Створення програми з розгалуженням з викорис­танням змінних у середовищі програмування

ТЕМА: Створення програми з розгалуженням з викорис­танням змінних у середовищі програмування.

МЕТА: 

навчальна:

• складати програми з розгалуженням у cередовищі Lazarus;
• описувати та використовувати змінні для організації розгалужень;

• сформувати уявлення про способи налаштування компонентів;
• розширити знання, уміння і навички.

розвивальна:

• розвинути логічне мислення та пізнавальний інтерес;
• виробити навички роботи з інформаційними технологіями;

виховна:

• виховувати творче відношення до праці і навчання;
• встановити зв’язки одержаних знань з практикою.

По завершенню вивчення учень:

• розрізняє сталі та змінні;
• yміє:
  • використовувати сталі та змінні для розв’язування задач;
  • надавати значення змінним та змінювати їх;
  • використовувати умови зі змінними;
  • створювати та застосовувати інформаційні моделі різних типів.

ОБЛАДНАННЯ: ПК із встановленим ОС і середовищем програмування IDE Lazarus.

СТРУКТУРА УРОКУ

ХІД УРОКУ
1. Організаційний момент
Вітання з класом. Перевірка присутності і готовності учнів до уроку.

2. Перевірка виконання домашнього завдання

Учні аналізують виконання власних проектів.

3. Актуалізація опорних знань

- ЩО ТАКЕ АЛГОРИТМ?

Алгоритм – це чітко визначена для конкретного виконавця послідовність дій, які спрямовані на досягнення поставленої мети або розв’язання задачі певного типу.

- СПОСОБИ ОПИСУ АЛГОРИТМІВ.

• Словесно-формульний (опис здійснюється в словесній формі з використанням математичних чи інших формул);
• Графічний (за допомогою блок-схем );
• З використанням спеціальних алгоритмічних мов (таких як навчальна алгоритмічна мова);
• У вигляді коду, написаного певною мовою програмування.

- ВИДИ АЛГОРИТМІВ?

- ЛІНІЙНИЙ АЛГОРИТМ – ЦЕ…

- ПРОГРАМА – ЦЕ…

Програма – це сукупність алгоритмів, написаних спеціальною мовою, для розв’язування поставленої задачі на ПК. Ця мова називається мовою програмування. Текст програми називають її кодом.

- ТРАНСЛЯТОР – ЦЕ…

Транслятор – це програма, призначена для перекладу тексту програми з однієї мови програмування на іншу. Процес перекладання називається трансляцією. Розрізняють два типи трансляторів – компілятори та інтерпретатори.

- ЯК НАЗИВАЄТЬСЯ КОНСТРУКЦІЯ BEGIN ... END?

4. Мотивація, оголошення теми
Мотивація навчання: сьогодні ми навчимося складати програми з розгалуженням у середовищі Lazarus. Cклавши програму один раз, можна виконати її для різних значень вхідних даних. Це може істотно зекономити час виконання завдань для багатьох варіантів вхідних даних. Сподіваюся, ви навчитеся краще логічно мислити і використовувати програмування для ефективного розв’язання і навчальних, і практичних задач.

Тема уроку: Створення програми з розгалуженням з викорис­танням змінних у середовищі програмування.

5. Подання нового матеріалу
Величина — властивість деякого об’єкта, виражена елементом деякої (зазвичай, упорядкованої) множини.
Прикладами величин є, наприклад, ширина і висота класної дошки, колір дошки, напис на кнопці, її кнопки розташування на формі та інше. У математиці — довжина і ширина прямокутника, його площа, градусна міра кута тощо. У фізиці — час, швидкість, пройдений шлях, густина речовини тощо.

Cтала (константа) — величина, значення якої не змінюється..
Прикладом математичної сталої є, наприклад, число Піфагора π — відношення довжини кола до його діаметра. Прикладом фізичної сталої є швидкість світла у порожнечі для різних інерційних систем відліку.

Змінна — величина, значення якої може змінюватися..
Прикладами змінної є: температура повітря, оцінки учнів з контрольної роботи, вага товару.

Властивості величини у програмуванні:

• назва (ідентифікатор) — послідовність літер латиниці, цифр і нижнього підкреслювання «_», на початку — обов'язково літера (наприклад: a1,a_1);
• тип — визначає обсяг відведеної пам'яті, можливі дії та множину допустимих значень.
• значення — елемент множини допустимих значень величини. Цю властивість можливо змінити протягом виконання програми лише для змінної.

Деякі стандартні типи величин мови Object Pascal:

• цілі:
  • ShortInt (–128..127);
  • Integer (–32768..32767);
  • LongInt (–2147483648..2147483647);
  • Byte (0..255);
  • Word (0..65535);
• дійсні:
  • Real (2.9 E–39..1.7E38);
• логічні (булеві):
  • Boolean;
• символьні: Char;
• рядкові: String.

Тут для цілих типів вказано діапазон допустимих значень, для дійсних типів — діапазон допустимих значень абсолютної величини.

Логічний тип описує величину, що може набувати лише одне з двох таких значень: false (хибність) або true (істина).

Символьний тип Char передбачає використання символів всієї кодової таблиці комп'ютера ASCII (літер, цифр, спеціальних символів). Цей тип є впорядкованим і порядковим (порівнюють коди символів). Значення записують як символ, взятий у апострофи (наприклад, 'x') або дієз + код символу (наприклад, #222).

Рядковий тип String задає описує послідовність величин типу Char. Цей тип є впорядкованим (порівнюють коди символів спочатку перших, при їхньому збігу — наступних і т.д.). Зазвичай значення записують як послідовність символів, взятих у апострофи. Наприклад, 'abc'.

Усі змінні потрібно оголосити (описати) в розділі опису змінних, який розпочинають службовим словом Var. Усі сталі потрібно оголосити (описати) в розділі опису сталих, який розпочинають службовим словом Const. Наприклад, таким чином:
Var n:integer; k1,k2: real; z: char; t: string;
Const n=12; g=9.8; z='?'; t='Чемпіон!';
 

При описі неструктурованих сталих (як і в поданому вище прикладі) тип величини зазвичай не вказують. Інакше доведеться писати довше:

Const n: byte =12; g: real =9.8; z:char ='?'; t: string ='Чемпіон!';
 

3 етапи роботи зі змінними (величинами):

1. Надання значень (зчитування вхідних даних або оператор надання значень);
2. Опрацювання даних;
3. Виведення вихідних даних.

Розгалуження — це така алгоритмічна структура, що передбачає виконання однієї або іншої вказівки залежно від справдження певного висловлювання (умови).

Всі мови програмування мають такі спеціальні вказівки (оператори) для розгалуження залежно від справдження певної умови. Їх називають умовні уператори. У мові Object Pascal є такі види умовного оператора: повний і неповний.

Повний оператор (розгалуження) має такий вигляд:
if умова then вказівка₁ else вказівка₂

При справдженні умови буде виконано вказівку₁, інакше — вказівку₂. Тут під вказівками розуміємо як окрему вказівку, так і послідовність вказівок. Тому у блок-схемі повної форми розгалуження замість слова «вказівка» вжито слово «послідовність».

Якщо в умовному операторі після слів then або else виконують послідовність вказівок, їх потрібно брати в операторні дужки словами begin та end. Умовний оператор матиме такий вигляд:

if  умова then

  begin

    послідовність вказівок 1

  end

else

  begin

    послідовність вказівок 2

  end;

Якщо у точці розгалуження (програми) має бути більше двох варіантів вибору, додаткові оператори потрібно вкласти в середину гілки «інакше». Такі додаткові оператори називають вкладеними умовними операторами.

Неповний оператор розгалуження у поданні блок-схемою має такий вигляд:

Під час виконання неповного розгалуження при справдженні умови буде виконано вказівку (послідовність вказівок) всередені блока, інакше — здійснено перехід до виконання вказівок, розташованих після вказівки розгалуження. В програмі такий оператор записують таким чином:

if умова then вказівка;

У випадку виконання послідовності вказівок в разі істиності умови цей оператор матиме такий вигляд:

if умова then

  begin

    послідовність вказівок

  end;

Для ілюстрації виконання повної форми вказівки розгалуження розглянемо фрагмент проекту, у якому пропонують перевірити правильність введення 4-цифрового паролю, значення якого задають у розділі опису сталих. Наприклад, таким чином:

const parol_1 = 1243;

На збіг перевіряють пароль parol_2, який вводять у поле редагування Edit1.

parol_2:=StrToInt(Edit1.Text);

if parol_2 = parol_1 then

  Label3.Caption:=' Пароль правильний!'

else  

  Label3.Caption:=' Пароль неправильний!');

Для ілюстрації виконання неповної форми вказівки розгалуження розглянемо фрагмент проекту, у якому подвоюється ціле число а у випадку, якщо воно більше за число 5.

If а >5 then

begin

  а := а*2;

  Label3.Caption:='a = ' + IntToStr(a);

end;

Для ілюстрації виконання вказівки розгалуження з вкладеними додатковими операторами розгалуження розглянемо фрагмент проекту, у якому менше з двох різних цілих чисел треба замінити їхньою різницею, більше — їхнім подвоєним добутком та вивести їхнє відношення і (нові) їхні значення. У разі збігу значень чисел ніяких операцій з числами не виконувати, а лише вивести повідомлення про їхню рівність.

if a < b then

  begin

  Label3.Caption:=IntToStr(a)+' < '+ IntToStr(b);

  a := a - b;

  b := 2*a*b;

  Label4.Caption:='a = '+IntToStr(a)+'   b = '+IntToStr(b)

  end

else  

  if b < a then

    begin

    Label3.Caption:=IntToStr(b)+' < '+ IntToStr(a);

    b := a - b;

    a := 2*a*b;

    Label4.Caption:='a = '+IntToStr(a)+'   b = '+IntToStr(b) 

    end

  else Label4.Caption:='Значення чисел збігаються і дорівнюють '+IntToStr(a);

6. Інструктаж з ТБ
Учні повторяють правила безпечної роботи за комп’ютером.

7. Вироблення практичних навичок

Інструкція до практичної роботи.
Завдання. Обчислити значення виразу z = (а + 2b)/(а – 3b), де а, Ь — дійсні числа. 

Знаменник дробу може дорівнювати нулю. Тому алгоритм розв’язання має містити розгалуження, в якому будуть враховані два можливих випадки:

• а – 3b = 0;
• а – 3b ≠ 0.

Вказівки до складання програми для обчислення значення виразу у середовищі програмування  Lazarus.

1. Завантажити середовище Lazarus і отримати на екрані монітора відображення кількох вікон: Lazarus IDE, Редактор тексту, Інспектор об’єктів, Повідомлення, Form1…
2. Скористатися вказівкою меню Файл / Новий ...

для виклику вікна діалогу Новий .... У цьому вікні вибирати пункт Програма та натиснути кнопку Гаразд.

3. У вікні Інспектора об’єктів Властивості надати такі значення властивостям форми:
   • Сaption — Обчислення значення виразу;
   • Color — clSkyBlue;
   • Height — 400;
   • Left — 300;
   • Top — 220;
   • Width — 500.
4. Створити окрему теку для проекту з назвою Ваше прізвище_Вираз на робочому столі. Для збереження всіх файлів:
   • або використати комбінацію клавіш Shift + Ctrl + S;
   • або натиснути кнопку  Зберегти всі на Панелі інструментів;
   • або скористатися вказівкою меню Файл / Зберегти всі.

У результаті вам буде запропоновано зберегти файли project1.lpi та unit1.pas, для яких потрібно буде вказати новостворену теку для зберігання.

5. Використовуючи Панель компонентів, розмістити на формі об’єкти: 2 кнопки, 2 поля і 4 написи. Для цього зробити таке:
   • натиснути віповідну кнопку на вкладенні Standard вікна Lazarus IDE:
      tbutton — для створення кнопки;
      tedit — для створення поля;
      tlabel — для створення напису.
   • розташувати вказівник миші на формі у вершині прямокутника, у якому буде розташовано об’єкт;
   • натиснути ліву кнопку миші і, не відпускаючи кнопки миші, змістити вказівник миші по діагоналі прямокутника (розташування об’єкта);
   • відпустити кнопку миші і пересвідчитися, що об'єкт розташовано у потрібному місці.
6. Використовуючи Інспектор об’єктів, встановити властивості об’єктів таким чином (не вказані властивості — довільні):
   • для напису Label1 Caption (текст напису):
     "Для обчислення значення виразу z = (а + 2b)/(а – 3b) введіть значення:";
   • для напису Label2 Caption: "а =";
   • для напису Label3 Caption: "b =";
   • для напису Label4 Caption порожня;
   • для полів edit1 та edit2 Text порожня;
   • для кнопки button1 Caption: Обчислити;
   • для кнопки button2 Caption: "Закрити",

щоб надати формі такого вигляду.

7. На формі виділити кнопку з написом Обчислити.
8. У вікні Інспектор об’єктів перейти на вкладення Події, вибрати подію OnClick і двічі клацнути у полі OnClick.
9. У вікні Редактор тексту ввести такий код процедури.

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var a,b,x,y,z:real;

begin

  a:=StrToFloat(Edit1.Text);

  b:=StrToFloat(Edit2.Text);

  x:=a-3*b;

  y:=a+2*b;

  if x<>0 then

  begin

    z:=y/x;

    label4.Caption:='z='+FloatToStr(z);

  end

  else

  label4.Caption:='Значення виразу не визначене.';

end;

У цій процедурі використано такі змінні:

• a, b — вхідні дані, які вводять у поля Edit1 та Edit2;
• х — знаменник виразу;
• y — чисельник виразу;
• z — значення виразу.

У процедурі використано такі вказівки:

• StrToFloat — перетворення рядка тексту в десяткове число;
• FloatToStr — перетворення десяткового числа у текстовий рядок.

10. Пересвідчитися, що у вікні Редактор тексту буде таке виділення
    • зарезервовані слова — напівжирним шрифтом;
    • знаки пунктуації — червоним кольором;
    • рядки тексту — синім кольором.
11. На формі виділити кнопку з написом Закрити.
12. У вікні Інспектор об’єктів перейти на закладку Події.
13. Вибрати подію OnClick і двічі клацнути у полі OnClick.
14. У вікні Редактор тексту ввести такий код процедури.

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

  close;

end;

Зберегти зміни в проекті:

• або використати комбінацію клавіш Shift + Ctrl + S;
• або натиснути кнопку  Зберегти всі на Панелі інструментів;
• або скористатися вказівкою меню Файл / Зберегти всі.

15. Натиснути кнопку  Виконати. Якщо все зроблено правильно, вікно Повідомлення матиме такий вигляд:

і файл project1.exe буде запущено на виконання.

16. У вікні виконання програми ввести значення змінних: a = 1 і b = 2, натиснути кнопку Обчислити і побачити результат обчислення виразу.

Аналогічно пересвідчитися у коректності роботи програми при а = 3, b = 1 з дігностикою: "Значення виразу невизначене."

17. Для перевірки роботи кнопки Закрити клацнути на ній і побачити результат:

18. Натиснути кнопку Гаразд.

Таким чином проект для обчислення значення виразу створено і перевірено. Для кращого засвоєння матеріалу можна переглянути навчальне відео

8. Підбиття підсумків уроку
Аналіз виконаних робіт. Виставлення оцінок.

9. Домашнє завдання
Доробити проекти у разі потреби.