Одной из дисциплин, изучаемой студентами 1 курса бакалавриата различных направлений (в частности, «Электроэнергетика и электротехника», «Инноватика», «Информационная безопасность») является «Информатика». Изучение основ программирования является неотъемлемой составляющей данной дисциплины.
В ходе выполнения лабораторной работы на тему «Операторы цикла» студенты главным образом должны научиться разрабатывать программы в системе Турбо-Паскаль с использованием операторов цикла while, repeat и for.
Для проведения лабораторной работы было подготовлено методическое пособие, основанное прежде всего на учебных пособиях [1, 2]. Также при подготовке этого пособия был учтен опыт создания методических разработок на кафедре ИТАС ПНИПУ [3-8].
В первую очередь, студенты читают раздел данного пособия, называющийся «Краткие теоретические сведения», в котором изложены следующие аспекты, связанные с программированием на языке Турбо-Паскаль: 1) основные термины в области работы с циклами («циклический алгоритм», «итерация», «тело цикла» и т.д.); 2) цикл с предусловием while (формат оператора, алгоритм выполнения, примеры); 3) цикл с постусловием repeat (формат оператора, алгоритм выполнения, примеры); 4) цикл с параметром for (формат оператора, алгоритм выполнения, примеры); 5) рекомендации по использованию циклов; 6) процедуры передачи управления (break, continue и т.д.).
Изучение раздела методического пособия «Краткие теоретические сведения» во многом направлено на систематизацию студентом знаний, полученных на лекциях.
Далее студенты выполняют индивидуально по вариантам задания на компьютере, осваивая тем самым особенности написания в системе Турбо-Паскаль простейших программ с использованием операторов цикла.
Рассмотрим один из вариантов, включающий в себя 2 задания.
Задание №1. Написать на языке Турбо-Паскаль три различные программы для решения следующей задачи с помощью операторов while, repeat и for соответственно.
Даны натуральное число n и действительное число x. Вычислить:
Задание №2.Составить двумя способами (с использованием операторов while и repeat соответственно) программу вычисления значений функции 
на отрезке [a; b] с шагом h. Результат представить в виде таблицы, первый столбец которой – значения аргумента, второй – соответствующие значения функции:
.
Приведем пример выполнения задания №2, разобранный в методическом пособии.
Пример выполнения задания №2.
Рассмотрим пример выполнения данного задания для функции 
в случае использования оператора while.
На рис. 1 представлен пример выполнения данного задания в системе Турбо-Паскаль.
Рис. 1. Текст программы для примера выполнения задания №2
Рассмотрим особенности данной программы.
Переменные, соответствующие аргументу функции (переменная x), значению функции (f), границам отрезка (a и b) и шагу (h) объявлены в разделе описания переменных var и имеют вещественный тип real.
Исполняемые операторы программы располагаются между служебными словами begin и end.
C помощью процедур write выводятся подсказки пользователю о том, что необходимо ввести значения границ отрезка (a и b) и шага h. C помощью процедуры readln пользователю предлагается ввести значения соответствующих переменных.
Переменной x в качестве начального значения присваивается граница отрезка a.
Далее начинает выполняться оператор цикла while. Обратите внимание на условие цикла: x<=b. Это условие означает, что тело цикла будет выполняться, пока значение аргумента меньше или равно значению границы отрезка b.
Тело цикла содержит три оператора. В первом операторе вычисляется значение функции и присваивается переменной f. Второй оператор выводит на экран текущие значения переменных x и f. Третий оператор увеличивает значение переменной x на величину шага h.
После завершение цикла с помощью стандартной процедуры readln пользователю предлагается завершить выполнение программы, нажав клавишу «Enter».
При выполнении своего варианта заданий от студента требуется усовершенствовать программу следующим образом:
1) Следует учесть тот факт, что в программах на Турбо-Паскаль необходимо избегать проверки вещественных величин на равенство. Это связано с погрешностью представления вещественных значений в памяти. Вместо этого лучше сравнивать модуль разности чисел с некоторым малым числом. Для соблюдения этого требования измените условие цикла. В качестве точности можно использовать 1e-6.
2) Сделайте проверку, с помощью которой можно было бы исключить возможность деления на ноль.
3) С помощью цикла repeat организуйте проверку, чтобы значение h, вводимое пользователем, был больше нуля. Т.е., пользователь должен вводить значение h до тех пор, пока оно не станет больше нуля.
4) Использовать подходящий формат вывода для переменных x и f.
После выполнения заданий на компьютере студент должен оформить отчет, содержащий постановку каждого задания, тексты программ и результаты выполнения программ. Отчет в распечатанном виде студент должен защитить, ответив на вопросы преподавателя (аналогичные вопросам для самоконтроля, приведенным в методическом пособии).
Примеры вопросов для защиты отчета:
1) В каком случае алгоритм называется циклическим?
2) Что называется циклом?
3) Для чего используются операторы цикла в языке Турбо-Паскаль?
4) Что называется итерацией?
5) В чем заключается отличие цикла с предусловием от цикла с постусловием?
6) Что называется параметром цикла? В каком случае параметр цикла называется счетчиком?
7) Для чего предназначен оператор break?
8) Для чего предназначен оператор continue?
9) Дана последовательность операторов программы, записанной на языке Турбо-Паскаль:
a:=4;
b:=-3;
while (a>0) or not(b>=1) do
begin
a:=a-3;
b:=b+1;
y:=2*a+3*abs(b);
end
Переменные a, b и y имеют тип integer.
Какое значение примут переменные a, b и y после выполнения данной последовательности операторов?
10) Дана последовательность операторов программы, записанной на языке Турбо-Паскаль:
x:=9;
y:=-1;
repeat
y:=y+3;
x:=x-2;
until (x<=1) and (y>5);
Переменные x и y имеют тип integer.
Какое значение примут переменные x и y после выполнения данной последовательности операторов?
11) Дана последовательность операторов программы, записанной на языке Турбо-Паскаль:
x:=0;
y:=1;
for i:=2 downto 1 do
x:=x-5*i;
y:=3*x-2*y;
Переменные i, x и y имеют тип integer.
Какое значение примут переменные x и y после выполнения данной последовательности операторов?
По мере накопления опыта преподавания дисциплины «Информатика» организация данной лабораторной работы и соответствующее данной работе методическое пособие будут совершенствоваться.
Литература:
1. Семакин И.Г., Шестаков А.П. Лекции по программированию: Учебное пособие. Изд. 2-е, доп. – Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1998. – 279 с.
2. Программирование на языке высокого уровня Паскаль. Лекция 2: Управляющие операторы языка. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/628/484/lecture/6260. (Дата обращения: 22.08.2013).
3. Файзрахманов Р.А. Проектирование автоматизированных информационных систем на основе объектно-ориентированного подхода : учебное пособие / Р.А. Файзрахманов, А.В. Архипов ; Пермский государственный технический университет .— Пермь : Изд-во ПГТУ, 2011 .— 222 с.
4. Файзрахманов Р.А. Автоматизация научных исследований : учебное пособие / Р.А. Файзрахманов, И.Н. Липатов ; Пермский государственный технический университет. — Пермь : Изд-во ПГТУ, 2011. — 161 с.
5. Файзрахманов Р.А., Липатов И.Н. Цифровое моделирование случайного процесса с использованием формирующего фильтра // Вестник Ижевского государственного технического университета. – 2011. – №1 – С. 135-138.
6. Полевщиков И.С. Особенности разработки методического пособия на тему «Разбиение по эквивалентности и анализ граничных значений» (для студентов направлений «Информатика и вычислительная техника» и «Программная инженерия») // «Инновации в науке»: материалы XVIII международной заочной научно-практической конференции. Часть I. (25 марта 2013 г.); Новосибирск: Изд. «СибАК», 2013. - С. 64-68.
7. Полевщиков И.С., Кондратович М.А., Селиванова О.И. Разработка методического пособия на тему «Способ диаграмм причин-следствий» (для студентов и магистрантов направления «Информатика и вычислительная техника») // Педагогика и современность. – 2012. – №2 - М.: Издательство «Перо» – С. 79-84.
8. Теория вычислительных процессов: практикум / Р.А. Файзрахманов, Д.Б. Кузнецов, И.С. Полевщиков. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 107 с.
