Maturita z informatiky/Algoritmické riešenie problémov

Požiadavky na zvládnutie algoritmického riešenia problémov na rok 2018/19 sú nasledovné:

1.1 Typy údajov, premenné a výrazy

Obsah

Pojmy:

• číslo, znak, logická hodnota, pole, textový reťazec, textový súbor,
• aritmetické operácie: +, -, *, /, zvyšok po delení,
• operácie porovnania: =, ≠, <, > a pod.,
• logické operácie: negácia, a, alebo,
• konštanta, premenná, štandardná funkcia, generátor náhodných čísel.

Vlastnosti a vzťahy:

• typy údajov – ich použitie a obmedzenia,
• pravidlá vyhodnocovania výrazov – priorita operácií, výrazy so štandardnými funkciami,
• premenná – názov, hodnota, vzťah s pamäťou,
• jednorozmerné polia – prvky, indexy, usporiadané hodnoty,
• textový súbor – ako postupnosť znakov a riadkov, koniec súboru,
• zložený a jednoduchý typ údajov.

Požiadavky na vedomosti a zručnosti

Žiak vie:

• vyhodnotiť a zostaviť výraz s operáciami, premennými, zátvorkami,
• použiť generátor náhodných čísel,
• realizovať prevody – číslo na textový reťazec, textový reťazec na číslo, do/z číselnej sústavy,
• interpretovať výrazy a postupnosti priraďovacích príkazov (číselné aj logické),
• identifikovať rozdiely pri práci s celými a desatinnými číslami,
• pristupovať k prvkom jednorozmerných polí,
• manipulovať so znakmi textového reťazca, manipulovať s podreťazcom textového reťazca,
• manipulovať s obsahom textového súboru – otvoriť, čítať a zapisovať údaje, zatvoriť, reagovať na koniec súboru.

1.2 Programové konštrukcie

Obsah

Pojmy:

• príkaz, postupnosť príkazov, program, programovací jazyk, vývojové prostredie,
• programové konštrukcie – cyklus, vetvenie, podprogram.

Vlastnosti a vzťahy:

• syntax jazyka – rezervované slová, identifikátory, konštanty, oddeľovače,
• prostriedky jazyka pre interakciu – získanie vstupu, zrealizovanie výstupu,
• cyklus s pevným počtom opakovaní, cyklus s podmienkou – počítadlo cyklu, telo cyklu, vnorené príkazy,
• vetvenie – podmienený príkaz, podmienka, telo vetvy, vnorené príkazy,
• podprogram – definovanie, parametre (len hodnotové), volanie (nie rekurzia), návratová hodnota, lokálne premenné.

Požiadavky na vedomosti a zručnosti

Žiak vie:

• sformulovať formálny zápis algoritmu podľa kritérií rôznych vykonávateľov,
• zostaviť príkazy do príkazových konštrukcií podľa pravidiel jazyka,
• rozpoznať a odstrániť chyby vo formálnom zápise algoritmu.

1.3 Riešenie problémov

Obsah

Pojmy:

• algoritmus,
• interpretácia a kompilácia.

Vlastnosti a vzťahy:

• chyby: syntaktické a logické,
• analýza problému – vzťahy medzi vstupom a výstupom,
• vstupné obmedzenia – pre ktoré hodnoty algoritmus správne pracuje.

Požiadavky na vedomosti a zručnosti

Žiak vie:

• analyzovať problém – identifikovať vstup, výstup, vzťahy medzi vstupom a výstupom,
• riešiť algoritmické problémy, vytvárať a čítať zápisy v programovacom jazyku,
• riešiť úlohy, v ktorých sa pracuje s číslami a ciframi čísla:
  • zistiť, či číslo spĺňa zadané kritérium,
  • realizovať výpočty s desatinnými číslami,
  • previesť čísla medzi číselnými sústavami,
• riešiť úlohy, v ktorých sa využíva interakcia:
  • získať vstup (napríklad: čísla, textové reťazce) zo vstupného zariadenia,
  • spracovať vstup, ak je počet vstupných hodnôt dopredu neznámy,
  • vypísať textový a nakresliť grafický výstup,

• riešiť problémy, v ktorých sa využívajú znaky a textové reťazce:
  • zistiť, či je znak písmeno alebo cifra,
  • zistiť výskyt znaku alebo podreťazca v textovom reťazci podľa daného kritéria: prvý, posledný, počet výskytov a pod.,
  • nahradiť alebo odstrániť znak alebo podreťazec v textovom reťazci,
  • zostaviť textový reťazec z podreťazcov podľa daných kritérií (napríklad: striedajú sa čísla a texty a pod.),
  • formátovať výpis,
• riešiť problémy, v ktorých sa využívajú premenné:
  • vymeniť hodnoty dvochpremenných,
• riešiť problémy, v ktorých sa využíva cyklus a vetvenie:
  • zostaviť podmienky pre vetvenie a cyklus podľa zadania úlohy (napríklad: či je hodnota z daného intervalu, či sa bod nachádza v obdĺžnikovej oblasti, či bod leží v kruhu a pod.),
  • prechádzať prvky postupnosti (napríklad: generovanej, zo vstupu, znaky textového reťazca, riadky súboru a pod.),
  • akumulovať výsledky podľa daných kritérií (napríklad: súčet postupnosti čísel a pod.),
  • vyberať hodnoty, ktoré spĺňajú dané kritériá (napríklad: z textového reťazca vypísať len všetky spoluhlásky a pod.),
  • používať vnorené programové konštrukcie (napríklad: výpis tabuľky hodnôt, spracovanie súboru s riadkami s viacerými hodnotami a pod.),
  • rozhodovať sa, kedy stačí použiť cyklus s pevným počtom opakovaní, a kedy treba cyklus s podmienkou,
• riešiť problémy, v ktorých sa využíva generátor náhodných čísel:
  • generovať čísla v danom rozsahu,
  • simulovať danú činnosť (napríklad: zostavovať frekvenčnú tabuľku pri hode dvoma kockami a pod.),
  • generovať náhodnú kresbu podľa stanovených kritérií (napríklad: náhodne rozmiestnené geometrické tvary, kreslenie obdĺžnika z veľkého počtu náhodne zafarbených úsečiek a pod.),
• riešiť problémy, v ktorých sa využívajú podprogramy:
  • definovať vlastné podprogramy s parametrami,
  • definovať vlastné funkcie s návratovou hodnotou rôznych typov (čísla, texty, logické hodnoty a pod.),
  • používať parametre rôznych typov (čísla, texty a pod.),
  • používať vlastné aj dané podprogramy pri riešení úlohy,
  • používať vlastné aj dané funkcie pri riešení úlohy,
• riešiť problémy, v ktorých sa využíva jednorozmerné pole:
  • generovať obsah poľa podľa daných kritérií (napríklad: vynulovanie poľa, každý nasledujúci prvok je súčtom predchádzajúcich dvoch a pod.),
  • používať pole na uchovanie väčšieho počtu údajov (napríklad: frekvenčná tabuľka výskytu nejakých hodnôt, súradnice bodov v rovine a pod.),
  • hľadať prvky poľa s danými vlastnosťami (napríklad: najmenší, druhý najmenší a pod.),
  • zisťovať, či pole obsahu je hodnoty s danými vlastnosťami (napríklad: či obsahuje číslo 0, prvý výskyt medzery a pod.), resp. ich počet,
  • zisťovať, či pole spĺňa dané kritérium (napríklad: či sú všetky prvky rovnaké, rôzne, či sú hodnoty usporiadané a pod.),
  • modifikovať prvky poľa (napríklad: vsunúť prvok na dané miesto tak, aby ostali prvky usporiadané a pod. - pozor, už nie triediace algoritmy),
  • manipulovať s viacerými poľami podľa daných kritérií (napríklad: kopírovanie časti poľa, otočenie, posunutie, zlučovanie dvoch usporiadaných postupností a pod.),
  • testovať hranice poľa,
  • zobrazovať prvky poľa vypísaním alebo vykreslením (napríklad: stĺpcový graf),
• riešiť problémy, v ktorých sa využíva textový súbor:
  • zobraziť obsah súboru (napríklad: kreslenie zakódovaného obrázka, naplnenie poľa hodnotami a pod.),
  • používať textový súbor ako vstup alebo výstup (napríklad: čítanie vstupných údajov pre výpočty; zapisovanie výsledkov výpočtov, obsahu polí a pod.),
  • zisťovať štatistické údaje o obsahu textového súboru (napríklad: počet riadkov súboru, počet slov, počet znakov, súčet čísel a pod.),
  • pracovať s viacerými textovými súbormi (napríklad: kopírovanie súborov, zlúčenie dvoch súborov, kopírovanie s filtrovaním a pod.),
• opravovať syntaktické chyby,
• zisťovať, hľadať a opravovať logické chyby v programe:
  • krokovať,
  • používať kontrolné výpisy (napríklad: vložiť kontrolný výpis na správne miesto v programe),
  • odhaľovať kritické miesta v programe (napríklad: v akých situáciách by program spadol, nemusel správne počítať, fungovať),
  • navrhovať vhodné testovacie vstupné údaje,
  • testovať cudzie programy (napríklad: nájsť a opraviť chybu v cudzom programe),
• intuitívne uvažovať o zložitosti algoritmu (na úlohách primeranej zložitosti):
  • odhadovať počet krokov, ktoré zrealizuje daný algoritmus (napríklad: koľko hviezdičiek program nakreslí pre dané číslo a pod.),
  • zistiť, pre aký vstup sa zrealizuje daný počet krokov daného algoritmu (napríklad: pre aké číslo sa nakreslí daný počet hviezdičiek a pod.).

Pozri aj

• Maturita z informatiky/Cieľové požiadavky