью различных языков.

Сборник содержит описание самих работ, необходимый краткий теоретический материал для их выполнения, примеры выполнения и варианты исходных данных для лабораторных работ.

Кроме этого в практикуме есть примеры выполнения этих работ.

В конце практикума присутствует список литературы, позволяющей самостоятельно изучить дополнительный материал по другим источникам.

После выполнения каждой работы студент должен предоставить в письменном виде отчет о проделанной работе, в который входят исходные данные, полученные результаты и выводы.

Методические рекомендации по подготовке к лабораторным работам

Каждый студент должен взять у преподавателя свои исходные данные для выполнения работ, изучить данные методические материалы перед выполнением работы, выполнить на ЭВМ и предоставить отчет.

В данных лабораторных работах используются ЭВМ, на которых установлена операционная система Windows XP, офисный пакет MS Office 2007, интегрированные среды разработки Borland C ++, Borland C ++ Builder, Borland Delphi, MathCad.

Лабораторная работа № 1
Алгоритмизация и программирование

Время выполнения – 6 часов.

Цель работы

Усвоить понятия: алгоритм как фундаментальное понятие информатики, способы описания, основные типы алгоритмов, освоить принципы решения задач с использованием основных алгоритмических конструкций.

Задачи лабораторной работы

После выполнения работы студент должен знать и уметь:

- знать назначение алгоритма и его определение;

- знать формы представления алгоритма;

- уметь работать с основными алгоритмическими конструкциями;

- уметь представлять алгоритм в виде блок-схемы;

- уметь приводить примеры алгоритмов и применять их для построения блок-схем;

- уметь составлять и записывать алгоритм одним из способов.

Перечень обеспечивающих средств

Для обеспечения выполнения работы необходимо иметь методические указания по выполнению работы.

Общие теоретические сведения

Решение любой задачи на ЭВМ можно разбить на следующие этапы: разработка алгоритма решения задачи, составление программы решения задачи на алгоритмическом языке, ввод программы в ЭВМ, отладка программы (исправление ошибок), выполнение программы на ПК, анализ полученных результатов.

Первый этап решения задачи состоит в разработке алгоритма.

Алгоритм – это точная конечная система правил, определяющая содержание и порядок действий исполнителя над некоторыми объектами (исходными и промежуточными данными) для получения после конечного числа шагов искомого результата.

Алгоритм может быть описан одним из трех способов:

- словесным (пример в начале раздела);

- графическим (виде специальной блок-схемы);

- с помощью специальных языков программирования.

Блок-схема – распространенный тип схем, описывающий алгоритмы или процессы, изображая шаги в виде блоков различной формы, соединенных между собой стрелками.

1. Линейный алгоритм – это такой алгоритм, в котором все операции выполняются последовательно одна за другой.

2. Алгоритмы разветвленной структуры применяются, когда в зависимости от некоторого условия необходимо выполнить либо одно, либо другое действие.

3. Алгоритмы циклической структуры.

Циклом называют повторение одних и тех же действий (шагов). Последовательность действий, которые повторяются в цикле, называют телом цикла.

Циклические алгоритмы подразделяют на алгоритмы с предусловием, постусловием и алгоритмы с конечным числом повторов. В алгоритмах с предусловием сначала выполняется проверка условия окончания цикла и затем, в зависимости от результата проверки, выполняется (или не выполняется) так называемое тело цикла.

Задание 1. Определить площадь трапеции по введенным значениям оснований (a и b) и высоты (h).

Запись решения задачи на алгоритмическом языке:

алг трапеция

вещ a, b, h, s

нач

ввод f, b, h

s: =((a+b)/2)*h

вывод s

кон

Запись алгоритма в виде блок-схемы (рис. 1):

Рисунок 1 – Блок-схема линейного алгоритма

Задание 2. Определить среднее арифметическое двух чисел, если a положительное и частное (a/b) в противном случае.

Запись решения задачи на алгоритмическом языке:

алг числа

вещ a, b, c

нач

ввод a, b

если a> 0

то с: =(a+b)/2

иначе с: =a/b

все

вывод с

кон

Запись алгоритма в виде блок-схемы (рис. 2):

Рисунок 2 – Блок-схема алгоритма с ветвлением

Задание 3. Составить алгоритм нахождения суммы целых чисел в диапазоне от 1 до 10.

Запись решения задачи на алгоритмическом языке:

алг сумма

вещ a, s

нач

S: =0;

A: =1;

нц

пока a< =10

S: =S+a;

A: =a+1;

кц

вывод S

кон

Запись алгоритма в виде блок-схемы (рис. 3):

Рисунок 3 – Циклический алгоритм с предусловием

В алгоритме с постусловием сначала выполняется тело цикла, а затем проверяется условие окончания цикла. Решение задачи нахождения суммы первых десяти целых чисел в данном случае будет выглядеть следующим образом:

алг сумма

вещ a, s

нач

S: =0;

A: =1;

нц

S: =S+a;

A: =a+1;

пока a< =10

кц

вывод S

кон

Запись алгоритма в виде блок-схемы (рис. 4):

Рисунок 4 – Циклический алгоритм с постусловием

Варианты задания

Задание 1. Составить алгоритм решения задачи с помощью алгоритмического языка псевдокод и с помощью блок-схем, используя конструкцию линейного алгоритма.

1. Вычислить площадь поверхности и объем усеченного конуса по следующим формулам

S = π (R + r) l + π R² + π r²;

V = (1/3) π (R² + r² + Rr) h.

2. Вычислить координаты центра тяжести трех материальных точек с массами m₁, m₂, m₃ и координатами (x₁, y₁), (x₂, y₂), (x₃, y₃) по формулам:

x_c = (m₁x₁ + m₂x₂ + m₃x₃) / (m₁ + m₂ + m₃);

y_c = (m₁y₁ + m₂y₂ + m₃y₃) / (m₁ + m₂ + m₃).

3. Вычислить площадь треугольника со сторонами a, b, c по формуле Герона:

,

где p – полупериметр, вычисляемый по формуле

,

4. Вычислить координаты точки, делящей отрезок а₁а₂ в отношении n₁: n₂ по формулам:

;

,

где .

5. Вычислить медианы треугольника со сторонами a, b, c по формулам:

;

;

;

6. Вычислить площадь круга и длину окружности по введенному значению радиуса.

7. Вычислить площадь S и периметр L эллипса по введенным значениям полуосей a и b:

;

.

8. Вычислить объем V и площадь боковой поверхности цилиндра S по введенным значениям радиуса основания R и высоты цилиндра H.

;

.

9. Вычислить объем V и площадь боковой поверхности конуса S по введенным значениям радиуса основания r, высоты h и образующей l:

;

.

10. Вычислить объем V и площадь поверхности S сферы по введенному значению радиуса r:

;

.

11. Дано целое четырехзначное число. Используя операции div и mod, найти сумму его цифр.

12. Дана сторона равностороннего треугольника. Найти площадь этого треугольника и радиусы вписанной и описанной окружностей.

13. Даны координаты трех вершин треугольника (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3). Найти его периметр и площадь.

14. Дана длина окружности. Найти площадь круга, ограниченного этой окружностью.

15. Дана площадь круга. Найти длину окружности, ограничивающей этот круг.

Задание 2. Составить алгоритм решения задачи с помощью алгоритмического языка псевдокод и с помощью блок-схем, используя конструкцию алгоритма с ветвлением.

1. Составить программу для решения квадратного уравнения ax ² + bx + c = 0.

2. Определить максимальное четное число из двух введенных.

3. Определить, можно ли из отрезков с длинами х, y и z построить треугольник.

4. Ввести два числа а и b. Большее число заменить утроенным произведением, меньшее – полусуммой.

5. Если среди трех чисел a, b, c имеется хотя бы одно четное, то найти максимальное число, иначе – минимальное.

6. Определить, в каком квадранте находится точка с координатами x и y и вывести номер квадранта на экран.

7. Найти квадрат наибольшего из двух чисел а и b. Вывести на экран число 1, если наибольшим является число а, число 2 – если наибольшим числом является b.

8. Определить, попадает ли точка с координатами x и y в круг радиусом R. Если точка попадает в круг, вывести на экран единицу, в противном случае – ноль.

9. Написать алгоритм решения задачи, которая решает уравнение ax + b = 0 относительно x для любых чисел a и b, введенных с клавиатуры. Все числа считаются действительными.

10. Написать алгоритм решения задачи, которая определяет, лежит ли точка А (х, у) внутри некоторого кольца («внутри» понимается в строгом смысле, т.е. случай, когда точка А лежит на границе кольца, недопустим). Центр кольца находится в начале координат. Для кольца заданы внутренний и внешний радиусы r1, r2. Координаты x и у вводятся с клавиатуры.

11. Даны две переменные целого типа: A и B. Если их значения не равны, то присвоить каждой переменной произведение этих значений, а если равны, то присвоить переменным нулевые значения.

12. Даны две переменные целого типа: A и B. Если их значения не равны, то присвоить каждой переменной минимальное из этих значений, а если равны, то присвоить переменным нулевые значения.

13. Даны целочисленные координаты точки на плоскости. Если точка не лежит на координатных осях, то вывести 0. Если точка совпадает с началом координат, то вывести 1. Если точка не совпадает с началом координат, но лежит на оси OX или OY, то вывести соответственно 2 или 3.

14. Даны вещественные координаты точки, не лежащей на координатных осях OX и OY. Вывести номер координатной четверти, в которой находится данная точка.

15. Дано целое число, лежащее в диапазоне от –999 до 999. Вывести строку – словесное описание данного числа вида " отрицательное двузначное число", " нулевое число", " положительное однозначное число" и т.д.

Задание 3. Составить алгоритм решения задачи с помощью алгоритмического языка псевдокод и с помощью блок-схем, используя конструкцию циклического алгоритма.

1. Найти сумму чисел, кратных трем, в диапазоне от 0 до 50.

2. Найти сумму первых десяти чисел, кратных пяти.

3. Найти произведение четных чисел в диапазоне от 2 до 30.

4. Вводятся положительные числа. Прекратить ввод, когда сумма введенных чисел превысит 100.

5. Требуется найти сумму чисел, кратных 7, в диапазоне от 0 до 100. Вывести на экран сумму чисел и их количество.

6. Определить количество целых чисел, кратных 3 (от 3 и далее), дающих в сумме число, превышающее 200.

7. Вводятся 10 чисел. Вывести на экран суммы положительных и отрицательных чисел и их количество.

8. Вывести на экран значения функции у = sin (x) для 0≤ x ≤ 180 c шагом в 1⁰.

9. Подсчитать площади десяти кругов с радиусами от 1 см с шагом 2 см и вывести значения площадей на экран.

10. Вводятся положительные числа. Прекратить ввод чисел, когда их сумма превысит 100. Результат вывести на экран.

11. Вводятся числа. Прекратить ввод чисел, когда сумма положительных чисел превысит 100. Результат вывести на экран.

12. Вывести на экран значения произведений чисел a и b. Числа а изменяются от 1 до 11 с шагом 1, b – от 1 до 3 с шагом 0, 2.

13. Вывести на экран таблицу перевода километров в мили в диапазоне от 2 до 20 километров с шагом 2 км.

14. Вы положили в банк 1500 рублей. Определить, сколько денег будет на Вашем вкладе через 1 год, если каждый месяц вклад увеличивается на 0.76 % от суммы предыдущего месяца.

15. Решив заняться легкой атлетикой, Вы пробежали в первый день 2 км. Сколько километров Вы пробежите за 2 недели, если каждый день Вы увеличиваете дистанцию на 10 % от предыдущего дня?