Питон- язык программирования. Питон составитель Соглаева С.А.. Правила выполнения арифметических действий с десятичными числами. Что такое алгоритм

• Название: Правила выполнения арифметических действий с десятичными числами. Что такое алгоритм
• Анкор: Питон- язык программирования
• Дата: 03.05.2022
• Размер: 1.3 Mb.
• Имя файла: Питон составитель Соглаева С.А..pptx
• Тип: Правила; #509120

Основы языка

Python

Составитель:

учитель информатики

МБОУ СОШ №22

Соглаева С.А.

Происхождение слова «алгоритм» связывают с именем учёного аль-Хорезми (перс. [al-Khwārazmī]), который описал десятичную систему счисления (придуманную в Индии) и предложил правила выполнения арифметических действий с десятичными числами.

Что такое алгоритм?

Алгоритм — это точное описание порядка действий, которые должен выполнить исполнитель для решения задачи.

Здесь исполнитель – это устройство или одушевленное существо (человек), способное понять и выполнить команды, составляющие алгоритм.

Что такое алгоритм?

Например, рецепт приготовления какого-либо блюда можно считать алгоритмом. На уроках русского языка, выполняя разбор слова или предложения, вы тоже действуете по определенному алгоритму. Много различных алгоритмов в математике.

Что такое алгоритм?

В информатике рассматривают только формальных исполнителей, которые не понимают (и не могут понять) смысл команд. К этому типу относятся все технические устройства, в том числе и компьютер.

Каждый формальный исполнитель обладает собственной системой команд. В алгоритмах для такого исполнителя нельзя использовать команды, которых нет в его системе команд.

Что такое алгоритм?

Свойстваалгоритма

• Дискретность — алгоритм состоит из отдельных команд (шагов), каждая из которых выпол-няется ограниченное время.
• Детерминированность (определенность) — при каждом запуске алгоритма с одними и теми же исходными данными должен быть получен один и тот же результат.
• Понятность — алгоритм содержит только команды, входящие в систему команд исполнителя, для которого он предназначен.

Свойства алгоритма

• Конечность (результативность) — для корректного набора данных алгоритм должен завершаться через конечное время с вполне определенным результатом (результатом может быть сообщение о том, что задача не имеет решений).
• Корректность — для допустимых исходных данных алгоритм должен приводить к правильному результату.
• Массовость – алгоритм, как правило, предназначен для решения множества однотипных задач с различными исходными данными.

Эти свойства не равноправны.

Дискретность, детерминированность и понятность – фундаментальные свойства алгоритма, то есть ими обладают все алгоритмы для формальных исполнителей.

Остальные свойства можно рассматривать как требования к «правильному» алгоритму.

Свойстваалгоритма

Способы записи алгоритмов

Алгоритмы можно записывать разными способами:

• на естественном языке, обычно такой способ применяют, записывая основные идеи алгоритма на начальном этапе;
• на псевдокоде, так называется смешанная запись, в которой используется естественный язык и операторы какого-либо языка программирования; в сравнении с предыдущим вариантом такая запись гораздо более строгая;

Способы записи алгоритмов

• в виде блок-схемы (графическая запись);
• в виде программы на каком-либо языке программирования.

Из всех перечисленных здесь способов мы будем использовать запись алгоритма в виде программы на языке Python.

Языки программирования — это формальные языки, предназначенные для записи алгоритмов, исполнителем которых будет компьютер. Записи алгоритмов на языках программирования называются программами.



Как и люди, компьютеры «говорят» на разных языках, только языки эти — компьютерные. Компьютерный язык служит для того, чтобы переговариваться с компьютером, используя команды, понятные и компьютеру, и человеку.



Языки программирования

Некоторые языки программирования названы

• в честь людей (например, Ада и Паскаль),
• другие названия являются простыми акронимами, то есть аббревиатурой (к примеру, BASIC — от англ. Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code, универсальный код символических инструкций для начинающих),

Языки программирования

• и уж совсем немногие языки названы в честь телевизионных шоу — как Python.

Языки программирования

«Мо́нти Па́йтон» — комик-группа из Великобритании, состоявшая из шести человек. Благодаря своему новаторскому, абсурдистскому юмору участники «Монти Пайтон» находятся в числе самых влиятельных комиков всех времён.

О да, язык программирования Python (произносится «Пайтон», с ударением на первый слог, хотя имейте в виду, что в России многие называют язык просто «питон») получил свое имя благодаря телешоу «Летающий цирк Монти Пайтона», так что змея питон здесь вовсе ни при чем.

Гвидо ван Россумом в 1991 году работал над распределенной ОС Амеба. Ему требовался расширяемый язык, который бы обеспечил поддержку системных вызовов. За основу были взяты ABC и Модула-3.

Гвидо ван Россум

Языки программирования

С тех пор Python развивался при поддержке тех организаций, в которых Гвидо работал.

Особенно активно язык совершенствуется в настоящее время, когда над ним работает не только команда создателей, но и целое сообщество программистов со всего мира. И все-таки последнее слово о направлении развития языка остается за Гвидо ван Россумом.

Среди разработчиков Python Гвидо известен как «великодушный пожизненный диктатор» (BDFL) проекта, это означает, что он продолжает наблюдать за процессом разработки Python, принимая окончательные решения, когда это необходимо.

Языки программирования

Гвидо ван Россум

Двадцать лет Java и C крепко держались за 1−2 место в рейтинге и время от времени менялись местами. Но в октябре 2021 года их обошёл Python.

Рейтинг Tiobe за октябрь 2021 года

Tiobe – это рейтинг языков программирования, созданный в 2001 году как небольшой проект-хобби. Его суть заключается в том, чтобы показать пользователям, какие языки пользуются спросом.

Языки программирования

Python – язык программирования высокого уровня, предназначенный для самого широкого круга задач

С его помощью можно:

• обрабатывать различные данные,
• создавать изображения,
• работать с базами данных,
• разрабатывать Web-сайты.

Python используется

в таких проектах как:

Python – это интерпретируемый язык программирования с динамической типизацией данных, поддержкой объектно-ориентированного программирования для создания программ самого разнообразного назначения.

Системы программирования — это средства для создания новых программ.

Языки программирования

Python – интерпретатор!

program Hello;

begin

write('Привет!')

end.

1010010100

privet.exe

• Интерпретатор — сам выполняет программу по частям (по одному оператору

• Транслятор — это программа, которая переводит тексты программ, написанных программистом, в машинные коды (команды процессора).

Языки программирования

Чтобы установить Python в операционной системе Microsoft Windows, нужно скачать программу-установщик с сайта www.python.org . Запустить скачанный файл, отметить флажок Add Python 3.8 to PATH, нажать Install Now.

Интерпретатор Python может работать в двух режимах: • в командном режиме (введённая команда сразу выполняется); • в программном режиме (программа записывается в файл с расширением .py и при запуске выполняется целиком).

Интерпретатор запускается в меню Пуск → Программы → Python 3.8 → IDLE. В открывшемся окне Python Shell символы >>> означают приглашение ввести команду, ввод команды завершается нажатием клавиши Enter. На следующей строке отобразится результат.

Пример работы в командном режиме

Язык Python

Язык Python

Для создания файла с программой в меню File нужно выбрать New File. В открывшемся окне набрать текст программы (скрипт), сохранить его под каким-нибудь именем в меню File → Save As, запустить на выполнение в меню Run → Run Module или нажав клавишу F5.

Результат работы программы отобразится в окне Python Shell.

Пример работы в программном режиме

Ссылка на Python для Windows https://disk.yandex.ru/d/Zhw4r7SaBjJNFQ

Язык Python

Более удобной является работа в IDE – интегрированной среде разработки. Простой и русифицированной средой разработки является Geany. Её можно скачать с сайта www.geany.org. При сохранении файла расширение .py надо добавлять самому. Запуск программы на выполнение командой Выполнить или клавишей F5. Результат работы программы отобразится в отдельном консольном окне.

Пример работы в среде Geany

Алфавит языка Python (набор допустимых символов) состоит из букв латинского алфавита (причём заглавные и строчные буквы различаются), цифр и специальных знаков (знаков препинания, арифметических и других). Русские буквы могут использоваться только при выводе текста на экран и в комментариях к программе.

Служебные слова – цепочки символов, имеющие фиксированное смысловое значение.

Величины в программе представлены в виде констант и переменных.

Алфавит и словарь языка

Общие сведения о языке программирования Python

Константы – величины, не изменяющие своего значения при выполнении программы.

Переменные – величины, которые могут изменять свое значение при выполнении программы. Каждая переменная имеет имя, тип и значение.

Имя переменной (идентификатор) – любая отличная от служебных слов последовательность латинских букв, цифр и символа подчеркивания "_", не может начинаться с цифры.

N, N1, massa, massa_tela - правильно;

1N, масса, massa tela – неправильно.

Значения переменных хранятся в ячейках оперативной памяти.

Тип переменной определяет способ хранения данных в памяти компьютера и допустимые операции над ними.

Основные типы данных в языке Python

Название	Обозначение	Допустимые значения
Целочисленный	int («integer»)	Сколь угодно большие целые числа, размер ограничен оперативной памятью
Вещественный	float («floating point»)	Любые числа с дробной частью (с плавающей точкой)
Строковый	str («string»)	Произвольная последовательность символов из таблицы Unicode
Логический	bool («boolean»)	False («Ложь») или True («Истина»)

Общие сведения о языке программирования Python

Язык Python

Целая часть числа от дробной отделяется точкой.

Строковое значение заключается в двойные или одинарные кавычки.

Тип переменной определяется автоматически в момент присваивания ей значения и может изменяться по ходу выполнения программы.

Выражения и операции

Выражение – это конструкция, возвращающая значение некоторого типа.

Простыми выражениями являются переменные и константы. Сложные выражения строятся из простых с помощью операций, функций и скобок. Данные, к которым применяются операции, называются операндами. Используется линейная форма записи выражений (в одну строку).

Арифметические операции

Операция	Обозначение	Пример
Сложение	+	3 + 4 = 7
Вычитание	-	7 - 2 = 5
Умножение	*	2 * 2 = 4
Деление	/	8 / 2 = 4
Целочисленное деление (div)	//	9 // 2 = 4
Остаток от деления (mod)	%	9 % 2 = 1
Возведение в степень	**	2 ** 3 = 8

Выражения и операции

Логические выражения могут содержать величины или выражения, которые сравниваются между собой с помощью операций сравнения.

Логическое выражение может принимать лишь два значения: «истина» или «ложь».

Операции сравнения

Операция	Символы	Пример
равно	==	x == 0
не равно	!=	x != 0
больше	>	x > 0
меньше	<	x < 0
больше или равно	>=	x >= 0
меньше или равно	<=	x <= 0

Выражения и операции

Приоритет выполнения операций:

1) операции в скобках; 2) возведение в степень; 3) умножение и деление (в том числе // и %); 4) сложение и вычитание. Операции одинакового приоритета выполняются в порядке записи слева направо.

Если выражение слишком длинное и не помещается в одной строке, необходимо заключить всё выражение в скобки (перенос внутри скобок разрешён).

(a+b)*h/2

1

2

3

v+a*t**2/2

1

2

3

4

Например:

Оператор (команда) присваивания

Оператор присваивания записывает в переменную, имя которой находится слева от знака «=» значение выражения, находящегося справа. Старое значение переменной при этом стирается.

Общий вид оператора:

<имя переменной> = <выражение>;

a = 5

b = a

c = a+b

c = c+1

Например:

a

b

c

5

5

11

Запись оператора:	Равносильная запись:
a, b = 0, 1	a = 0 b = 1
a = b = 0	a = 0 b = 0

В памяти компьютера:

В языке Python допускается множественное присваивание:

Оператор вывода

Вывод данных из оперативной памяти на экран осуществляется с помощью оператора (функции) вывода print («печатать»):

print(<выражение1>, <выражение2>, ..., <выражениеN>)

• На экран выводятся значения переменных и выражений, строковые значения выводится на экран без кавычек.
• Выводимые значения разделяются пробелом (по умолчанию).
• После выполнения оператора происходит автоматический переход на новую строку.

Например:

print ("Масса равна", m, "кг")

Для m=15 на экране появится:

Масса□равна□15□кг

Здесь и далее символом □ обозначен пробел.

Оператор вывода

• Вместо пробела можно использовать другие символы в качестве разделителя, указав их после слова sep («separator»).
• Чтобы убрать переход на новую строку после выполнения оператора, используется параметр end.

Нужный вариант вывода	Оператор	На экране
По умолчанию	print (1, 20, 300)	1□20□300
Без разделителя	print (1, 20, 300, sep="")	120300
Через запятую и пробел	print (1, 20, 300, sep=", ")	1,□20,□300
Каждое с новой строки	print (1, 20, 300, sep="\n")	1 20 300
Без перехода на новую строку	print (1, end="") print (20)	120

Формат вывода

Форматный вывод с помощью символьной строки позволяет задать количество позиций на экране, занимаемых выводимой величиной.

• В фигурных скобках задается формат вывода очередного элемента.
• Для целых чисел указывается количество позиций, отводимых на число.
• Если цифр в числе меньше, слева от числа выводятся пробелы.
• Для вещественного числа указываются два параметра:

1) общее количество позиций, отводимых под число;

2) количество позиций в дробной части числа: (□ - обозначение пробела)

d-целое число (int) ,

f–вещественное (float)

e -экспоненциальный формат.

Оператор вывода

Фрагмент программы	На экране
print ("{:3}{:3}{:3}".format(13, 7, 22))	□13□□7□22
a = 7 print ("{:4d}{:4d}".format(a, a*a))	□□□7□□49
a = 1/3; b = 1/9 print ("{:7.3f}{:7.4f}".format(a, b))	□□0.333□0.1111
a = 1/3 print ("{:10.3e}".format(a))	□3.333e-01

Оператор ввода

Для ввода значений переменных с клавиатуры в процессе выполнения программы используется оператор (функция) ввода input («ввод»):

<имя_переменной> = input()

При выполнении оператора:

• компьютер переходит в режим ожидания данных;
• пользователь вводит с клавиатуры данные в виде строки символов;
• для завершения ввода пользователь нажимает клавишу Enter;
• введенная строка записывается в указанную переменную.

Оператор ввода

Если вводится не строка, а число, необходимо выполнить преобразование типов с помощью функций int (для целых) и float (для вещественных).

Например:	На экране:
print("Введите слово и два числа:")	Введите слово и два числа:
x = input()	Ноль
y = int(input())	1
z = float(input())	2
print(x, y, z)	ноль 1 2.0

Оператор ввода

Можно в скобках указать текст подсказки для пользователя.

Пример:	На экране:
x = input("Введите слово: ")	Введите слово: ноль
y = int(input("Введите целое число: "))	Введите целое число: 1
z = float(input("Введите вещественное число: "))	Введите вещественное число: 2
print (x, y, z)	ноль 1 2.0

Оператор ввода

Можно в одной строке ввести несколько значений через пробел. Для этого используется функция split («расщепить»). Затем данные необходимо преобразовать к нужному типу по отдельности.

Пример программы:	На экране
a, b, c = input("Введите a, b, c через пробел: ").split()	Введите a, b, c через пробел: 1 2 3
a, b, c = int(a), int(b), int(c)
print (a, b, c)	1 2 3

Оператор комментария

Используется для включения в программу любых пояснений, предназначенных человеку.

Комментариями считается любой текст после символа # до конца строки. При выполнении программы комментарии игнорируются.

Пример программы:	На экране:
# Длина окружности и площадь круга
r = float(input("Введите радиус: "))	Введите радиус: 10
c = 2*3.14*r # длина окружности
s = 3.14*r**2 # площадь круга
print ("c=", "{:7.3f}".format (c))	c= 62.80
print ("s=", "{:7.3f}".format (s))	s= 314.00

Стандартные функции

Функции имеют определенное имя и один или несколько аргументов в скобках. Функция возвращает свое значение в то место программы, из которого она вызывается.

Некоторые стандартные функции, встроенные в ядро языка Python

Функция	Назначение	Тип аргумента	Тип результата
abs(x)	абсолютная величина (модуль числа x)	int, float	как у аргумента
int(x)	преобразование вещественного числа к целому значению (отбрасывание дробной части)	float	int
round(x)	округление вещественного числа до заданного количества знаков после точки (по умолчанию – до ближайшего целого)	float	int, float

Стандартные функции

Большинство стандартных функций языка Python разбиты на группы по назначению, каждая группа записана в отдельном файле, который называется модулем. Подключение модуля осуществляется командой import.

Например:

# подключаем все функции из модуля math

from math import *

Стандартные функции модуля math

Функция	Назначение	Тип аргумента	Тип результата
sqrt(x)	квадратный корень из x	int, float	float
sin(x)	синус угла x в радианах	int, float	float
cos(x)	косинус угла x в радианах	int, float	float

Стандартные функции

После подключения модуля к его функциям можно обращаться так же, как к встроенным. Например:

(-b + sqrt(b**2 – 4*a*c))/(2*a)

1

2

3

4

5

6

7

8

Можно подключать не все функции, а только необходимую. Например:

# подключаем функцию randint() из модуля random

from random import randint

Стандартные функции модуля random

Функция	Назначение	Тип аргумента	Тип результата
random()	случайное число из полуинтервала [0, 1)	―	float
randint(a, b)	случайное число из отрезка [a, b]	int	int

Стандартные функции

Пример со стандартными функциями:	На экране:
# Стандартные функции
a = 3.56
print (a)	3.56
print (round(a))	4
print (round(a, 1))	3.6
print (int(a))	3
b = 16
print (sqrt(b))	4.0
from random import randint
x = randint(1, 10)
y = randint(1, 10)
z = randint(1, 10)
print (x, y, z)	2 10 8

Задача 1

Составить программу, меняющую местами значения двух переменных

# Обмен значений переменных

# Классическое решение

a = int(input("a= "))

b = int(input("b= "))

t = a # временная переменная

a = b

b = t

print ("a=", a)

print ("b=", b)

# Обмен значений переменных

# Возможности языка Python

a = int(input("a= "))

b = int(input("b= "))

a, b = b, a

print ("a=", a)

print ("b=", b)

a= 2

b= 5

a= 5

b= 2

На экране:

Задача 2

Составить программу для вычисления площади треугольника по известным длинам его сторон.

Формула Герона:

# Площадь треугольника

print ("Введите длины сторон треугольника: ")

a = float(input("a="))

c = float(input("c="))

p = (a+b+c)/2 # полупериметр

from math import sqrt # подключаем модуль math

s = sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c)) # формула Герона

print ("Площадь треугольника", "{:7.2f}".format(s))

Введите длины сторон треугольника:

a=5

b=6

c=7

Площадь треугольника 14.70

На экране:

Задача 3

Составить программу, вычисляющую сумму цифр введенного с клавиатуры целого трёхзначного числа

# Сумма цифр трехзначного числа

# Трёхзначное число x = a•100 + b•10 + c

# где а, b, с - цифры этого числа

x = int(input("Введите трехзначное число: "))

a = x // 100 # сотни

b = x % 100 // 10 # десятки

c = x % 10 # единицы

s = a + b + c

print ("Сумма цифр равна", s)

Введите трехзначное число: 345

Сумма цифр равна 12

На экране:

Используемые материалы

Используемые материалы:

• Босова Л.Л. Информатика. 8-9 классы. Начала программирования на языке Python. Дополнительные главы к учебникам – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2020.
• Поляков К.Ю. Информатика. 10 класс. Базовый и углубленный уровни : в 2ч. Ч. 2 – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2018.