Протокол №1 по програмиране – три задачи на С с блокови алгоритми: квадратно уравнение, калкулатор и разклонена функция

Готова курсова задача, при която програмата анализира друга програма. Тя чете чужд изходен код и преброява колко коментара и колко оператора съдържа той. Именно тази необичайна постановка отличава материала. Обичайните упражнения работят с числа или с текст; тук предмет на обработка е самият език за програмиране. Материалът обхваща единадесет страници и съдържа условието и пълния изходен код. Условието изисква четири различни режима на работа, изброени изрично. Те се получават от съчетаването на два избора — откъде се чете и къде се извежда резултатът. Поставено е и допълнително изискване решението да бъде разделено на отделни функции. Именно това разделяне е основното достойнство на решението. Обявени са седем функции, всяка с точно определена задача, а главната програма съдържа само едно извикване. Средището е функцията за разпознаване. Тя получава един ред и проверява за наличие на десетки различни знаци и съчетания — от четирите основни аритметични действия до съставните присвоявания и логическите връзки. Особено внимателна е обработката на случаите, при които един и същи знак може да означава различни неща. Предвидено е разграничаването между деление и начало на коментар, между присвояване и сравнение, между събиране и увеличаване с единица. Отделна функция извежда двата резултата, а четири други изпълняват по един от режимите. Особено полезна е проверката на името на файла. Програмата не приема каквото и да е име, а изисква то да завършва с определено разширение, като задава въпроса отново, докато условието не бъде изпълнено. Менюто е оформено с рамка от знаци и изброява пет възможности, включително изход от програмата. Четенето от файл е организирано по редове, както изисква условието, а при въвеждане от клавиатурата е предвиден начин за указване на края. Кодът е обявен изцяло преди определенията на функциите, което позволява те да се извикват в произволен ред. Преподавателят получава готова курсова работа, годна за мерило при проверка, а отделните функции вършат работа и поединично като задачи в час. Студентът получава завършено решение с ясно разделение на подзадачи — образец за това как се строи по-голяма програма, а не отделно упражнение.

Не само условия, а и решения. Към задачите за изпит са приложени девет сканирани листа с ръкописни решения, в които всяка стъпка от преобразуването се вижда така, както се пише на изпит. Задачи за изпит по АСЛС с решения. Материалът се състои от две части. Първата е самият изпитен лист с условията, оформен с полета за имена, група и номер, точно както се раздава на изпит. Втората са сканираните решения на ръка. Условията обхващат петнадесет задачи, подредени в няколко ясно обособени типа. Първият тип изисква най-проста двустъпална реализация на схема, зададена графично чрез две изходни функции и три входни променливи. Вторият тип е най-многоброен и изисква реализация на зададена функция само с три входови логически матрици. Функциите са дадени чрез номерата на конституентите, като всяка от тях е върху пет променливи, което прави задачата сериозна още на етапа на минимизацията. Третият тип изисква реализация само с три мултиплексора, а четвъртият е върху реализация с дешифратор с минимален брой входове. Петият тип поставя ограничение върху елементната база и изисква най-проста реализация само с определени логически елементи, включително елемент за сума по модул две. Шестият тип е обърнат по логика: вместо да се реализира функция по зададени конституенти, се иска да се състави карта по схема, която вече е дадена. При тези задачи схемата е изчертана с дешифратор и мултиплексор и изрично е уточнено кой вход е младши и коя променлива е старша, което е решаващо за правилния отговор. Решенията покриват четиринадесет от задачите и са разположени на девет листа. При част от тях на един лист са събрани по няколко задачи от един и същи тип. Стойността им е в пълнотата. При задачите за минимизация се виждат всички междинни преобразувания на израза ред по ред, прилагането на правилата, попълнените карти с отбелязаните обединения и получената минимална форма, а накрая и начертаната схема с елементите. При задачите с логически матрици са изчертани самите матрични структури с точките на свързване. При обърнатите задачи е съставена пълната таблица на истинност с всички комбинации и от нея е попълнена картата. На едно място в решенията има и червена бележка на проверяващия, от която личи къде точно се допуска типична грешка. За преподавателя: готов набор от условия по шест различни типа задачи, подходящ за съставяне на изпитен вариант или за упражнение. Решенията служат за сверяване, а бележката на проверяващия показва често срещан пропуск. За студента: условия и решения на едно място, с видими междинни стъпки, а не само с крайни отговори. Подходящ за подготовка за изпит, за упражняване на минимизацията, за самопроверка и за ориентир какво точно се очаква да бъде начертано.

Комплект, който не се чете от кора до кора, а се отваря при нужда. Всеки от тридесет и петте файла решава една конкретна задача и се използва в мига, в който тя е зададена. Материалите вървят по трудност и повтарят пътя на един семестър – от най-простото пресмятане до алгоритми, които се преподават чак в края на курса. Първото равнище е за начинаещи. Тук са задачите, при които програмата чете няколко числа и извежда резултат: работа по формула, избор между стойности, извеждане на отделна цифра, повторение чрез цикъл. Всяка от тях е кратка и е подходяща за първите часове, когато езикът още се усвоява. Второто равнище е работата с масиви и заема почти една трета от целия комплект. Едномерните са застъпени с четири решения, а двумерните – с осем, което е сериозна разлика. Причината е ясна: двумерните затрудняват най-много, а тук са покрити всички обичайни случаи, включително обхождане по диагонал и по периметър, преминаване между двата вида масиви и една задача с многосъставно условие. Третото равнище е рекурсията – единадесет решени задачи, най-голямата група в комплекта. В нея са всички класически примери, които се падат на изпит, а също и няколко проверки върху число, масив и редица. Достатъчно е ученикът да прегледа тази папка, за да види как една и съща идея работи в различни случаи. Четвъртото равнище са трите пълни упражнения. Първото събира алчните алгоритми, работата с низове и цяла поредица от методи за сортиране, всеки с име и с готов код. Второто е за двоичните дървета, графите и построяването на оптимално дърво. Третото е теоретично и разглежда вероятностните алгоритми по видове, с примери и с раздел за генераторите на случайни числа. Именно тези три файла отличават комплекта от обикновена сбирка със задачи: те дават теорията, върху която стъпват най-трудните теми. Оформлението е еднакво навсякъде: условие с едно изречение, после пълен изходен код, готов за компилиране. Езикът е един и същ през целия комплект, а стилът на писане не се променя от файл на файл – което улеснява четенето на чужд код. За преподавателя това е готов набор за упражнения през целия семестър. Файловете се раздават поединично или по теми, без нужда от подготовка, а трите упражнения вършат работа като материал за лекция. За студента ползата е в подредбата по трудност: подготовката може да върви от началото към края или да започне направо от темата, която предстои да се изпитва. Готовият код служи за образец при писане на собствено решение по курсова задача.

Материал, който събира пет различни начина за подхождане към една задача и показва защо всеки от тях се появява там, където предходният се проваля. Именно тази последователност държи изложението. Всеки нов подход не е представен сам за себе си, а като отговор на недостатък на предишния — така се вижда логиката, по която са възникнали. Темата обхваща основните подходи в проектирането на алгоритми и е събрана на седем страници. Първата част е за разделянето на подзадачи. Тя започва с трите стъпки на метода, а после веднага минава към конкретен пример — умножение на две многоразредни числа. Именно този пример е най-силната част. Показано е как обичайният начин изисква определен брой умножения, как едно преобразуване спестява едно от тях и как оттам сложността пада. Изводът е проверен и с числа — две четириразредни числа, при които се брои колко умножения излизат по всеки от двата начина. Следва пълното извеждане на общата зависимост. То минава през няколко последователни замествания и завършва с разглеждане на три случая според съотношението между два параметъра. При всеки случай е получена отделна оценка. Втората част въвежда следващия подход и обяснява кога предходният не върши работа — когато броят на подзадачите зависи от размера на входа. Третата част е за търсенето с връщане назад. Тя стъпва изцяло на една задача — пресичане на пустиня с ограничен запас от гориво. Задачата е решавана постъпателно, като на всяка стъпка се пита къде трябва да стои поредният склад, а отговорът за предходния се използва при следващия. Особено ценен е този начин на изложение. Читателят не получава готова формула, а върви заедно с разсъждението, докато решението се самоизгради. Четвъртата част е за постъпателните алгоритми, разгледани чрез две различни разграничения, а после и чрез задача за връщане на пари, представена в номерирани стъпки. Петата част е за вероятностните алгоритми. Разграничени са от обичайните, обяснено е кое ги прави такива, а после са изброени три техни разновидности. Приведена е и формула за получаване на случайни числа, следвана от примерна програма. Материалът съдържа три чертежа и множество изрази, а на места е даден и код. За преподавателя това е готова опора за няколко часа, при която всяка част върши работа и поединично. Студентът получава петте подхода на едно място, с по един разработен пример при всеки.

Протокол с три задачи и три работещи програми към тях. Не описания на алгоритми с думи, а готов код, който се компилира и върши работа. Протокол номер три по дисциплината Програмиране и използване на компютри върху едномерни масиви на езика С. Какво съдържа Три задачи, всяка с изписано условие и с пълна програма непосредствено под него. Първата задача е и най-обемната. Иска се въвеждане на стойности в целочислен масив от клавиатурата, извеждане на съдържанието му и след това обработка по условие: намиране на най-голямата стойност и заменяне на всички елементи с нула или единица според това как се съотнасят с половината от нея. В условието е поставено и допълнително изискване въвеждането да се реализира по три различни начина за достъп до елементите. Втората задача е класическа: пренареждане на масива в обратен ред, при което първият елемент отива на мястото на последния, вторият на мястото на предпоследния и така нататък, с извеждане на резултата след обработката. Третата задача надгражда първата. Иска се не само стойността на най-големия елемент, но и неговият индекс, тоест мястото му в масива. Как е написан кодът Просто и четливо, без излишни конструкции. Използват се само основни средства на езика: масив с фиксиран размер, цикъл за въвеждане, цикъл за извеждане и цикъл за обработката. Няма функции, няма динамична памет, няма нищо, което да отклонява вниманието от самата задача. Във всяка програма се вижда един и същи работен ред: въвеждане, проверка чрез извеждане, обработка, повторно извеждане. Това е добра дисциплина, която си струва да се усвои, защото при по-сложни задачи позволява грешката да се открие веднага. Полезни решения При търсенето на най-голямата стойност е използван похватът, при който първият елемент се приема за максимален в самото начало на цикъла, вместо да се задава произволна начална стойност. Това предпазва от грешка при масиви само с отрицателни числа и е от нещата, които се запомнят веднъж и се използват винаги. При обръщането на масива размяната е направена през спомагателна променлива, с едновременно движение на двата индекса един срещу друг и с правилно изчислен брой стъпки. Това е решение, което мнозина не улучват от първия път. При третата задача се вижда как с едно-единствено допълнение в същия цикъл се запомня не само стойността, но и позицията ѝ, без да е нужно второ обхождане на масива. За учащия: три готови програми по типични задачи върху масиви, подходящи за подготовка на собствен протокол, за преговор преди изпит, за сверяване на собствено решение и като отправна точка за по-сложни задачи. Кодът може да се пренапише с други размери и други условия за обработка, без логиката да се променя. За преподавателя: готови условия с решения, по които лесно се съставят варианти с друга обработка или с друг размер на масива. Първата задача е подходяща и за разговор за трите начина за достъп до елементите на масив.

Два типа задачи, решени докрай и по едни и същи пет точки. Точно онова, което се пита на контролно, и точно в реда, в който се пита. Решени задачи по дисциплината Сигнали и системи върху цифрови филтри, в ръкописен вид. Какво съдържа Девет страници ръкописен текст, разделени на две части. Първата част са работни записки от занятие, посветено изцяло на решаването на задачи преди контролно. Там двата типа задачи са разгледани последователно, с всички междинни стъпки, с бележки встрани и с ограждания на важните места. Втората част са същите две задачи, преписани на чисто и подредени. Там решението е по-четливо, с ясно обозначени точки и с рамкирани крайни резултати. Това двойно присъствие е голямо предимство: първо се вижда как се стига до решението, с всички колебания и обяснения по пътя, после как трябва да изглежда то, когато се предава на лист. Двата типа задачи Първият тип тръгва от зададено уравнение в рекурсивен вид. Търсят се пет неща: трансферната функция, честотната характеристика, изразите за амплитудно-честотната и фазочестотната характеристика, проверка за устойчивост и накрая структурна схема и канонична форма. Вторият тип тръгва от обратното: дадена е трансферната функция и първо се иска да се възстанови уравнението, след което се минава през същите пет точки. Така двете задачи покриват двете посоки, в които темата може да бъде поставена на изпит. Как е показано решението Стъпка по стъпка, без прескачане на междинни преобразувания. При трансферната функция са показани всички преобразувания до крайния вид и са отделени коефициентите, записани в отделна рамка. При честотната характеристика е направена замяната, разложена е показателната функция и изразът е доведен до вид с ясно отбелязани реална и имагинерна част, означени с букви. Оттам изразите за двете характеристики се получават направо по готовите формули, които също са изписани. При устойчивостта е показано как от знаменателя се стига до квадратно уравнение, как се намират корените и как те се нанасят спрямо единичната окръжност. Начертани са и самите чертежи, а изводът е ограден. Двете задачи дават различен отговор, което е много полезно: в единия случай филтърът е устойчив, в другия не е. При последната точка са начертани и структурната схема, и каноничната форма, с всички закъснителни елементи, усилватели и суматори, с изписани коефициенти. Отбелязана е и разликата между двете схеми по брой елементи, което обикновено е и въпросът, който се задава допълнително. Всички чертежи са направени на ръка, но са ясни и се четат без затруднение. За учащия: готов образец за решаване на задачи от този тип, с показан ход и с начертани схеми. Подходящ за подготовка за контролно, за преговор преди изпит, за сверяване на собствено решение и за самопроверка. За преподавателя: готови примери за двата начина на поставяне на задачата, по които лесно се съставят собствени условия с други коефициенти.