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《程序设计课程》(公共课)综合性、设计性实验指导大纲
根据学校的要求,有实验的课程80%以上必须开出“综合性、设计性实验”,而且学校每个学期都要求对此进行验收。本课程已被学校正式列入开出“综合性、设计性实验”的课程目录,希望各位任课教师按照如下要求执行。如果教师个人有合适的实验题目可报严尚维备案后实行,但课程结束后统一上交的材料必须遵照学校的统一要求。
一、 指导思想
1. 一般程序设计教材的作业,程序的规模偏小,学生对编写较大型程序所必须具备的综合训练不足。
2. 本课程属于基础课程,每周只能安排2节实验课,除此以外不可能再安排更多的上机时间,也不可能在课程结束以后让学生集中完成1个综合性的实验。
3. 为此,应该设计一个“渐进式”的题目,学生每周根据课程进度完成1个小题目,每个小题目作为1个模块将来能够合成为1个大题目,从而达到“综合性训练”的目的。
4. 围绕本题目,可以让学生以课程及教材讲述的知识为基础,开展一些“探讨性”的实验内容,从而训练学生的“创造能力”的目的。
二、 实验题目
学生信息处理。
三、 每次实验的内容及所涉及的知识
1. 建立题目的原型——确定基本的数据结构以及进行简单的数据处理
1) 题目
① 数据结构
以1个二维整型数组描述某个班的学生信息,属性包括学号及数学、英语、计算机等3门课程的考试成绩;另外再以1个一维实型数组描述每个学生的“平均考试成绩”。其中,前者属于原始数据,在程序运行时输入;后者属于程序对输入数据的计算结果。
② 功能要求
逐个输入学生的学号以及3门课程的考试成绩,计算每个学生的平均考试成绩,最后以类似于列表输出的方式显示每个学生的学号及平均考试成绩。
2) 实验时间
在讲述完数组的内容(即教材7.2)以后。
3) 实验目的
数组的基本知识与编程、数据的输入/输出。
2. 增加字符串的处理内容
1) 题目
① 数据结构
在题目1数据结构的基础上,增加1个描述每个学生姓名的字符型数组。为简化程序的调试,所有原始数据可以使用“初始化”的方法输入。
② 功能要求
编写“查询学生成绩”的程序。要求输入学生的姓名,程序据此查询学生记录并显示该学生的平均成绩及不及格课程门数。
2) 实验时间
在讲述完字符串的内容(即教材7.3)以后。
3) 实验目的
① 字符串处理知识的运用(输入、存储、比较等);
② 引入计算机程序对数据进行“查询”的算法知识
3. 用函数实现不同的功能
1) 题目要求
① 数据结构
与实验2相同,要求将有关数组定义为“全局数组”。
② 功能要求
围绕该“全局数据结构”,分别以不同的“函数”实现如下功能:
▲ 计算每个学生的“平均成绩”。
▲ 对学生数组的“记录顺序” 按照“平均考试成绩”从高到低的顺序重新排列。
▲ 以类似于列表输出的方式显示每个学生的学号、姓名、平均考试成绩。
③ 备注
▲ 由于使用“全局数组”,上述函数可以不需要I/O参数。
▲ 本题目的数据结构及程序与实验1、2类似(排序算法除外)。
2) 实验时间
在函数的内容全部讲述完毕以后。按照教学计划,“函数”的教学内容需用2周完成,建议第1周做教材的常规的实验,重点训练学生对函数I/O接口的理解;第2周再继续此综合性实验。
3) 实验目的
① 训练学生对“模块化”及“全局数据结构”知识的理解,即针对一个“关键的数据结构”,以不同的函数实现不同的操作,并以此构建1个完整的程序。
② 训练学生的“探索”能力,关于“排序”算法课本上有针对单独一维数组的例题,需要加以改造才能满足本题目的要求。
4. 结构体的应用
1) 题目要求
① 将实验3描述学生信息的多个“全局数组”改为1个“结构体数组”。
② 功能要求:与实验3相同,但需要修改程序以适应数据结构的变换。
2) 实验时间
在讲述完“结构体”内容以后。
3) 实验目的
训练学生对“结构体”的数据结构及用途的理解。
5. 变量指针的应用
1) 题目要求
① 在实验4的基础上增加1个“查询”函数,该函数的功能要求与实验2相同,但所基于的数据结构需要调整。
② 该“查询”函数只负责数据的输入/输出,处理过程(包括对学生记录的“检索”,对不及格课程门数的“计算”)另外编写1个函数完成(本文档简称为X)。
③ 该“查询”函数的实现过程如下:
▲ 查询函数:输入姓名——调用函数X——输出查询结果
▲ 函数X:
以“姓名”作为传入参数,返回结果包括该学生的平均成绩与不及格课程门数。
2) 实验时间
在讲述完“指针变量”以后。
3) 实验目的
① 训练学生对“变量的指针以及指针变量”的原理与用途的理解,因为函数X的返回结果不止1个,需要使用变量指针实现。
② 多层的函数结构
四、 课程结束时要求上交计算机系统一保管的材料及格式要求
每个学生学期结束前就最后一次实验所完成的内容上交1份书面的实验报告,每份实验报告采用统一印制的封面装订,封面上要求附有教师的评语与评分,任课教师将学生的实验报告以班为单位装订上交。每份实验报告要求具备的内容包括:
1. 题目要求
2. 设计方案
1) 对全局数据结构的说明。
2) 以层次图形式描述程序的函数构成及相互调用关系。
3) 列出每个函数的功能、函数参数、返回值。
3. 源程序清单
4. 测试报告
5. 小结(题材不限,由任课教师根据实际情况提出具体要求)。