Sáng kiến kinh nghiệm: Rèn luyện kĩ năng lập trình cho học sinh giỏi môn Tin học - Ngô Dương Khôi

o
+ Các thông tin cần chế biến thông tin như: 
Lần lượt đưa a,b vào ( cho a=3,b=4)
Áp dụng công thức tính diện tích hình chữ nhật: a*b
Kết quả in ra là 12.
 Ví dụ 2: Cho 2 số tự nhiên a, b.Tìm ước số chung lớn nhất của chúng.
Các bước các định bài toán:
	+ Xác định thông tin vào: hai số tự nhiên a,b
	+ Xác định thông tin ra: số tự nhiên d thoả mãn:
	d là ước của a và d là ước của b
	d là số lớn nhất trong tập các ước chung của a, b
	+ Xác định các thao tác chế biến thông tin
	Xây dựng hữu hạn các thao tác cho phép tính được d từ a và b.
	Nhập a =16 b= 24 à d =8
	Ví dụ 3: Tìm tất cả các số nguyên tố trong các số nguyên N được nhập vào từ bàn phím:
	+ Xác định thông tin vào:Nhập số nguyên N
	+Xác định thông tin ra: Các số nguyên tố (chia hết cho nó và số 1)
c/ Tìm thuật toán
Thuật toán là một quá trình gồm một dãy hữu hạn các thao tác đơn giản được sắp xếp theo một trình tự xác định sao cho theo đó từ Input của bài toán sẽ tìm ra được Output bài toán.
 Một bài toán ta có 4 cách thể hiện thuật toán: Các bước xác định bằng lời, lập sơ đồ khối, dùng ngôn ngữ phỏng trình, dùng một ngôn ngữ lập trình (Pascal).
Ví dụ: Tìm ước số chung lớn nhất của 2 số nguyên dương a,b. ta có thể giải bằng các cách trên
Cách 1: Các bước xác định bài toán bằng lời:
- Bước 1: Nhập 2 số nguyên dương là a,b
- Bước 2: So sánh giá trị a và b. Nếu a bằng b thì sang bước 3, ngược lại a khác b thì sang bước 4
- Bước 3: Tìm được ước số chung là a và kết thúc chương trình
- Bước 4: Nếu a lớn hơn b thì ước số chung lớn nhất là a và quay trở lại bước 2. Ngược lại ước số chung là b và quay trở lại bước 2
Cách 2: Giải bài toán bằng sơ đồ
- Có hình thoi ¯ thể hiện các thao tác so sánh
- Hình chữ nhật 5 thể hiện các phép tính toán, các câu lệnh
- Hình ôvan ™ thể hiện bắt đầu và kết thúc
- Các mũi tên àquy định trình tự các thao tác
Begin
a, b
a=b
UCLN là a
ab
b:= b - a
a:= b - a
End
	Đúng
sai
 	Đúng Sai
Cách 3: Dùng ngôn ngữ phỏng trình
 Bắt đầu
	 Nhập a, b
While a khác b
	 IF a>b then thay a :=a -b
	 Else thay b:=b-a;
Kết thúc in ra USCLN (a,b).
Cách 4: Viết chương trình hoàn chỉnh (dùng ngôn ngữ pascal)
PROGRAM USCLN;
USES CRT;
VAR a,b, :integer;
BEGIN
 CLRSCR;
 WRITE('nhap 2 gia tri m,n=');READLN(a,b);
 WHILE mn DO
 IF a>b THEN a:=a –b
 else b:=b-a;
 WRITELN('uoc so chung lon nhat cua 2 so’,a:5);
 READLN
END.
	d/ Viết chương trình
Lập trình là dùng ngôn ngữ máy vi tính cụ thể nào (ngôn ngữ Pascal) để diễn tả thuật toán, cấu trúc dữ liệu thành câu lệnh để máy tính có thể thực hiện được và giải quyết đúng bài toán mà người lập trình mong muốn.
Kỹ năng lập trình
Rèn luyện được cho học sinh kỹ năng cài đặt thành công các thuật toán bằng một ngôn ngữ lập trình. Đã gọi là kỹ năng thì chỉ có thể có được thông qua rèn luyện tích cực. Kinh nghiệm cho thấy một thuật toán do cài đặt vụng về, lộn xộn thì khi chạy trên máy tính có thể cho kết qủa tồi tệ.
Phát triển chương trình bằng cách tinh chế từng bước
Một bài toán ta có thể đưa ra nhiều cách giải khác nhau, song là một giáo viên thì chúng ta cần giúp học sinh viết chương trình làm sao người xem nhìn vào có thể dễ hiểu được bài toán đó là gì? Do đó việc tinh chỉnh các bước cho bài toán trong máy tính là phương pháp khoa học, có hệ thống giúp ta phân tích các thuật toán và cấu trúc dữ liệu từ đó thành một chương trình. Muốn lập trình giỏi không phải chỉ cần nắm ngôn ngữ lập trình là đủ. Mà vấn đề cốt yếu là biết phương pháp phát triển dần dần để chuyển các ý tưởng ra thành chương trình hoàn chỉnh.
Phương pháp tinh chế từng bước 
Một chương trình bắt đầu được viết bằng lời tự nhiên (tiếng việt) thể hiện sự phân tích tổng thể của người lập trình được thể hiện ở từng bước sau các câu lệnh được phân tích chi tiết hơn, bằng những lời khác nhau tương ứng với sự phân tích công việc thành các việc nhỏ chi tiết hơn dễ hiểu và chỉnh xác hơn. Song ngôn ngữ lập trình Pascal người lập trình có thể đưa ra phương pháp tinh chỉnh từng bước là thể hiện tư duy giải quyết vấn đề bài toán từ trên xuống trong đó các bước là hướng về ngôn ngữ lập trình làm sao cho bài toán đa ra được phương pháp lập trình tối ưu, sáng sủa.
Ví dụ
	Tìm tất cả các số nguyên tố trong các số nguyên N được nhập vào từ bàn phím
a. Tinh chế lần 1
- Lấy 2 tập
 	NT= [ ] (để chứa các số nguyên tố tìm đựợc)
 	 S = [2,..N] (tập các số cần xét )
- Tìm số đầu tiên trong S đưa vào NT
- Loại bỏ khỏi S các bội số của số nguyên tố vừa tìm được 
- Số đầu tiên còn lại của S là số nguyên tố. Tiếp tục quá trình cho đến khi S=[ ]
- Xuất NT
b. Tinh chế lần 2
Bắt đầu
 NT: = [ ] 
 S = [2,..N]
Repeat
	Tìm số đầu tiên trong S
	NT:= NT+ [S0]
Loại khỏi S các bội số của S0
Until S=[ ];
 Xuất NT;
Kết thúc;
c. Tinh chế lấn 3
Program nguyen_to;
Const
 N=100;
Type
 nguyen=1..N;
var
 NT, S:set of nguyen;
 S0,I:integer;
begin
 NT:=[ ]; S:=[2..N];S0:=2;
 repeat
 while not (S0 in S) do
 S0:=S0+1; NT:=NT+[S0];I:=S0;
 While I<=N do
 Begin
 s:=S-[i];I:=I+S0;
 End;
 until S=[];
 for I:= 1 to n do
 If I in Nt then Write(I:4);
readln
end.
d. Tinh chế lần 4. Rõ ràng cấu trúc dữ liệu tập hợp Set of nguyen tuy dễ hiểu nhưng rất cồng kềnh và làm máy chạy chậm chạp, ta có thể dùng mảng Boolean linh hoạt hơn như sau:
Program nguyen_to;
Const
 N=100;
var a: array[1..N] of boolean;
 i,j: integer;
begin
 a[1]:=false;
 for i:=2 to N do a[i]:=true;
 for i:= 2 to N div 2 do
 for j:= 2 to N div i do
 a[i*j]:=false;
 for i:= 1 to N do
 if a[i] then
 write(i:3);
readln
end.
e. Tinh chế lần 5
Trong ngôn ngữ pascal nếu dùng mảng boolean thì ta bị giới hạn N<10000. Để có thể chạy với số lớn hơn ta không dùng mảng, tập hợp mà dùng như sau:
Program nguyen_to;
 uses crt;
 var
 i,j,k,n:integer;
begin
 repeat
 write('nhap n=');readln(n);
 until n>= 2;
 for i:= 2 to n do
 begin
 k:=0;
 for j:= 2 to trunc(sqrt(i)) do
 if i mod j=0 then k:= 1;
 if k=0 then write(i:3);
 end;
readln
 end.
	Vậy đó là kỹ năng lập trình người lập trình có thể tinh chỉnh chương trình từng bước làm sao đưa ra một phương án tối ưu cho ngwời xem dễ tiếp thu cũng như chiếm bộ nhớ của máy tính càng ít các tốt.
e/ Chạy thử, thay đổi và kiểm tra chương trình
Chạy thử
	Một chương trình đã viết xong chưa chắc đã chạy được trên máy vi tính để cho kết quả mong muốn.
Ví dụ: Tìm số lớn nhất trong 3 số a,b,c nguyên dương được nhập vào từ bàn phím.
Lần 1: Program tim_so;
uses crt;
var
 a,b,c:integer;
begin
 clrscr;
 write('nhap 3 so=');readln(a,b,c);
 if a<b then a:=b
 else if a<c then a:=c;
 write('so lon nhat la ',a);
readln
End.
Với chương trình này cũng chạy được song đáp số có lúc đúng, có lúc sai tuỳ thuộc vào lúc nhập giá trị a,b,c{ nếu ta nhập thứ tự a=5,b=7,c=9
Thì sẽ cho ta kết quả số lớn nhất là 7. Vậy thì sai hoàn toàn}
Do đó người lập trình cần phải biết cách tìm lỗi. Sữa lỗi, điều chỉnh viết lại chương trình cũng là kỹ năng quan trọng của người lập trình. Vậy với dụ trên để kết quả luôn đúng thì ta có thể viết lại chương trình
Lần 2: Program tim_so;
uses crt;
var a,b,c,t:integer;
begin
 clrscr;
 write('nhap 3 so=');readln(a,b,c);
 t:=a;
 if t<b then t:=b;
 if t<c then t:=c;
 write('so lon nhat la ',t);
readln
End.
Nếu nhập:
Lần nhập
A
B
C
Kết quả
1
5
4
7
7
2
5
7
9
9
3
9
3
5
9
Phân loại lỗi và cách sửa lỗi
- Lỗi về thuật toán: Điều chỉnh lại thuật toán, thêm vị trí có thể, loại bỏ thuật toán sai, tìm thuật toán khác nghĩa làm lại từ đầu
Ví dụ: viết chương trình tính tổng S=(n được nhập vào từ bàn phím)
Học sinh viết chương trình khai báo biến S thuộc kiểu dữ liệu nguyên thì chương trình sẽ không thực hiện được phép toán tính tổng. Do vậy để thực hiện được phép toán thì khai báo biến S là thuộc kiểu dữ liệu thực.
- Lỗi về trình tự: Phải xem lại thuật toán, phân tích lại từ trên xuống dưới để đặt lại cho đúng với thuật toán.
Ví dụ:Viết chương trình giải phương trình bậc nhất ax+b=0 với a,b được nhập vào từ bàn phím.
program ptb1;
var
 a,b:real;
begin
 write('nhap cac he so='); readln(a,b);
 if a0 then writeln('moi so deu la nghiem')
else if b=0 then writeln('phuong trinh co nghiem',-b/a:4:2)
else writeln('phuong trinh vo nghiem');
readln
end.
Với chương trình trên hoàn toàn có thể chạy được song kết quả sẽ không đúng khi nhập dữ liệu a, b vào. Do vậy ta phải sắp xếp lại thuật toán để cho một kết quả đúng như yêu cầu :
Program ptb1;
var
 a,b:real;
begin
 write('nhap cac he so=');readln(a,b);
 if a0 then if b=0 then writeln('phuong trinh vo nghiem')
 else writeln('phuong trinh co nghiem',-b/a:4:2)
 else writeln('moi so deu la nghiem');
readln
end.
- Lỗi về cú pháp: viết lại cho đúng cú pháp của ngôn ngữ lập trình mà mình đang sử dụng.
Ví dụ : Lỗi sau câu lệnh ta không sử dụng dấu chấm phẩy, hay kết thúc chương trình không có dấu chấm, hay từ khoá DOWNTO nếu ta viết DOWN TO thì sẽ không có nghĩa.
f/ Kiểm tra
	Có nhiều chương trình khó kiểm tra tình đúng đắn, nhất là chương trình tìm kiếm lời giải tối ưu. Vì chúng chưa biết kết qủa nào là đúng nhất. Vì vậy việc tìm lỗi rất là khó khăn.Trong quá trình chạy thử một chương trình ta cần lưu ý:
	- Nếu khởi đầu bằng bộ chương trình (test ) nhỏ nhưng các giá trị đặc biệt (đây là dễ bị lỗi nhất).
	- Làm nhiều các bộ test nhưng phải đa dạng tránh lặp đi lặp lại các bộ test tương tự.
	- Nên kết thúc bằng các bộ test có kích thước lớn để kiểm tra tính chịu đựng của chương trình.
g/ Thay đổi chương trình 
	Một chương trình đã viết xong, đã chạy thử tốt, giải quyết đúng bài toán mà ta mong muốn nhưng chưa có nghĩa là quá trình lập trình đã xong. Mà người lập trình muốn nó ở đây ta có thể sửa đổi nó theo một hướng khác mà nó có thể đáp ứng được một yêu cầu mới. Như phần tinh chế một chương trình là rất quan trọng cho việc sửa chữa chương trình cũ sang chương trình mới.
Ví dụ: - Nhập 3 số a,b,c kiểm tra xem 3 số đó có thể là độ dài của các cạn