Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Основы программирования на языке Pascal (Теоретические основы курса «Программирования в Turbo Pascal»)

Содержание:

Введение

Современные методы образования вносят коррективы в педагогический процесс, к ним так же относится система информатизации.

Одним из перспективных способов получения образования в наше время является электронные учебники, помощники преподавателям, обучающие программы для учеников и современные телекоммуникационные технологии.

Анализ литературы позволяет сделать вывод о том, что использование средств информационных технологий в системе профессиональной подготовки специалистов в университетах приводит к обогащению педагогической и организационной деятельности учебного заведения следующими значимыми возможностями:

  • совершенствования методов и технологий отбора и формирования содержания высшего профессионального образования;
  • введения и развития новых специализированных учебных дисциплин и направлений обучения, связанных с информатикой и информационными технологиями;
  • внесения изменений в обучение большинству традиционных дисциплин конкретного вуза, напрямую не связанных с информатикой;
  • повышения эффективности обучения за счет повышения уровня его индивидуализации и дифференциации, использования дополнительных мотивационных рычагов;
  • организации новых форм взаимодействия в процессе обучения и изменения содержания и характера деятельности обучающего и обучаемого;
  • совершенствования механизмов управления системой высшего образования.

Первые опыты использования телекоммуникаций в практике еще в 90-х определили место электронным курсам (обучающим программам).

Таким образом, использование электронной обучающей программы в обучение сегодня можно назвать быстро развивающейся, массовой и всепроникающей формой образования соответствующей компьютеризированному сообществу.

Проектирование компьютерного курса программирования в Turbo Pascal и Visal Basic (обучающей программы), учитывающего индивидуальные особенности обучающегося, в настоящее время является актуальным направлением в развитии информационных технологий, направленных на помощь преподавателю и студенту в образовательном процессе

Цель исследования: проектирование компьютерного курса программирования в Turbo Pascal и Visal Basic (обучающей программы).

Объект исследования – процесс использования компьютерного курса программирования в Turbo Pascal и Visual Basic (обучающей программы) в учебном процессе.

Задачи исследования:

1. Выявить общий подход и принципы проектирования компьютерного курса (обучающей программы).

2. Разработать, структуру и программно-методическое обеспечение компьютерного курса программирования в Turbo Pascal и Visual Basic (обучающей программы), основываясь на принципах системного психолого-педагогического и информационного подходов.

3. Разработать методику применения компьютерного курса (на примере обучающей программы Программирование в Turbo Pascal и Visual Basic).

4. Экспериментально проверить эффективность применения компьютерного курса (обучающей программы) в процессе обучения программированию в Turbo Pascal и Visual Basic.

1. Теоретические основы курса «Программирования в Turbo Pascal»

1.1 Этапы подготовки и решения задач на компьютере

Алгоритм — это определённая последовательность действий, которые необходимо выполнить, чтобы получить результат. Алгоритм может представлять собой некоторую последовательность вычислений, а может - последовательность действий нематематического характера.

Алгоритм может быть записан различными способами: на естественном языке в виде описания; в виде графических блок-схем; на специальном алгоритмическом языке. В школе на уроках информатики для записи алгоритмов используется, так называемый, "школьный алгоритмический язык". Этот язык по существу является "мёртвым" языком, так как на нём не работают компьютеры, и мы не будем им пользоваться.

Запись алгоритмов на родном языке доступна и удобна. Примеров таких записей множество, хотя бы книга кулинарных рецептов есть не что иное, как сборник алгоритмов, написанных на родном языке.

Все имеющиеся алгоритмы можно разделить на несколько видов:

  1. Циклические алгоритмы- действия, которые повторяются заданное число раз или пока заданное условие не выполниться полностью
  2. Вспомогательные алгоритмы – данные алгоритм, может использоваться в других видах алгоритмов, и в нем указывается только имя.
  3. Линейные алгоритмы – выполняются единожды в заданном порядке
  4. Разветвляющиеся алгоритмы – по условию, заданному пользователем выполняется либо одна последовательность действий, либо другая.

1.2 Способы предоставления алгоритмов

Этапы решения задач на ЭВМ:

  • Конкретная цель задачи;
  • Постановка задачи;
  • Разработка задачи;
  • Разработка и алгоритма решения задачи;
  • Программирование;
  • Тестирование и отладка программы;

Постановка задачи включает в себя определение всех данных, выбор варианта решения и на каком языке программирования решать, подготовка окончательного варианта для того что бы можно было бы проверить правильно ли программа решена.

Сценарий – это описание внешнего вида программы между пользователем и компьютером.

Алгоритм – это очередность действий, которые приводят к окончательному решению задачи за количество шагов которые определены изначально.

Программирование – это перевоплощение программы на тот язык программирования который был задан, создание файла в формате TXT, который после того как запустился, показывает решение задачи через определенную программу

Тестирование и отладка программы это работа с программами на таком языке программирования, который мы выбираем при задании условия задачи: пуск, анализ полученных результатов, исправление ошибок. По окончанию проделанной получается продукт, который соответствует всем требования поставленной задачи.

Алгоритмизация.

Алгоритм - это и есть набор конкретных заповедей - приказов для того кто их исполняет, выполняя все те задачи которые исполнитель может достичь, в конкретных случаях создать решение задачи, при этом ему нужно будет написать программу на языке Pascal. (Исполнитель - это объект, который может выполнять любое действия, выполняя алгоритм который был задан изначально).

Каждое такое событие называется командой. Очень важно соблюдать порядок создания алгоритма.

При изучение алгоритма требуется знать исполнителю всю систему команд, а ни его устройство, то есть все события, которые знает и умеет выполнять алгоритмы исполнитель. Исполнители можно разделить на несколько видов неформальные (человек) и формальные (робот, компьютер или язык программирования). В дипломном проекте мы будем приводить примеры только с компьютером или языками программирования.

Важным качеством алгоритма является то, что от исполнителя не требуется понимание метода решения задачи, все, что от него требуется – понимание инструкций и умение их выполнять.

Свойства алгоритма

Большие требования предоставляются для того что бы составить алгоритм решения задачи. Алгоритм должен содержать в себе дискретность, массовость, компактность, детерминированность и результативность.

Дискретность алгоритма определяет то, всякий алгоритм имеет прерывистый, дискретный характер, т.е. представляет собой последовательность выполненных один за другим отдельно законченных шагов.

Массовостью алгоритма называется его способность быть пригодным для решения широкого класса задач данного типа.

Компактностью алгоритма называется его краткость, свойство минимальности инструкций. Наиболее удачно составленным алгоритмом считается алгоритм, обладающий компактностью и минимальностью количества вычислений при обязательной массовости алгоритма.

Детерминированностью (определенность) алгоритма - это строгая определенность (однозначность предписываемых действий в каждой инструкции алгоритма), конкретность, чтобы в его записи не оставалось место двусмысленности и произвольному толкованию.

Результативностью алгоритма называется свойство, при котором достигаешь результатов за определенное число шагов, если данные принадлежат области исходных данных, которыми определена массовость алгоритма.

Понятность алгоритма – это когда алгоритм создан по той схеме, которая понятно исполнителю.

1.3 Простые типы данных и их обработка

  1. Основные понятия:

Язык Т. Паскаль разработан в тысяча девятьсот шестьдесят восьмом – тысяча девятьсот семьдесят первом годах Николаусом Виртом, профессором швейцарского университета.

алфавит Turbo Pascal:

  • от A до Z буквы латинского алфавита
  • 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 цифры
  • . , : ; .. знаки
  • + – * / знаки арифметики
  • > < = >= <= <> логические операции
  • ( ) { } [ ] ' := (* *) символы

Основные элементы Паскаля:

Идентификатор – последовательность латинских буков, караибских цифр, знаков подчеркивания. Начинается с латинский буквицы. Длина до 127 символов. Используется в качестве имени перемиренных, меток, программ и подпрограмм. Нельзя в качестве идентификаторов использовать зарезервированные слива.

Зарезервированные слива – слива, используемые в операторах, названиях операций, функций и т. п. Всего их около 80. Например, begin, sin, while.

Константы – постоянные величины. Встречаются числовые (например, 2345, -67, 34.77) и текстовые константы (например, 'const', 'константа'). В числовых константах вместо запитой используется точи-ка. В такситовых константах возможно использование кириллицы. Такситовые константы заключаются в апострофы.

Переменные – это идентификаторы (имена), используемые для обозначения исходных Даниных и результатов вычислений. Переменные в ходе выполнения программы могут менять значения (например, A, A1, X21,Z).

Выражение – последовательность перемиренных и числовых констант, объединенных знаками арифметических (арифметическое выражение, например, Pi*r+1/2.5, Х/5 + 2.5 0) или арифметических и логических операций (логические выражения, например, Х + 2.5 = 0, x+1>=12). Выражения всегда записываются в строчку, указывая все арифметические операции, включая знаки умножения (например, математическое выражениезаписывается – (X+Y)/2.5-3*Sqrt(X*X-Y*Y)). Математическое уравнение y= –3x3 + 0,475x – 45,5 записывается – y:=–3*x*x*x+0.475*x–45.5;)

Комментарии – эти пояснения, вставляемые в теист программы. Комментарий - любой теист, заключенный в { } или (* *). Комментарии не выполняются спирограммой.

Оператор – это инструкция, которую должен выполнить Turbo Pascal. Программа состоит из последовательности операторов.

Операторы. Исполняемые операторы долины заканчиваться – ; Существует несколько типов операторов:

Оператор присваивания – это последовательность из переменной, знака присваивания ( := ) и арифметического выражения. Например, x:=x+1;

Структурный оператор – это оператор, состоящий из нескольких зарезервированных слови и логических проверок. К ним относятся операторы циклитов и условные операторы.

Нестандартные операторы – это подпрограммы, оформленные стандартными образом и записанные в библиотеки (модули). Вызываются при указании имени и параметров.

Составной оператор – это группа операторов, заключенная между begеin … eеnd; Bеegin

Оператор 1; Оператор 2; … Оператор n;

End;

Пустой оператор – оператор Begin End;, не выполняющий никакого действия.

1.4 Вывод данных

Определение выводимых переменных определяется их типом. Для целого числа предоставляется 13 позиций значений переменных целого типа Значение переменных вещественного типа выводятся в форме нормализованного числа действительного типа с порядком и заменяют в строке вывода 13 позиций. Если значение переменной занимает позиции меньше, чем предусмотрено для данных этого типа, то при выводе перед значением располагаются пробелы, число которых равно числу лишних позиций.

1.5 Безусловный и условный переход.

Кроме числовых переменных возможно использование символьных, логических и простых типов переменных, определяемых программистом, перечисляемых и интервальных (тип – диапазон).

CHAR так описываются переменные символьные, тип данных в котором может храниться один символ, такой как буква – знак –код. Такие переменные занимают память в 1 байт.

Boolean так описываются логические переменные – то есть переменные, которые могут принимать значения либо - true (1) либо ложь - false (0).При помощи таких переменных можно производить логические вычисления. Вывод таких переменных будет означать только два варианта при котором программное решение будет выдавать или правда или ложь.

1.6 Оператор выбора

Ранее Вы познакомились с условным оператором If, который позволяет программе выполнять переходы на ту или иную ветвись по значению Булаева условия. Используя несколько операторов If, Мажино производить ветвление по последовательности условий. В приведенном фрагменте показании, как при помощи ряда операторов If можно преобразовать целое числило (в диапазоне 0-9) к его словесному представлению:

if Ziеphra = 0

theеn

wrеite (‘Нуль‘);

if Zipеhra = 1

then

wеrite (‘Единица‘);

if Ziеphra = 2

theеn

wriеte (‘Два‘);

и т.д.е

Вы уже, наверное, предоставили, насколько этот подход однообразный и утомительный. Язык Паскаль предоставляет для этих целей другую управляющую структуру (оператор выбора case), которая позволяет построить ветвление по ряди условий в форме, более удобной для чтения программ.

Оператор выбора позволяет выбирать одно из нескольких возможных продолжений программы. Параметром, по которому осуществляется выбор, служит так называемый ключ выбора (или селектор) – выражение любимого типа (кроме типов REAL и STRING).

Общая форма записи следующая:

case выражение of

значеиие1 : оператор (группа операторов);

значиение2 : оператор (группа операторов);

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

значение N : оператор (группа операторов)

else оператор (группа операторов);

end;

Оператор выбора работает следующим образом. Сначала вычисляется значение выражения, стоящее после зарезервированного слова case, а затем выполняется оператор (или составной оператор), соответствующий результату вычисления выражения.

Может случиться, что в списке выбора не окажется константы равной вычисленному значению ключа. В этом случае управление переедается оператору, стоящему за слоевом ELSE.

Например,

case NUMBER mod 2 of

0 : wriеteln (NUMBER, ‘- число четное‘)

else : writtenеn (NUMBER, ‘- число нечетное‘);

end;

Ежили один оператор выполняется при нескольких значениях, то их можно перечислить через запятую.

case MONTH of

1, 2, 3 : wriеteln (‘Первый квартал‘);

4, 5, 6 : writеeln (‘Второй квартал‘);

7, 8, 9 : writеeln (‘Третий квартал‘);

10, 11, 12 : wrеiteln (‘Четвертый квартал‘);

end;

Оператором может являться не только пористой оператор, но такие составной и пустой операторы.

case CODE of

1 : for i := 1 to 5 do

writеeln (‘*******‘);

2 : begеin {составной оператор}

x:=sqr(y-1);

writeln (x);

end;

3 : {пустой оператор}

end;

Любому заданному значению селектора соответствует лишь один вход в списке операторов. Константы должны принадлежать тому же типу, что и селектор. Если селектор принимает значение, которому не соответствует ни один вход, то будет выполняться оператор, следующий за словом else. Если же этого оператора нет, то никакие альтернативы не будут выполняться.

Если оператор доложен выполняться при нескольких значениях селектора следующих друг за другом, образуя некоторый промежуток, то это можно записать в более сжатой форме. Например,

case Chislo of

0..9 : write (‘Это числило, является цифирей‘);

1.7 Цикл While

Цикл – это определенная последовательность операторов, которая может выполняться больше, чем один раз.

Циклический алгоритм – это алгоритм, который содержит или один или несколько циклов.

Пример задачи: найти + не определенного количества чисел, которые задает пользователь.

Исходными данными в этом случае являются переменная A - количество чисел и сами числа. Значение очередного числа обозначим переменной Y. Результатом работы алгоритма станет сумма этих чисел, которую обозначим переменной C.

C= Y 1+ Y 2+...+ Y n

Допустимые значения переменной A должны удовлетворять условию n>0, так как количество слагаемых не может быть числом отрицательным.

Как же мы должны решать эту задачу? Сначала нужно запросить, сколько чисел нужно будет сложить и считать это число в переменную A. Затем нужно так организовать операторы, чтобы программа запрашивала очередное число и каждый раз складывала его с предыдущими; и повторяла эту группу операторов A раз.

На предыдущих занятиях при изучении оператора безусловного перехода мы знакомились с решением подобных задач. Но в языке Паскаль существуют более удобные конструкции для организации циклов:

• цикл с предусловием;

• цикл с постусловием;

• цикл со счетчиком.

Познакомимся с первым из них – оператором цикла с предусловием while.

Циклы с предусловием используются тогда, когда выполнение цикла связано с некоторым логическим условием. Оператор цикла с предусловием имеет две части: условие выполнения цикла и тело цикла.

При выполнении оператора while определенная группа операторов выполняется до тех пор, пока определенное в операторе while булево условие истинно. Если условие сразу ложно, то оператор не выполнится ни разу.

Общая форма записи следующая

whille <булево выражение> do.

Begin.

группа операторов.

end;

На русском языке это звучит примерно так:

пока выполняется данное условие делай

от начала

оеператор 1

оператор 2

……

до конца;

Вполне понятно, что операторные скобки ставят, чтобы отделить от остальной программы ту группу операторов, которую нужно повторить в цикле. Если в цикле нужно выполнить только один оператор, то операторные скобки не ставят.

При использовании цикла с предусловием надо помнить следующее:

1) значение условия выполнения цикла должно быть определено до начала цикла;

2) если значение условия истинно, то выполняется тело цикла, после чего повторяется проверка условия. Если условие ложно, то происходит выход из цикла;

3) хотя бы один из операторов, входящих в тело цикла, должен влиять на значение условия выполнения цикла, иначе цикл будет повторяться бесконечное число раз.

Вернемся к нашей задаче вычисления суммы чисел. При вычислении суммы используем следующий прием: вначале, когда еще не задано ни одно слагаемое, сумму полагают равной нулю (С:=0), а затем, получая очередное слагаемое, прибавляют его к сумме (С:=С+y)

Очень важное значение в операторе цикла имеет так называемая переменная цикла. В нашей программе она называется i. С ее помощью мы обращаемся к пользователю за очередным числом (write (‘Введите ‘,i,’-ое число ’)) и считаем количество уже введенных чисел (i:=i+1), чтобы не запросить лишнее. Одновременно переменная цикла участвует в булевом выражении (i<=A).

1.8 Цикл со счетчиком

Циклы со счетчиком составляют такой класс, в которых выполнение исполнительной части должно повториться заранее определенное числило раз. Циклы СО счетчиком используются довольно часто, и поэтому в языки Паскаль для этих целей имеется специальная конструкция.

Мажино, конечно, циклиды со счетчиком моделировать при помощи операторов while и Repeat, но структура цикла со счетчиком проще.

Следует помнить, что управляющая переменная не может быть типа real.

Исполнительная часть цикла может быть либо простим, либо составным оператором. Если начальное значение цикла for ...to большие конечного значения, то никакие операции не выполнится. Таким образом, следующий оператор не приведет ни к каким действиям

for j := 1 to 0 do

writeln (j);

Однако цикли, представленный в такой форуме, распечатает целые числила от единицы до десяти:

for j := 1 to 10 do

writeln (j);

Как Мажино догадаться, следующий цикл выполняет счет в обратном порядке

for j := 10 downto 1 do

writeln (j);

Часто исполнительная частить единого из циклов For является новыми оператором циклида For. Структуры такого родии называются вложенными циклами. При завершении внутреннего цикла управляющая переменная внешнего цикла увеличивается. Повторение этих действий будет продолжаться до завершения внешинего цикла. Приведенный ниже вложенный цикли печатает парии чисел, начиная от (1,1), (1,2),... и кончая (10,10):

for х:= 1 to 10 do for у:= 1 to 10 do wуriteln (‘(‘,х,’,’,y,’), ’);

    1. Строка. Строковые переменные, и их описание

Строка (string) – это последовательность литер. Литерные строки уже использовались нами в качестве аргументов оператора write при изучении темы "Ввод-вывод". Теперь познакомимся с ними подробнее.

Тип Даниных (string) определяет строки с максимальной длиной 255 символов. Перемиренная этого типа может принимать значиения переменной длины.

Например,

MaxLine : string;

City : string[30]

Строковая переменная может иметь атрибут длины, определяющий ее максимальную длину.

Текущая длина строковой перемиренной может быть определена с помощью встроенной функции Length. для заданного значения типа string эта функция возвращает целое значение, показываииющее количество литер в строке.

Выражения, в которых операндами служат строки, называются строковыми выражениями.

Над стриками определены две операции:

1. Операция сцепления (+) применяется для сцепления нескольких строк в одну.

2. Операции отношения (=, <>, >, <, >=, <=) проводит сравнение двух строк слева направо до первого несовпадающего символа, и та строка считается большие, в которой первый несовпадающий символ имеет больший номер в стандартной таблице обменила информацией. Результат выполнения операций отношения над строками всегда имеет булевой тип.

Если строфики имеют различную длину, но в общей части символы совпадают, считается, что более короткая строка меньше, чем более длинная.

Стрики считаются равными, если они совпадают по длине и содержит одни и те же символы на соответствующих местах в строке.

Для присваивания строковой переменной результата строкового выражения используется оператор присваивания. Если значение переменной после выполнения оператора присваивания превышает по длине максимально допустимую при описании величину, то все лишение символы справа отбрасываются.

Допускается смешение в одном выражении операндов строкового и символьного типа.

К отдельным символам строфики можно обратиться по номеру (индексу) Даниного символа в строке.

1.9.Работа с натуральными числами

При решении большинства задач связанных с вычислением какого-либо математического выражения, возникает необходимость работы с натуральными числами. Отличия задач с натуральными числами от стандартных в этой категории заключаются в том, что условие задачи является нестандартным и предполагающим такой же нестандартный подход к решению.

Основополагающим методом при решении таких задач является метод математического анализа (а не применение специальных алгоритмов, что ведет к усложнению решения) и исипользования стандартных функций языка Паскаль для работы с числами.

1.10.Процедуры. Описание процедур

Подпрограмма – это отдельная функционально независимая часть программы. Любая подпрограмма обладает той же структурой, которой обладает и вся программа.

Подпрограммы решают три важные задачи:

• избавляют от необходимости многократно повторять в тексте программы аналогичные фрагменты;

• улучшают структуру программы, облегчая ее понимание;

• повышают устойчивость к ошибкам программирования и непредвидимым последствиям при модификациях программы.

Очень важно понимать, что в подпрограммы выделяется любой законченный фрагмент программы. В качестве ориентиров просмотрите следующие рекомендации.

1. Когда Вы несколько раз перепишите в программе одни и те же последовательности команд, необходимость введения подпрограммы приобретает характер острой внутренней потребности.

2. Иногда слишком много мелочей закрывают главное. Полезно убрать в подпрограмму подробности, заслоняющие смысл основной программы.

3. Полезно разбить длинную спирограмму на составные части – пробито как книгу разбивают на главы. При этом основная программа становится похожей на оглавление.

4. Бывают сложные частные алгоритмы.

Полезно отладить их отдельно в небольших тестирующих программах. Включение программ с отлаженными алгоритмами в основную программу будет легким, если они оформлены как подпрограммы.

5. Все, что Вы сделали хорошо в одной программе, Вам захочется перенести в новые. Для повторного использования таких частей лучшие сразу выделять в программе полезные алгоритмы в отдельные подпрограммы.

Подпрограммы могут быть стандартными, т.е. определенными системой, и собственными, т.е. определенными программистом.

1.11 Рекурсия

Рекурсия (от латинского recursio - возвращение) – это такой способ организации вычислительного процесса, при котором процедура или функция в ходе выполнения составляющих ее операторов обращается сама к себе.

Для того, чтобы такое обращение не было бесконечным, в тексте подпрограммы должно быть условие, по достижению которого дальнейшего обращения не происходите. таким образом, рекурсивное обращение может включаться только в одну из ветвей подпрограммы.

В языке Паскаль нет никаких ограничений на рекурсивные вызовы подпрограмм, необходимо только понимать, что каждый очередной рекурсивный вызов приводит к образованию новой копии локальных объектов подпрограммы и все эти копии, соответствующие цепочке активизированных и не завершенных рекурсивных вызовов, сущеситивуют независимо друг от друга

Рекурсия достаточно широко применяется в программировании, что основано на рекурсивной природе многих матемаитиических алгоритмов. А также Вы должны знать, что любой рекурсивный алгоритм можно преобразовать в эквивалентный итеративный (то есть использующий циклические конструкции).

В больших и сложных программах иногда приходится заменить рекурсию на итерацию. Дело в том, что рекурсия связана с многократными вызовами процедур, а это несколько менее эффективно при выполинеинии по сравнению с использованием циклов. Однако рекурсивные версии программ, как правило, гораздо короче и нагляднее.

Рекурсия – это вывоз подпрограммой (процедурой или функцией) садимой асебия.

Рассмотрим построение рекурсивной функции на примере вычисления N!. При правильно организованной рекурсивной подпрограммы осуществляется многократный переход от некоторого текущего уровня организации алгоритма к низшему уровню последовательно до тех пор, пока не будет получено тривиальное решение поставленной задачи.

Глава 2. Постановка задачи

2.1. Выбор комплекса задач автоматизации и характеристика существующих бизнес-процессов

Школа создана для выполнения работ, оказания услуг в целях обеспечения реализации предусмотренных федеральными законами, законами города Москвы, нормативными правовыми актами Правительства Москвы, полномочий города Москвы в сфере образования.

Целями деятельности, для которых создана школа, являются:

  • формирование общей культуры личности обучающихся на основе усвоения обязательного минимума содержания общеобразовательных программ, их адаптация к жизни в обществе, создание основы для осознанного выбора и последующего освоения профессиональных образовательных программ, воспитание гражданственности, трудолюбия, уважения к правам и свободам человека, любви к окружающей природе, Родине, семье, формирование здорового образа жизни;
  • создание условий для реализации гражданами Российской Федерации гарантированного государством права на получение общедоступного и бесплатного общего образования всех ступеней, если образование данного уровня гражданин получает впервые.

Характеристика деятельности школы показана на рисунке 4.

Рисунок 1 Характеристика деятельности школы

Для достижения целей деятельности, школа осуществляет следующие основные виды деятельности (рисунок 5):

Рисунок 2 Декомпозиция

  • реализация основных общеобразовательных программ начального общего, основного общего, среднего (полного) общего образования, обеспечивающих дополнительную (углубленную) подготовку обучающихся по одному или нескольким предметам;
  • реализация основной общеобразовательной программы дошкольного образования;
  • реализация образовательной программы профессиональной подготовки;
  • реализация дополнительных общеобразовательных программ (научно-технической, спортивно-технической, культурологической, физкультурно-спортивной, туристско-краеведческой, эколого-биологической, военно-патриотической, социально-педагогической, социально-экономической, естественнонаучной, художественн-оэстетической направленности);
  • осуществление обучения и воспитания в интересах личности, общества, государства, обеспечение охраны здоровья и создание благоприятных условий для разностороннего развития личности, в том числе возможности удовлетворения потребности обучающегося в самообразовании и получении дополнительного образования;
  • использование и совершенствование методик образовательного процесса и образовательных технологий, в том числе с использованием дистанционных образовательных технологий;
  • предоставление специальных условий обучения детей с ограниченными возможностями здоровья, детей инвалидов;
  • разработка и утверждение образовательных программ и учебных планов;
  • разработка и утверждение рабочих программ учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей);
  • разработка и утверждение годовых календарных учебных графиков;
  • выявление обучающихся, находящихся в социальноопасном положении, а также не посещающих или систематически пропускающих по неуважительным причинам занятия, принятие мер по их воспитанию, получению ими образования в рамках реализуемых образовательных программ;
  • выявление семей, находящихся в социальноопасном положении, и оказание им содействия в обучении и воспитании детей;
  • материальнотехническое обеспечение и оснащение образовательного процесса, оборудование помещений в соответствии с государственными и местными нормами и требованиями;
  • организация работы групп продленного дня;
  • медицинская деятельность для реализации целей и задач Учреждения.

2.2. Характеристика информационного обеспечения по решаемой задаче

Изучение пожеланий по учебно-методическому процессу говорит о том, что необходимо уделять достаточно внимания проблеме создания учебных пособий и материалов, которые в рамках удаленного обучения разумнее иметь в электронном виде. Такой учебник доступен для применения и для самостоятельного обучения, и в процессе подготовки материала в аудиториях.

Сегодня имеет много прикладных и теоретических наработок в сфере создания электронных обучающих ресурсов. Разработчики часто отмечают вариативность практических наработок, а также частые вольные трактовки ЭУ. Это связано с тем, что сама задача внедрения УЭ может решаться разными технологиями и методиками.

Самые популярные определения представлены ниже.

ЭУ – это своего рода отдельная компьютерная система, которая включает в себя подготовленную и структурированную неким образом информацию для обучения и систему самостоятельных заданий для ее понимания и закрепления, а также скрипты учебной работы и поддерживающие их ПО, необходимые для самостоятельного изучения материала на ПК. По итогу, сам ЭУ включает не только данные, но и прикладные ПО, помогающие отслеживать знания и реализовывать тренинги по сценариям от создателей ЭУ.

Уделенное обучение включает в себя некий курс лекций, практических работ, а также тестов для оценки уровня усвоения знаний. Для анализа обобщенной результативности конкретного программного комплекса должно реализуется условие, когда итоги тестирований представлены в системе долгое время.

В рамках этого к мультимедийному комплексу есть ряд требований:

1.Определение пользователей, разделение прав к использованию ресурса.

Система внедрённых ID укажет роль и права доступа пользователя в процессе работы и просмотра данных.

2.Сохранение всего курса и доступ к ним.

Система обязана поддерживать совокупное хранение курса лекций, а также иметь нормальный инструмент доступа к ним, а в рамках роли пользователя права доступа могут быть разными.

3.Проверка всех участников.

Проверка пользователей для контроля полученных в рамках курса лекций и практикумов, имеющихся в системе.

4.Поддержка мультидоступа к системе.

Система обязана уметь одновременно обслуживать много пользователей, а также пользователей с различным уровнем доступа.

5.Выполнение поисковых запросов.

Все итоги поисковых запросов должны быть ревалентны – т.е. требуемая информация в запросе должна соответствовать семантически тому, что выдается по итогу.

6.Поддержка медиа файлов и контента.

Для полноты всех имеющихся данных нужно, чтобы система могла размещать фото и тексты лекций и заданий к практикумам.

7.Управление системой.

Суть управления:

• Контроль ролями пользователей – передача или изымание роли;

• Контроль контента в системе – корректировка, удаление или добавление;

• Корректировка структуры системы.

Сам проект – это уникальный процесс, в рамках реализации которого получается уникальный продукт. И вместо создания нового проекта с нуля, менеджер может применять обобщенную, отточенную на практике методику, скорректировав е для конкретной задачи. Чаще всего есть возможность выбора среди разнообразных исходных ЖЦ.

Системы управления обучением

Такие системы зачастую необходимы для контроля большого числа обучаемых. Часть из них ориентированы на применение в учебных заведениях (Blackboard, e-College или WebCT), часть на корпоративное обучение (Docent, Saba, Aspen). Их основной составляющей становится то, что они помогают контролировать обучение пользователей, сохранять их параметры, вести учет числа заходов на разные разделы сайта, указывать время, потраченное обучаемым, на выполнение каждой части курса.

CMS

Управление контентом электронных курсов помогает размещать электронные учебные материалы в различных форматах и управлять ими. Подобная система состоит из интерфейса и БД, содержащей образовательный контент.

Системы управления обучением и учебным контентом

Такие системы включают в себя возможность двух предыдущих и становится сейчас самыми перспективными в плане организации электронного обучения. Контроль большого потока обучаемых, возможность быстрого создания курсов и наличие других модулей помогает системам управления обучением и контентом решать задачи организации обучения в основных образовательных структурах.

Сейчас есть две основные ветки реализации систем электронного обучения:

• Корпоративные LMS\LCMS;

• Open-Source LMS\LCMS.

Корпоративные LMS\LCMS

Представляют собой коммерческие разработки, необходимые для применения в удаленном обучении, либо в процессе внедрения электронного обучения в учебном заведении. На отечественном рынке представлены следующие:

• “Битрикс: Управление сайтом” – CMS, широко распространенная и хорошо известная. Продукт поставляется в различных по мощности версиях, где основное отличие – набор модулей (возможностей). Но разработку дизайна сайта и его первоначальную настройку реализуют только профессиональные специалисты (PHP-программист). Сама система также очень требовательная к аппаратной мощности сервера.

• “NetCat” – в данный момент CMS представлена в версии 2.3, а первая была обнародована в далеком 1999 году. Эта CMS функциональна, удобна и проста в работе. Ко всем пакетам (исключая “Small Business”) предлагается квалифицированная ТП по горячей телефонной линии или другому удобному способу общения. В процессе создания сайта и (особенно сложного и многофункционального) необходимы знания программистов (PHP и MySQL).

• “inDynamic 2.3” – обширная и достаточно удобная CMS. Сайты, разработанные на основе этой системы, имеют ряд преимуществ перед большинством других (тут можно выделить только Amiro.CMS) в рамках поискового продвижения и раскрутки.

• “Amiro.CMS” – функциональная и сбалансированная CMS, имеющая множество положительных особенностей, среди которых и глубокий уровень контроля сайта через веб-интерфейс, повышенное юзабилити, хорошая поисковая оптимизация, доступная цена решений. К минусам относят то, что сайт на базе Amiro.CMS бывает проблемно перенести на другой хостинг.

• Система “Прометей” – ПО, позволяющее реализовать дистанционное обучение и тестирование слушателей, на также помогает управлять всей деятельностью виртуального учебного заведения, что влияет на быстрое внедрение дистанционного обучения и переходу к коммерческому использованию.

Поэтому в итоге делаем вывод, что:

• Сегодня массовое применение таких систем в Российских ВУЗах не представляется возможным из-за высокой стоимости и серьезных требований к мощности железа. Также коммерческие системы имеют лишь ограниченное число лицензий.

• Коммерческие системы имеют ограниченные возможности для модификации и масштабирования возможностей.

Студент при помощи LMS получает доступ к учебному порталу, выступающий начальной точкой для передачи учебного контента, определения оптимальных траекторий обучения в рамках проведенных заранее тестирований, применения дополнительных материалов.

Система контроля студентами состоит из задачи регистрации и разделения доступа пользователей к всему контенту и самой системе, объединения слушателей в группы для передачи им общих курсов и подготовки отчетности, координация преподавательскими и аудиторскими ресурсами. LMS также регулирует внедрение дополнительных элементов учебного процесса (практикумы, лабораторные, тестирование, совместная работа, предоставление ссылок на материалы и др.).

Вот уже несколько лет активно развивается еще один класс систем, которые имеют учебным материалом (Learning Content Management System, LCMS). В сравнении с LMS, эти системы опираются на задачи управления материалом учебных программ, а не самим процессом обучения, и направлены прежде всего не на менеджеров и студентов, а на создателей контента, специалистов по начальной подготовке курсов и руководителей учебных проектов. В базе LCMS лежит суть передачи содержания обучения в виде скомпонованных часто применяемых учебных объектов со некой выделенной аудиторией и конкретным контекстом применения. Исходя из мнения аналитиков, границу меж этими классами систем со таким идентичным названиям выделить все труднее: почти все производители систем LCMS заранее добавляют в них возможность группового управления обучением, а ведущие решения из ряда LMS также умеют управлять учебным контентом.

Бесплатные LMS\LCMS.

В рамках рассмотрения некоторых OpenSource систем LMS\LCMS были найдены такие: ATutor, Claroline, Dokeos, LAMS, Moodle, OLAT, OpenACS, Sakai. Основными параметрами выбора стали: уровень поддержки системы и мульти язычная платформа.

ATutor (http://www.atutor.ca/) является бесплатно распространяемой web-ориентированной системой контроля учебным контентом, реализованной с опорой на методику доступности и адаптивности. Админы программы могут обновить или установить Atutor всего за пару минут, подготовить персональные шаблоны визуализации системы. Преподаватели имеют возможность оперативного сбора, структурирования содержания учебного материала для выполнения занятий онлайн. Студенты взаимодействуют с гибкой, изменяемой средой обучения.

Claroline (http://www.claroline.net/) – платформа для реализации сайтов дистанционного обучения, разработанная с учетом требований преподавателей. Система создана в институте мультимедиа и педагогики в Католическом университете Лувена.

Dokeos (http://www.dokeos.com/) – инструмент для создания сайтов дистанционного обучения, базирующийся на ветке Claroline (версии 1.4.2.). Ветка является подобием свободно доступного ПО, реализованного для изменения приложения-оригинал в любом направлении.

Moodle (http://moodle.org/) – приложение, используемый при реализации онлайн-уроков и обучающих web-сайтов. Проект изначально задумывался для продвижения социально-конструктивистского подхода в процессе обучения.

Moodle подойдет для более классического стиля обучения, к примеру, для гибридного обучения, что переносит систему в некое дополнение к презентационному стилю преподавания.

Также система подойдет для реализации сайтов с мульти-язычным контентом.

По итогу, из описанного выше делаем такой вывод:

• Open Source системы помогают решать такие же задачи, что и коммерческие системы, но в первом случае пользователи могут доработать и адаптировать конкретную систему под свои потребности и текущий метод преподавания.

Анализ OpenSource LMS\LCMS

Результаты анализа представлены в 5

Таблица 1

Анализ OpenSource LMS\LCMS

ATutor

Claroline

Dokeos

LAMS

Moodle

OLAT

OpenACS

Sakai

Разрабатываемая ИС

Лицензия

GPL

GNU/GPL

GNU/GPL

Open Source

GNU

Open Source

GNU

ECL

нет

Количество пользователей

300

685

1000

100

130000

100

1000

5000

100

Структура

ядро+набор модулей

монолитная

ядро+набор модулей

монолитная

ядро+набор модулей

монолитная

модульная

ядро+набор модулей

ядро+набор модулей

Возможность расширения

Да за счет внешних модулей

зависит от разработчиков

Да за счет внешних модулей

зависит от разработчиков

Да за счет внешних модулей

зависит от разработчиков

зависит от разработчиков

Да за счет внешних модулей

Да за счет внешних модулей

Система тестирования

да

да

да

да

да

да

да

да

да

Система проверки знаний

тесты

тесты, упражнения

тесты

тесты

тесты, задания, семинары, активность на форумах

тесты, задания

тесты

тесты, задания, активность на форумах

тесты

Система отчетности

слабо развита

средне развита

средне развита

слабо развита

развита

слабо развита

слабо развита

развита

развита, постоянно развивается

Таким образом, из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

    1. современные тенденции развития рынка OpenSource LMS\LCMS направлены в сторону универсализации и увеличения функциональности систем.
    2. использование коммерческих систем управления электронным обучением не доступно большинству отечественных вузов по причине их высокой стоимости и необходимости продления лицензии на каждый учебный год.
    3. системы с открытым исходным кодом позволяют реализовать тот же набор возможностей, что и коммерческие с существенно меньшими затратами и большей эффективностью;
    4. общим недостатком системы является невозможность расширения без участия разработчиков.

Глава 3. Ключевые свойства системы и функциональные требования

3.1. Определение функциональных требований (дерево функций системы)

Основная функция, разрабатываемой информационной системы, сложна и требуют иерархического представления. Для более наглядного представления функции системы необходимо декомпозировать на составляющие его функции.

Представим основную функцию системы в дерева функций.

На рисунке 6. представлено дерево функций системы.

Рисунок 6 Дерево функций системы

Первый уровень представляет основную функцию разрабатываемой системы – учёт информации об обучаемых, занятиях, отчетности. Эту информацию можно условно разделить на две составляющие:

  • данные об обучаемых;
  • данные об отчетности.

Подфункция учета отчетности разделяется в соответствии с наименованиями типов отчетности, типов занятий и предметов . Подфункция работы со справочниками системы предполагает разделение на ввод данных, получение содержания справочника, редактирование и удаление записей в справочнике.

Служебные функции содержат функции настройки доступа к ИС, а также авторизационных данных

3.2. Требования к сценарию диалога пользователей с системой

Сценарии диалога системы приведен на рисунке 7 (для администратора) и на рисунке 8– для пользователя.

Рисунок 7. Сценарий диалога для администратора

Рисунок 8. Сценарий диалога для пользователя

Заключение

Информатизация образования связана с обеспечением условий для удовлетворённости граждан, общества и рынка труда в качественном образовании посредством реализации новых механизмов регулирования деятельности в сфере образования, обновления содержания и структуры образования, развития фундаментальности и практической направленности всех образовательных программ, реализации системы непрерывного образования.

Основным направлением информатизации отечественной системы образования, согласно принятым положениям государственной программы, должны быть:

• Информатизация управления образовательным процессом;

• Информатизация существующего учебно-методического обеспечения – внедрение IT в образовательные дисциплины, создание интегрированных занятий, проектная деятельность, применение ресурсов Интернет в процессе образования и т.п.;

• Информатизация в научно-исследовательской деятельности.

В результате появляется необходимость приведения содержания образования, применяемых технологий обучения, методик оценки его качества в соответствие с некоторыми требованиями нынешнего общества.

Как итог, появляется потребности в реализации средств обучения, которые отвечают современным дидактическим представлениям, целям системы образования и стремительно развивающимся IT-средствам.

Перед рассмотрением классификации образовательных электронных изданий, нужно рассмотреть имеющуюся классификацию электронных изданий вообще. Согласно ГОСТ 7.83, можно выделить издания нескольких типов:

• По наличию печатного аналога: электронный аналог печатного издания или самостоятельное печатное издание;

• По происхождению основных данных: тестовое электронное издание, изобразительное электронное издание, звуковое электронное издание, программа, мультимедиа-курс;

• По назначению: официальная версия, научно-популярное издание, производственно-практическое электронное издание, учебное пособие, рекламное издание, художественное издание;

• По методике распространения: локальное, сетевое, комбинированное;

• По варианту взаимодействия с читателем: детерминированное электронное издание или интерактивное электронное издание;

• По периодичности выхода: непериодическое электронное издание, сериальное издание, периодическое издание, продолжающееся издание, обновляемое издание;

• По структуре: однотомное или многотомное.

В результате проделанной работы произведено проектирование и разработка веб-приложения, позволяющего выполнять основные функции по учету успеваемости ученика.

В ходе работы определены основные направления информатизации образования, чем объясняется актуальность выбранной темы, определены основные функции разрабатываемого приложения, его архитектура, основные функции и выбраны средства разработки.

Разработка проводилась путем проектирования логической и физической моделей баз данных, проектирования основных запросов к ней, а также проектированием основных форм интерфейса. Также подробно описан порядок работы с приложением.

Использование разработанного приложения позволит родителям учеников изучать успеваемость своих детей, а педагогам – значительно снизить затраты на учет оценок.

Таким образом, задача дипломной работы выполнены, а цели – достигнуты.

Список использованной литературы

  1. Алекс Эллайн: C++. От ламера до программера (включая C++11), - М., Издательство: Питер, 2015 г., 480 стр.
  2. Аникеев С. П., Маркин Н.В.: Разработка приложений баз данных в Delphi. Самоучитель, - М.,Диалог-МИФИ, 2013 г., 160 с.
  3. Арнольд Виллемер: Программирование на С++, - М., Эксмо, 2013 г., 528 с.
  4. Брюс Тейт: Семь языков за семь недель. Практическое руководство по изучению языков программирования, - М., Издательство: ДМК-Пресс, 2014 г., 384 стр.
  5. Васвани В.А.: MySQL: использование и администрирование, СПб, Питер, 2011 г., 368 с.
  6. Васильев А.В: Самоучитель C++ с примерами и задачами, - М., Наука и Техника, 2015 г., 480 с.
  7. Вигерс, Битти: Разработка требований к программному обеспечению, - М., Издательство: BHV, 2014 г., 736 стр.
  8. Герберт Шилдт: С++ для начинающих, - М., Эком, 2011 г., 640 с.
  9. ГолощаповА. Р.: MicrosoftVisualStudio 2011, - М., BHV, 2011 г., 544 с.
  10. ГурвицГ.Е.: Microsoft Access 2011. Разработка приложений на реальном примере, - М., BHV, 2011 г., 424 с.
  11. Дейтел, Дейтел: Как программировать на Visual C# 2012. Включая работу на Windows 7 и Windows 8, - М., Питер, 2014 г., 864 с.
  12. Джо Майо: Самоучитель MicrosoftVisualStudio 2011, - М., BHV, 2011 г., 464 с.
  13. Исаев Г.А.: Информационные системы в экономике. Учебник, - М., Омега-Л, 2013 г., 462 с.
  14. Исаев Г.А.: Проектирование информационных систем. Учебное пособие, - М., Омега-Л, 2015 г., 424 с.
  15. ИэнГриффитс: Программирование на C# 5.0, - М., Эксмо, 2014 г., 1135 с.
  16. Курлов А.А, Петров Е.А.: Методология информационной аналитики, - М.,Проспект, 2014 г., 384 с.
  17. Мартынов Н.А: Программирование для Windows на С\С++. В 2-х томах, - М., Бином, 2013 г., 480 с.
  18. Ошероув Р.О: Искусство автономного тестирования с примерами на С#, - М., ДМК-Пресс, 2014 г., 360 с.
  19. Паттерсон, Хеннесси: Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систе- М. Классика ComputersScience, Спб Питер, , 2012 г., 784 с.
  20. Пирогов В.А.: Информационные системы и базы данных: организация и проектирование, - М., BHV, 2009 г., 528 с.
  21. Полубенцева - М. П.: С/С++ Процедурное программирование, - М., BHV, 2014 г., 432 с.
  22. Потопахин В.С.: Искусство алгоритмизации, - М., Издательство: ДМК-Пресс, 2014 г., 320 стр.
  23. Пугачев Е.К., Шериев Ш.К., Кичинский Е.А.: Разработка приложений для Windows 8 на языке C#, - М., BHV, 2013 г., 416 с.
  24. Роберт Дж. Мюллер, Проектирование баз данных и UML, - М., Лори, 2013 год, 432 с.
  25. Роберт Лафоре: Объектно-ориентированное программирование в С++, - М., Питер, 2013 г., 928 с.
  26. СурядныйА.Е.: Microsoft Access 2011. Лучший самоучитель, - М., Астрель, 2012 г., 448 с.
  27. Таненбаум А.А, Бос Е.В.: Современные операционные системы, Спб, Питер, 2015 г., 1120 стр
  28. Тахагхогхи, Вильямс: Руководство по MySQL, - М., BHV, 2011 г., 544 с.
  29. Тимофеев В. А: Самоучитель С++ как он есть, - М., Бином, 2009 г., 336 с.
  30. Тюгашев А. Е.: Языки программирования. Учебное пособие. Стандарт третьего поколения, - М., Издательство: Питер, 2014 г. 336 стр.
  31. Ховард, Лебланк, Виега: Как написать безопасный код на С++, Java, Perl, PHP, ASP.NET, - М., ДМК-Пресс, 2014 г., 288 с.
  32. Чистов Д.А: Экономическая информатика (для бакалавров). Учебное пособие, - М., Кнорус, 2014 г., 512 с.
  33. Эндрю Стиллмен: Изучаем C#, - М., Питер, 2014 г., 816 с.
  34. Энтони Молинаро, SQL. Сборник рецептов, - М., Символ-Плюс,2011 г., 672 с.
  35. Энтони Уильямс: Параллельное программирование на С++ в действии. Практика разработки многопоточных программ, - М., ДМК-Пресс, 2014 г., 672 с.