کدنویسی کودکان و نوجوانان - آرشیو 1400/10

حافظه اصلی

اولین اشکال حافظه اصلی کامپیوتر آموزش کامپیوتر  خطوط تاخیر جیوه بودند که لوله‌های جیوه بودند که داده‌ها را به صورت امواج مافوق صوت ذخیره می‌کردند و لوله‌های پرتو کاتدی که داده‌ها را به عنوان بار روی صفحه‌نمایش لوله‌ها ذخیره می‌کردند. درام مغناطیسی که در سال 1948 اختراع شد، از یک پوشش اکسید آهن بر روی یک درام چرخان برای ذخیره داده ها و برنامه ها به عنوان الگوهای مغناطیسی استفاده می کرد.

در یک کامپیوتر باینری، هر دستگاه آموزش کامپیوتر  دوپایه (چیزی که می تواند در هر یک از دو حالت قرار گیرد) می تواند دو مقدار بیت ممکن 0 و 1 را نشان دهد و بنابراین می تواند به عنوان حافظه کامپیوتر عمل کند. حافظه هسته مغناطیسی، اولین دستگاه رم نسبتا ارزان، در سال 1952 ظاهر شد. این حافظه از آهنرباهای فریتی دوناتی شکل و ریز تشکیل شده بود که در نقاط تقاطع یک شبکه سیمی دوبعدی قرار گرفته بودند. این سیم‌ها جریان‌هایی را برای تغییر جهت مغناطیسی هر هسته حمل می‌کردند، در حالی که سیم سومی که از طریق دونات عبور می‌کرد، جهت مغناطیسی آن را تشخیص می‌داد.

اولین تراشه حافظه مدار مجتمع (IC) در سال 1971 ظاهر شد. حافظه آی سی مقداری را در ترکیب ترانزیستور و خازن ذخیره می کند. آموزش کامپیوتر خازن شارژی را برای نمایش 1 و بدون شارژ برای 0 نگه می دارد. ترانزیستور آن را بین این دو حالت سوئیچ می کند. از آنجایی که شارژ خازن به تدریج کاهش می یابد، حافظه آی سی رم پویا (DRAM) است، که باید مقادیر ذخیره شده آن به طور دوره ای (هر 20 میلی ثانیه یا بیشتر) تجدید شود. رم استاتیک (SRAM) نیز وجود دارد که نیازی به رفرش نیست. اگرچه SRAM سریعتر از DRAM است، اما از ترانزیستورهای بیشتری استفاده می کند و بنابراین هزینه بیشتری دارد. آموزش کامپیوتر در درجه اول برای رجیسترهای داخلی CPU و حافظه کش استفاده می شود.

علاوه بر حافظه اصلی، رایانه ها معمو لاً دارای حافظه ویدیویی ویژه (VRAM) برای نگهداری تصاویر گرافیکی هستند که به آن بیت مپ می گویند. این حافظه اغلب دارای دو پورت است—یک تصویر جدید را می توان همزمان با خواندن و نمایش داده های فعلی در آن ذخیره کرد.

تکنسین کنسول سیستم را بر روی کامپیوتر جدید UNIVAC 1100/83 در مرکز تحلیل ناوگان، ضمیمه کرونا، ایستگاه تسلیحات دریایی، سیل بیچ، کالیفرنیا کار می‌کند. 1 ژوئن 1981. درایورها یا خوانندگان نوار مغناطیسی Univac در پس زمینه. کامپیوتر اتوماتیک جهانی

مسابقه بریتانیکا

کامپیوتر و سیستم عامل

تعیین یک آدرس در تراشه حافظه به زمان نیاز دارد، آموزش کامپیوتر  و از آنجایی که حافظه کندتر از CPU است، مزیتی برای حافظه وجود دارد که می تواند یک سری کلمات را به سرعت پس از مشخص شدن اولین آدرس منتقل کند. یکی از این طراحی ها به نام DRAM سنکرون (SDRAM) شناخته می شود که تا سال 2001 به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.

با این وجود، انتقال داده از طریق «گذرگاه» - مجموعه سیم‌هایی که CPU را به حافظه و دستگاه‌های جانبی متصل می‌کنند - یک گلوگاه است. به همین دلیل، تراشه های CPU در حال حاضر حاوی حافظه کش هستند – مقدار کمی از SRAM سریع. حافظه پنهان شرکت را نگه می دارد

پای داده ها از بلوک های حافظه اصلی. آموزش کامپیوتر  حافظه نهان به خوبی طراحی شده اجازه می دهد تا 85-90 درصد از منابع حافظه از آن در برنامه های معمولی انجام شود و سرعت چند برابر در دسترسی به داده ها را ارائه می دهد.

زمان بین دو حافظه خوانده می شود یا می نویسد (زمان چرخه) برای حافظه هسته اولیه حدود 17 میکرو ثانیه (میلیونم ثانیه دوم) و حدود 1 میکرو ثانیه برای هسته در اوایل دهه 1970 بود. اولین درام دارای زمان چرخه ای در حدود نیمی از میکرو ثانیه یا 500 نانو ثانیه (میلیاردمین دلار ثانیه) بود و امروز 20 نانو ثانیه یا کمتر است. یک معیار به همان اندازه مهم هزینه هر بیت حافظه است. اولین DRAM 128 بایت (1 بایت = 8 بیت) ذخیره می کرد و حدود 10 دلار یا 80000 دلار در هر مگابایت (میلیون ها بایت) هزینه داشت. در سال 2001 DRAM را می توان با کمتر از 0.25 دلار در هر مگابایت خریداری کرد. این کاهش گسترده در هزینه باعث ایجاد رابط های کاربر گرافیکی احتمالی (GUI) ، فونت های نمایشگر که پردازنده های کلمات از آن استفاده می کنند ، و دستکاری و تجسم توده های بزرگ داده ها توسط رایانه های علمی.

حافظه ثانویه

حافظه ثانویه در رایانه ذخیره سازی برای داده ها و برنامه هایی است که در حال حاضر مورد استفاده قرار نمی گیرند. رایانه های اولیه علاوه بر کارت های پانچ و نوار کاغذی، از نوار مغناطیسی نیز برای ذخیره سازی ثانویه استفاده می کردند. نوار ارزان است ، چه در قرقره های بزرگ و چه در کاست های کوچک ، اما این ضرر را دارد که باید از یک انتها به صورت متوالی خوانده شود یا نوشته شود.

IBM اولین دیسک مغناطیسی را با نام RAMAC در سال 1955 معرفی کرد. 5 مگابایت داشت و ماهیانه 3200 دلار کرایه داشت. دیسک های مغناطیسی صفحاتی هستند که مانند نوار و درام با اکسید آهن پوشیده شده اند. آموزش کامپیوتر  یک بازوی با سیم پیچ سیم کوچک ، سر خواندن/نوشتن (R/W) ، به صورت شعاعی از روی دیسک حرکت می کند ، که به آهنگ های متمرکز متشکل از قوس های کوچک یا بخش ها از داده ها تقسیم می شود. نواحی مغناطیسی شده دیسک در حین عبور جریان های کوچکی را در سیم پیچ ایجاد می کند و در نتیجه به آن اجازه می دهد یک بخش را "خواند" کند. به طور مشابه، یک جریان کوچک در سیم پیچ یک تغییر مغناطیسی موضعی در دیسک ایجاد می کند و در نتیجه روی یک بخش "نوشتن" می شود. دیسک به سرعت می چرخد (تا 15000 چرخش در دقیقه)، و بنابراین هد R/W می تواند به سرعت به هر بخش روی دیسک برسد.

هارد کامپیوتر

دیسک های اولیه دارای صفحات آموزش برنامه نویسی    قابل جابجایی بزرگ بودند. در دهه 1970 IBM دیسک های مهر و موم شده را با پلاتر های ثابت معروف به دیسک های وینچستر معرفی کرد-شاید به این دلیل که اولین آنها دو پلاتر 30 مگابایت داشتند و اسلحه 30-30 وینچستر را نشان می داد. نه تنها دیسک مهر و موم شده در برابر کثیفی محافظت می شد، سر R/W همچنین می توانست روی یک لایه هوای نازک، بسیار نزدیک به بشقاب، "پرواز" کند. با نزدیک‌تر کردن سر به بشقاب، ناحیه فیلم اکسیدی که یک بیت واحد را نشان می‌دهد می‌تواند بسیار کوچک‌تر شود، بنابراین ظرفیت ذخیره‌سازی افزایش می‌یابد. این فناوری پایه هنوز مورد استفاده قرار می گیرد.

اصلاحات شامل قرار دادن چندین صفحه (10 یا بیشتر) در یک درایو دیسک، با یک جفت هد R/W برای دو سطح هر صفحه به منظور افزایش سرعت ذخیره سازی و انتقال داده است. دستاوردهای حتی بیشتر از بهبود کنترل حرکت شعاعی بازوی دیسک از مسیری به مسیر دیگر حاصل شده است که منجر به توزیع متراکم‌تر داده‌ها روی دیسک می‌شود. تا سال 2002 چنین تراکمی به بیش از 8000 تراک در سانتی متر (20000 تراک در هر اینچ) رسیده بود و بشقاب به قطر یک سکه می توانست بیش از یک گیگابایت داده را در خود جای دهد. در سال 2002 یک دیسک 80 گیگابایتی حدود 200 دلار قیمت داشت - تنها یک ده میلیونم هزینه 1955 و نشان دهنده کاهش سالانه نزدیک به 30 درصد است، مشابه کاهش قیمت حافظه اصلی.

مقایسه دی وی دی به سی دی

پخش کننده DVD از لیزری استفاده می کند که قدرت بیشتری دارد و نقطه فوکوس مناسب تری نسبت به پخش کننده سی دی دارد. این امر آن را قادر می‌سازد تا حفره‌های کوتاه‌تر و مسیرهای جداسازی باریک‌تر را حل کند و در نتیجه ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتر DVD را به حساب می‌آورد.

دستگاه های ذخیره سازی نوری - CD-ROM (دیسک فشرده، حافظه فقط خواندنی) و DVD-ROM (دیسک ویدئویی دیجیتال یا دیسک همه کاره) - در اواسط دهه 1980 و 1990 ظاهر شدند.  آموزش کامپیوتر هر دوی آن‌ها، بیت‌ها را به‌عنوان حفره‌های ریز در پلاستیک نشان می‌دهند که در یک مارپیچ بلند مانند یک صفحه گرامافون سازمان‌یافته و با لیزر نوشته و خوانده می‌شوند. یک CD-ROM می تواند 2 گیگابایت داده را در خود جای دهد، اما گنجاندن کدهای تصحیح کننده خطا (برای تصحیح گرد و غبار، نقص های کوچک و خط و خش) داده های قابل استفاده را به 650 مگابایت کاهش می دهد. دی‌وی‌دی‌ها متراکم‌تر هستند، حفره‌های کوچک‌تری دارند و می‌توانند 17 گیگابایت را با تصحیح خطا در خود جای دهند.

دستگاه‌های ذخیره‌سازی نوری کندتر از دیسک‌های مغناطیسی هستند، اما برای تهیه نسخه‌های اصلی نرم‌افزار یا فایل‌های چندرسانه‌ای (صوتی و تصویری) که به‌طور متوالی خوانده می‌شوند، مناسب هستند. همچنین CD-ROM های قابل نوشتن و بازنویسی (CD-R و CD-RW) و DVD-ROM ها (DVD-R و DVD-RW) وجود دارند که می توانند مانند نوارهای مغناطیسی برای بایگانی و به اشتراک گذاری ارزان داده ها استفاده شوند.

کاهش هزینه حافظه همچنان کاربردهای جدیدی را ممکن می سازد. یک CD-ROM واحد می تواند 100 میلیون کلمه را ذخیره کند، یعنی بیش از دو برابر تعداد کلمات موجود در دایره المعارف چاپ شده بریتانیکا. یک DVD می تواند یک تصویر متحرک بلند را در خود جای دهد. با این وجود، حتی سیستم‌های  computer education ذخیره‌سازی بزرگ‌تر و سریع‌تر، مانند رسانه‌های نوری سه‌بعدی، برای مدیریت داده‌ها برای کامپیوتر در حال توسعه هستند.

به عنوان مثال، مشکلاتی مانند ادغام، مرتب سازی  آموزش برنامه نویسی و مرتب سازی سریع، مشکلات برنامه نویسی پویا در نظر گرفته نمی شوند. این به این دلیل است که آنها شامل کنار هم قرار دادن بهترین پاسخ ها برای مسائل فرعی هستند که همپوشانی ندارند.اشکالات بازگشت

Recursion از فضای حافظه با کارایی کمتری استفاده می کند. فراخوانی های مکرر تابع، ورودی هایی را برای همه متغیرها و ثابت ها در پشته تابع ایجاد می کند. از آنجایی که مقادیر تا زمان بازگشت تابع در آنجا نگه داشته می شوند، همیشه مقدار محدودی فضای پشته در سیستم وجود دارد، بنابراین از فضای حافظه کارآمدتر استفاده می شود. علاوه بر این، اگر تابع بازگشتی آموزش برنامه نویسی به حافظه بیشتری نسبت به آنچه در پشته موجود است نیاز داشته باشد، خطای سرریز پشته رخ می دهد.

بازگشت نیز در مقایسه با تکرار، که از حلقه ها استفاده می کند، نسبتاً کند است. هنگامی که یک تابع فراخوانی می شود، سربار تخصیص فضا برای تابع و تمام داده های آن در پشته تابع به صورت بازگشتی وجود دارد. این باعث تاخیر جزئی در بازگشتی می شودکارکرد.کجا باید از برنامه نویسی پویا استفاده کرد؟

برنامه‌نویسی پویا زمانی استفاده می‌شود که بتوان یک مشکل را به مسائل جزئی‌تر تقسیم کرد که می‌توانند حتی بیشتر، به مشکلات جزئی‌تر تقسیم کنند. علاوه بر این، این مشکلات فرعی همپوشانی آموزش برنامه نویسی دارند. به این معنی که برای محاسبه مجدد به مقادیر محاسبه شده قبلی نیاز دارند. با برنامه نویسی پویا، مقادیر محاسبه شده ذخیره می شوند، بنابراین نیاز به محاسبات مکرر و صرفه جویی در زمان و ارائه راه حل های سریعتر کاهش می یابد.

برنامه نویسی پویا چگونه کار می کند؟برنامه نویسی پویا با تجزیه مسائل پیچیده به مسائل فرعی ساده تر کار می کند. سپس، یافتن راه حل های بهینه برای این مسائل فرعی. به خاطر سپردن روشی است که نتایج این فرآیندها را ذخیره می کند تا پاسخ های مربوطه در زمانی که  آموزش برنامه نویسی بعداً مورد نیاز است نیازی به محاسبه نداشته باشند. صرفه جویی در راه حل ها باعث صرفه جویی در زمان در محاسبه زیرمشکلاتی می شود که قبلاً با آنها مواجه شده اند.

برنامه نویسی پویا را می توان با استفاده از دو رویکرد به دست آورد:1. رویکرد از بالا به پایین

در علوم کامپیوتر، مشکلات با فرمول‌بندی بازگشتی راه‌حل‌ها، با استفاده از پاسخ‌ها برای مسائل فرعی مسائل حل می‌شوند. اگر پاسخ‌های زیرمسئله‌ها همپوشانی داشته باشند، ممکن است آنها را به خاطر بسپارید یا در جدولی برای استفاده بعدی نگهداری کنید. رویکرد از بالا به پایین از استراتژی حفظ کردن پیروی می کند. فرآیند حفظ کردن معادل با افزودن مراحل بازگشت و حافظه پنهان است. تفاوت بین بازگشت و ذخیره سازی در این است که بازگشت به فراخوانی مستقیم تابع نیاز دارد، در آموزش برنامه نویسی حالی که ذخیره سازی به حفظ نتایج میانی نیاز دارد.

استراتژی از بالا به پایین مزایای بسیاری دارد، از جمله موارد زیر:درک و پیاده سازی رویکرد از بالا به پایین آسان است. در این رویکرد، مشکلات به بخش‌های کوچک‌تری تقسیم می‌شوند که به کاربران کمک می‌کند تا کارهایی را که باید انجام دهند، شناسایی کنند. با هر مرحله، مسائل مهم تر، پیچیده تر، کوچکتر، پیچیده تر و در نتیجه حل آسان تر می شوند. حتی ممکن است برخی از قطعات برای همین مشکل قابل استفاده مجدد باشند.

این اجازه می دهد تا مشکلات فرعی در صورت درخواست حل شوند. رویکرد بالا به پایین باعث می‌شود مشکلات به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم شوند و راه‌حل‌های آن‌ها برای استفاده مجدد ذخیره آموزش برنامه نویسی شوند. سپس کاربران می توانند راه حل های مربوط به هر بخش را جستجو کنند.اشکال زدایی نیز آسان تر است. بخش بندی مشکلات به بخش های کوچک به کاربران اجازه می دهد تا راه حل را به سرعت دنبال کنند و محل وقوع خطا را تعیین کنند.معایب روش از بالا به پایین عبارتند از:

رویکرد بالا به پایین از تکنیک بازگشت استفاده می کند که حافظه بیشتری را در پشته تماس اشغال می کند. این منجر به کاهش عملکرد کلی می شود. علاوه بر این، هنگامی که بازگشت خیلی عمیق است، سرریز پشته رخ می دهد.2. رویکرد از پایین آموزش برنامه نویسی به بالا

در روش پایین به بالا، هنگامی که یک راه حل برای یک مسئله بر حسب زیرمسئله های آن به گونه ای نوشته می شود که بر روی خود حلقه می زند، کاربران می توانند با حل مسائل آموزش برنامه نویسی فرعی کوچکتر ابتدا مسئله را بازنویسی کنند و سپس با استفاده از راه حل های خود، مشکلات فرعی بزرگتر را حل کنند. .

بر خلاف رویکرد بالا به پایین، رویکرد پایین به بالا بازگشت را حذف می کند. بنابراین، نه سرریز پشته و نه سربار از توابع بازگشتی وجود دارد. همچنین امکان صرفه جویی در فضای حافظه را فراهم می کند. حذف بازگشت به دلیل محاسبه مجدد همان مقادیر، پیچیدگی آموزش برنامه نویسی زمانی بازگشت را کاهش می دهد.از مزایای روش پایین به بالا می توان به موارد زیر اشاره کرد:

در آن الگوریتم اجرا نمی شود)برخی آموزش برنامه نویسی از مراحل الگوریتم ممکن است به طور مکرر اجرا شوند، اما در نهایت، پایان دادن به یک الگوریتم است.

به عنوان مثال، الگوریتم زیر اعداد را به ترتیب نزولی مرتب می کند. از میان اعداد مشخص شده حلقه می زند تا زمانی که آنها را به ترتیب نزولی مرتب کند، سپس زمانی که تعداد دیگری برای مرتب سازی وجود نداشته باشد پایان می یابد:

به عنوان مثال، برای یک مبنای نظری، الگوریتمی برای تقسیم دو عدد و نشان دادن باقیمانده می تواند مراحل زیر را طی کند:مرحله 1: کاربر اعداد اول و دوم را وارد می کند - تقسیم کننده آموزش برنامه نویسی و تقسیم کننده

مرحله 2: الگوریتمی که برای انجام تقسیم نوشته شده است، عدد را می گیرد، سپس یک علامت تقسیم بین تقسیم کننده و تقسیم کننده قرار می دهد. باقی مانده را نیز بررسی می کند.مرحله 3: نتیجه تقسیم و باقیمانده به کاربر نشان داده می شود مرحله 4: الگوریتم خاتمه می یابد در اینجا نحوه پیاده سازی این نوع الگوریتم در جاوا اسکریپت آمده است:

اگر خطایی وجود داشته باشد، ممکن است الگوریتم اجرا نشود یا خروجی اشتباه را برگرداند. اگر برنامه نویسی که الگوریتم را نوشته است، آموزش برنامه نویسی تجربه کاربر را در نظر گرفته باشد، یک کنترل کننده خطا می تواند یک خطا را به کاربر نشان دهد و به او اطلاع دهد که چه کاری انجام دهد.

چرا به الگوریتم نیاز دارید؟اگر شما یکی از آن دسته از دانشجویان علوم کامپیوتر هستید که می پرسند «چرا الگوریتم ها»، در اینجا دلایلی وجود دارد که چرا باید در مورد آنها بیاموزید:

حل مسئله: توانایی نوشتن یک الگوریتم ظرفیت حل مسئله شما را بهبود می بخشد. این یک باور رایج است که وقتی می توانید یک مشکل را با یک چیز حل کنید، می توانید مشکلات را با یک چیز دیگر حل کنید. بنابراین، اگر می توانید مشکلات را با پایتون حل کنید، می توانید مشکلات را با جاوا اسکریپت حل کنید.

مقیاس پذیری: یک الگوریتم به نرم افزار/برنامه/وب سایت شما کمک آموزش برنامه نویسی می کند تا به خواسته ها پاسخ مناسب دهد.استفاده صحیح از منابع: انتخاب الگوریتم مناسب استفاده مناسب از منابعی مانند حافظه، ذخیره سازی، شبکه و غیره را تضمین می کند.

انواع الگوریتم ها

الگوریتم ها در علوم کامپیوتر را می توان به طور کلی به الگوریتم های جستجو و مرتب سازی طبقه بندی کرد:مرتب‌سازی – مرتب‌سازی انتخابی، مرتب‌سازی حبابی، مرتب‌سازی درج، مرتب‌سازی ادغامی، مرتب‌سازی سریع و غیره.جستجو - جستجوی دودویی، جستجوی نمایی، جستجوی پرش و غیره.

اما انواع مختلفی از الگوریتم آموزش برنامه نویسی ها وجود دارد که برنامه نویسان به طور مرتب از آنها استفاده می کنند. در اینجا برخی دیگر از انواع الگوریتم های رایج سازماندهی شده بر اساس دسته بندی آمده است:

هشینگ – SHA-256، SHA-1نیروی بی رحم - آزمون و خطاتقسیم و غلبه - الگوریتم مرتب سازی ادغامحریص – الگوریتم پریم، الگوریتم کروسکال بازگشتی - فاکتوریل های کامپیوتری کدام زبان برنامه نویسی برای نوشتن الگوریتم بهترین است؟

شما می توانید آنگوریتم ها را در هر زبان برنامه نویسی بنویسید. استفاده از یک زبان بر زبان دیگر هیچ فایده ای ندارد.

هر زبانی نقاط قوت و ضعف خود را دارد و هر کدام دارای نحو آموزش برنامه نویسی و ویژگی های منحصر به فردی هستند. بنابراین نوشتن یک الگوریتم ممکن است در یک زبان در مقایسه با زبان دیگر متفاوت به نظر برسد.

اما الگوریتم ها مفاهیم جهانی هستند. بنابراین اگر می‌توانید مرتب‌سازی حبابی را در پایتون بنویسید، باید بتوانید آن را در جاوا اسکریپت یا سی شارپ نیز بنویسید.

منبعces برای الگوریتم های یادگیری در اینجا چند ویدیو از کانال YouTube freeCodeCamp وجود دارد که می تواند به شما در یادگیری آموزش برنامه نویسی موثر الگوریتم ها کمک کند:

آموزش الگوریتم ها و ساختارهای داده - دوره کامل برای مبتدیان الگوریتم ها در پایتون – دوره کامل برای مبتدیان دوره آموزشی ساختارهای داده آسان به پیشرفته - آموزش کامل از یک مهندس آموزش برنامه نویسی گوگل برنامه نویسی پویا - آموزش حل مسائل الگوریتمی و چالش های کدنویسی آشنایی با الگوریتم های مرتب سازی

در آن الگوریتم اجرا نمی شود)برخی آموزش برنامه نویسی از مراحل الگوریتم ممکن است به طور مکرر اجرا شوند، اما در نهایت، پایان دادن به یک الگوریتم است.

به عنوان مثال، الگوریتم زیر اعداد را به ترتیب نزولی مرتب می کند. از میان اعداد مشخص شده حلقه می زند تا زمانی که آنها را به ترتیب نزولی مرتب کند، سپس زمانی که تعداد دیگری برای مرتب سازی وجود نداشته باشد پایان می یابد:

به عنوان مثال، برای یک مبنای نظری، الگوریتمی برای تقسیم دو عدد و نشان دادن باقیمانده می تواند مراحل زیر را طی کند:مرحله 1: کاربر اعداد اول و دوم را وارد می کند - تقسیم کننده آموزش برنامه نویسی و تقسیم کننده

مرحله 2: الگوریتمی که برای انجام تقسیم نوشته شده است، عدد را می گیرد، سپس یک علامت تقسیم بین تقسیم کننده و تقسیم کننده قرار می دهد. باقی مانده را نیز بررسی می کند.مرحله 3: نتیجه تقسیم و باقیمانده به کاربر نشان داده می شود مرحله 4: الگوریتم خاتمه می یابد در اینجا نحوه پیاده سازی این نوع الگوریتم در جاوا اسکریپت آمده است:

اگر خطایی وجود داشته باشد، ممکن است الگوریتم اجرا نشود یا خروجی اشتباه را برگرداند. اگر برنامه نویسی که الگوریتم را نوشته است، آموزش برنامه نویسی تجربه کاربر را در نظر گرفته باشد، یک کنترل کننده خطا می تواند یک خطا را به کاربر نشان دهد و به او اطلاع دهد که چه کاری انجام دهد.

چرا به الگوریتم نیاز دارید؟اگر شما یکی از آن دسته از دانشجویان علوم کامپیوتر هستید که می پرسند «چرا الگوریتم ها»، در اینجا دلایلی وجود دارد که چرا باید در مورد آنها بیاموزید:

حل مسئله: توانایی نوشتن یک الگوریتم ظرفیت حل مسئله شما را بهبود می بخشد. این یک باور رایج است که وقتی می توانید یک مشکل را با یک چیز حل کنید، می توانید مشکلات را با یک چیز دیگر حل کنید. بنابراین، اگر می توانید مشکلات را با پایتون حل کنید، می توانید مشکلات را با جاوا اسکریپت حل کنید.

مقیاس پذیری: یک الگوریتم به نرم افزار/برنامه/وب سایت شما کمک آموزش برنامه نویسی می کند تا به خواسته ها پاسخ مناسب دهد.استفاده صحیح از منابع: انتخاب الگوریتم مناسب استفاده مناسب از منابعی مانند حافظه، ذخیره سازی، شبکه و غیره را تضمین می کند.

انواع الگوریتم ها

الگوریتم ها در علوم کامپیوتر را می توان به طور کلی به الگوریتم های جستجو و مرتب سازی طبقه بندی کرد:مرتب‌سازی – مرتب‌سازی انتخابی، مرتب‌سازی حبابی، مرتب‌سازی درج، مرتب‌سازی ادغامی، مرتب‌سازی سریع و غیره.جستجو - جستجوی دودویی، جستجوی نمایی، جستجوی پرش و غیره.

اما انواع مختلفی از الگوریتم آموزش برنامه نویسی ها وجود دارد که برنامه نویسان به طور مرتب از آنها استفاده می کنند. در اینجا برخی دیگر از انواع الگوریتم های رایج سازماندهی شده بر اساس دسته بندی آمده است:

هشینگ – SHA-256، SHA-1نیروی بی رحم - آزمون و خطاتقسیم و غلبه - الگوریتم مرتب سازی ادغامحریص – الگوریتم پریم، الگوریتم کروسکال بازگشتی - فاکتوریل های کامپیوتری کدام زبان برنامه نویسی برای نوشتن الگوریتم بهترین است؟

شما می توانید آنگوریتم ها را در هر زبان برنامه نویسی بنویسید. استفاده از یک زبان بر زبان دیگر هیچ فایده ای ندارد.

هر زبانی نقاط قوت و ضعف خود را دارد و هر کدام دارای نحو آموزش برنامه نویسی و ویژگی های منحصر به فردی هستند. بنابراین نوشتن یک الگوریتم ممکن است در یک زبان در مقایسه با زبان دیگر متفاوت به نظر برسد.

اما الگوریتم ها مفاهیم جهانی هستند. بنابراین اگر می‌توانید مرتب‌سازی حبابی را در پایتون بنویسید، باید بتوانید آن را در جاوا اسکریپت یا سی شارپ نیز بنویسید.

منبعces برای الگوریتم های یادگیری در اینجا چند ویدیو از کانال YouTube freeCodeCamp وجود دارد که می تواند به شما در یادگیری آموزش برنامه نویسی موثر الگوریتم ها کمک کند:

آموزش الگوریتم ها و ساختارهای داده - دوره کامل برای مبتدیان الگوریتم ها در پایتون – دوره کامل برای مبتدیان دوره آموزشی ساختارهای داده آسان به پیشرفته - آموزش کامل از یک مهندس آموزش برنامه نویسی گوگل برنامه نویسی پویا - آموزش حل مسائل الگوریتمی و چالش های کدنویسی آشنایی با الگوریتم های مرتب سازی

در آن الگوریتم اجرا نمی شود)برخی آموزش برنامه نویسی از مراحل الگوریتم ممکن است به طور مکرر اجرا شوند، اما در نهایت، پایان دادن به یک الگوریتم است.

به عنوان مثال، الگوریتم زیر اعداد را به ترتیب نزولی مرتب می کند. از میان اعداد مشخص شده حلقه می زند تا زمانی که آنها را به ترتیب نزولی مرتب کند، سپس زمانی که تعداد دیگری برای مرتب سازی وجود نداشته باشد پایان می یابد:

به عنوان مثال، برای یک مبنای نظری، الگوریتمی برای تقسیم دو عدد و نشان دادن باقیمانده می تواند مراحل زیر را طی کند:مرحله 1: کاربر اعداد اول و دوم را وارد می کند - تقسیم کننده آموزش برنامه نویسی و تقسیم کننده

مرحله 2: الگوریتمی که برای انجام تقسیم نوشته شده است، عدد را می گیرد، سپس یک علامت تقسیم بین تقسیم کننده و تقسیم کننده قرار می دهد. باقی مانده را نیز بررسی می کند.مرحله 3: نتیجه تقسیم و باقیمانده به کاربر نشان داده می شود مرحله 4: الگوریتم خاتمه می یابد در اینجا نحوه پیاده سازی این نوع الگوریتم در جاوا اسکریپت آمده است:

اگر خطایی وجود داشته باشد، ممکن است الگوریتم اجرا نشود یا خروجی اشتباه را برگرداند. اگر برنامه نویسی که الگوریتم را نوشته است، آموزش برنامه نویسی تجربه کاربر را در نظر گرفته باشد، یک کنترل کننده خطا می تواند یک خطا را به کاربر نشان دهد و به او اطلاع دهد که چه کاری انجام دهد.

چرا به الگوریتم نیاز دارید؟اگر شما یکی از آن دسته از دانشجویان علوم کامپیوتر هستید که می پرسند «چرا الگوریتم ها»، در اینجا دلایلی وجود دارد که چرا باید در مورد آنها بیاموزید:

حل مسئله: توانایی نوشتن یک الگوریتم ظرفیت حل مسئله شما را بهبود می بخشد. این یک باور رایج است که وقتی می توانید یک مشکل را با یک چیز حل کنید، می توانید مشکلات را با یک چیز دیگر حل کنید. بنابراین، اگر می توانید مشکلات را با پایتون حل کنید، می توانید مشکلات را با جاوا اسکریپت حل کنید.

مقیاس پذیری: یک الگوریتم به نرم افزار/برنامه/وب سایت شما کمک آموزش برنامه نویسی می کند تا به خواسته ها پاسخ مناسب دهد.استفاده صحیح از منابع: انتخاب الگوریتم مناسب استفاده مناسب از منابعی مانند حافظه، ذخیره سازی، شبکه و غیره را تضمین می کند.

انواع الگوریتم ها

الگوریتم ها در علوم کامپیوتر را می توان به طور کلی به الگوریتم های جستجو و مرتب سازی طبقه بندی کرد:مرتب‌سازی – مرتب‌سازی انتخابی، مرتب‌سازی حبابی، مرتب‌سازی درج، مرتب‌سازی ادغامی، مرتب‌سازی سریع و غیره.جستجو - جستجوی دودویی، جستجوی نمایی، جستجوی پرش و غیره.

اما انواع مختلفی از الگوریتم آموزش برنامه نویسی ها وجود دارد که برنامه نویسان به طور مرتب از آنها استفاده می کنند. در اینجا برخی دیگر از انواع الگوریتم های رایج سازماندهی شده بر اساس دسته بندی آمده است:

هشینگ – SHA-256، SHA-1نیروی بی رحم - آزمون و خطاتقسیم و غلبه - الگوریتم مرتب سازی ادغامحریص – الگوریتم پریم، الگوریتم کروسکال بازگشتی - فاکتوریل های کامپیوتری کدام زبان برنامه نویسی برای نوشتن الگوریتم بهترین است؟

شما می توانید آنگوریتم ها را در هر زبان برنامه نویسی بنویسید. استفاده از یک زبان بر زبان دیگر هیچ فایده ای ندارد.

هر زبانی نقاط قوت و ضعف خود را دارد و هر کدام دارای نحو آموزش برنامه نویسی و ویژگی های منحصر به فردی هستند. بنابراین نوشتن یک الگوریتم ممکن است در یک زبان در مقایسه با زبان دیگر متفاوت به نظر برسد.

اما الگوریتم ها مفاهیم جهانی هستند. بنابراین اگر می‌توانید مرتب‌سازی حبابی را در پایتون بنویسید، باید بتوانید آن را در جاوا اسکریپت یا سی شارپ نیز بنویسید.

منبعces برای الگوریتم های یادگیری در اینجا چند ویدیو از کانال YouTube freeCodeCamp وجود دارد که می تواند به شما در یادگیری آموزش برنامه نویسی موثر الگوریتم ها کمک کند:

آموزش الگوریتم ها و ساختارهای داده - دوره کامل برای مبتدیان الگوریتم ها در پایتون – دوره کامل برای مبتدیان دوره آموزشی ساختارهای داده آسان به پیشرفته - آموزش کامل از یک مهندس آموزش برنامه نویسی گوگل برنامه نویسی پویا - آموزش حل مسائل الگوریتمی و چالش های کدنویسی آشنایی با الگوریتم های مرتب سازی

در آن الگوریتم اجرا نمی شود)برخی آموزش برنامه نویسی از مراحل الگوریتم ممکن است به طور مکرر اجرا شوند، اما در نهایت، پایان دادن به یک الگوریتم است.

به عنوان مثال، الگوریتم زیر اعداد را به ترتیب نزولی مرتب می کند. از میان اعداد مشخص شده حلقه می زند تا زمانی که آنها را به ترتیب نزولی مرتب کند، سپس زمانی که تعداد دیگری برای مرتب سازی وجود نداشته باشد پایان می یابد:

به عنوان مثال، برای یک مبنای نظری، الگوریتمی برای تقسیم دو عدد و نشان دادن باقیمانده می تواند مراحل زیر را طی کند:مرحله 1: کاربر اعداد اول و دوم را وارد می کند - تقسیم کننده آموزش برنامه نویسی و تقسیم کننده

مرحله 2: الگوریتمی که برای انجام تقسیم نوشته شده است، عدد را می گیرد، سپس یک علامت تقسیم بین تقسیم کننده و تقسیم کننده قرار می دهد. باقی مانده را نیز بررسی می کند.مرحله 3: نتیجه تقسیم و باقیمانده به کاربر نشان داده می شود مرحله 4: الگوریتم خاتمه می یابد در اینجا نحوه پیاده سازی این نوع الگوریتم در جاوا اسکریپت آمده است:

اگر خطایی وجود داشته باشد، ممکن است الگوریتم اجرا نشود یا خروجی اشتباه را برگرداند. اگر برنامه نویسی که الگوریتم را نوشته است، آموزش برنامه نویسی تجربه کاربر را در نظر گرفته باشد، یک کنترل کننده خطا می تواند یک خطا را به کاربر نشان دهد و به او اطلاع دهد که چه کاری انجام دهد.

چرا به الگوریتم نیاز دارید؟اگر شما یکی از آن دسته از دانشجویان علوم کامپیوتر هستید که می پرسند «چرا الگوریتم ها»، در اینجا دلایلی وجود دارد که چرا باید در مورد آنها بیاموزید:

حل مسئله: توانایی نوشتن یک الگوریتم ظرفیت حل مسئله شما را بهبود می بخشد. این یک باور رایج است که وقتی می توانید یک مشکل را با یک چیز حل کنید، می توانید مشکلات را با یک چیز دیگر حل کنید. بنابراین، اگر می توانید مشکلات را با پایتون حل کنید، می توانید مشکلات را با جاوا اسکریپت حل کنید.

مقیاس پذیری: یک الگوریتم به نرم افزار/برنامه/وب سایت شما کمک آموزش برنامه نویسی می کند تا به خواسته ها پاسخ مناسب دهد.استفاده صحیح از منابع: انتخاب الگوریتم مناسب استفاده مناسب از منابعی مانند حافظه، ذخیره سازی، شبکه و غیره را تضمین می کند.

انواع الگوریتم ها

الگوریتم ها در علوم کامپیوتر را می توان به طور کلی به الگوریتم های جستجو و مرتب سازی طبقه بندی کرد:مرتب‌سازی – مرتب‌سازی انتخابی، مرتب‌سازی حبابی، مرتب‌سازی درج، مرتب‌سازی ادغامی، مرتب‌سازی سریع و غیره.جستجو - جستجوی دودویی، جستجوی نمایی، جستجوی پرش و غیره.

اما انواع مختلفی از الگوریتم آموزش برنامه نویسی ها وجود دارد که برنامه نویسان به طور مرتب از آنها استفاده می کنند. در اینجا برخی دیگر از انواع الگوریتم های رایج سازماندهی شده بر اساس دسته بندی آمده است:

هشینگ – SHA-256، SHA-1نیروی بی رحم - آزمون و خطاتقسیم و غلبه - الگوریتم مرتب سازی ادغامحریص – الگوریتم پریم، الگوریتم کروسکال بازگشتی - فاکتوریل های کامپیوتری کدام زبان برنامه نویسی برای نوشتن الگوریتم بهترین است؟

شما می توانید آنگوریتم ها را در هر زبان برنامه نویسی بنویسید. استفاده از یک زبان بر زبان دیگر هیچ فایده ای ندارد.

هر زبانی نقاط قوت و ضعف خود را دارد و هر کدام دارای نحو آموزش برنامه نویسی و ویژگی های منحصر به فردی هستند. بنابراین نوشتن یک الگوریتم ممکن است در یک زبان در مقایسه با زبان دیگر متفاوت به نظر برسد.

اما الگوریتم ها مفاهیم جهانی هستند. بنابراین اگر می‌توانید مرتب‌سازی حبابی را در پایتون بنویسید، باید بتوانید آن را در جاوا اسکریپت یا سی شارپ نیز بنویسید.

منبعces برای الگوریتم های یادگیری در اینجا چند ویدیو از کانال YouTube freeCodeCamp وجود دارد که می تواند به شما در یادگیری آموزش برنامه نویسی موثر الگوریتم ها کمک کند:

آموزش الگوریتم ها و ساختارهای داده - دوره کامل برای مبتدیان الگوریتم ها در پایتون – دوره کامل برای مبتدیان دوره آموزشی ساختارهای داده آسان به پیشرفته - آموزش کامل از یک مهندس آموزش برنامه نویسی گوگل برنامه نویسی پویا - آموزش حل مسائل الگوریتمی و چالش های کدنویسی آشنایی با الگوریتم های مرتب سازی

کد جاوا را خورد - هم رویه ای و هم شی گرا.  آموزش کامپیوتر محیط توسعه به زبان آموز اجازه می دهد کد منبع دلخواه بنویسد و انیمیشن های پویا آن را ببیند.

ارزش افزوده این حالت با تولید خودکار  آموزش کامپیوتر اقدامات انیمیشن برای کد هدف و در نتیجه اجرای برنامه انیمیشن بیان می شود. برای انجام این کار، ما زیرساخت پیچیده ای را توسعه داده ایم که یکی از کمک های فنی اصلی این کار را نشان می دهد. معماری پیوست شده (شکل 7) مولفه Scene Animations Mediator را با معماری جدا شده به اشتراک می گذارد.

شکل 7

شکل 7

معماری متصل

تصویر در اندازه کامل

ایده توسعه  آموزش کامپیوتر ماژولی به نام Catalyst از مهندسی مکانیک به عاریت گرفته شده است. اصل این بود که یک ورودی کد منبع عمومی را ایجاد کنیم و یک خروجی کاملاً تعریف شده تولید کنیم: دستورات Diogene-CT. کاتالیست به گونه ای طراحی شده است که تا حد امکان عمومی باشد. در حال حاضر، پیاده سازی بر روی زبان برنامه نویسی JShell متمرکز شده است، اما می توان آن را با پیاده سازی دیگری جایگزین کرد که می تواند هر زبان برنامه نویسی را شرح دهد. در طول اجرا، کاتالیست تمام رویدادهایی را که توسط برنامه هدف ایجاد می‌شود آموزش کامپیوتر ، ضبط می‌کند و آنها را در حال حرکت متحرک می‌کند (یعنی به صورت پویا دستورات انیمیشن Diogene-CT مربوطه را می‌سازد). این رویدادها توسط منطق اشکال زدایی ضبط می شوند. در واقع، اطلاعات اشکال زدایی - که کد منبع را توصیف می کند - برای تولید انیمیشن ها استفاده می شود. در جزئیات، کاتالیزور باید کد منبع را به خروجی دستورات تبدیل کند و اجرای کامل کد منبع را با رهگیری نقاط کلیدی هدف پیگیری کند.  آموزش کامپیوتر به این ترتیب، نقاط شکست پویا برای جمع آوری تمام پارامترهای لازم برای ساخت دستوراتی که به واسطه ارسال می شود، قرار می گیرند.

آزمایش

همانطور که اشاره کردیم، روش‌شناسی و ابزارهای مورد بحث در این مقاله در طول سال‌ها در دوره‌های برنامه‌نویسی از مقطع کارشناسی علوم کامپیوتر در دانشگاه توسعه یافته‌اند. به طور خاص، پذیرش برنامه های انیمیشن به طور سیستماتیک در دو دوره به تصویب رسیده است.

من.

دوره برنامه نویسی رویه ای (PP)، یعنی کدگذاری 101، دوره مقدماتی برنامه نویسی (سال اول برنامه درسی علوم کامپیوتر). دوره PP با تکنیک های مقدماتی رویه ای-برنامه نویسی در چندین زبان، در درجه اول C/C++، و در درجه دوم MatLab سروکار دارد، که اصول، ساختارهای کنترل، آموزش کامپیوتر  توابع و برنامه نویسی ماژولار، آرایه ها و رکوردها، اشاره گرها و مقدمه ای بر ساختارهای داده را پوشش می دهد. روی ساختار داده لیست تمرکز کنید. امتحان نهایی از دو بخش تشکیل شده است: یک آزمون کتبی با 30 سوال چند گزینه ای که در 40 دقیقه تکمیل می شود. یک آزمون برنامه نویسی عملی که مستلزم پیاده سازی یک برنامه کاربردی آموزش برنامه نویسی کودکان ساده با رابط کاربری مبتنی بر کنسول است که یک یا چند الگوریتم را بر روی مجموعه ای – یعنی فهرستی – از رکوردها پیاده سازی می کند. این یک دوره سال اول است و ما فرض می کنیم که اکثر دانش آموزان هیچ سابقه برنامه نویسی ندارند.

ii

دوره برنامه نویسی شی گرا (OOP)، یعنی دوره مقدماتی شی گرایی (سال دوم برنامه درسی). دوره OOP کلاس ها، اشیا، مراجع، روش ها و پیام ها، لایه های برنامه، استثناها و تست های رگرسیون را در چندین زبان، در درجه اول جاوا و در درجه دوم C# معرفی می کند. امتحان نهایی از نظر ساختار شبیه به دوره PP است:  آموزش کامپیوتر یک آزمون کتبی با 30 سوال چند گزینه ای که در 40 دقیقه تکمیل می شود. یک آزمون برنامه نویسی عملی که نیاز به پیاده سازی منطق کاربردی با پیچیدگی متوسط و آزمون های رگرسیون نسبی دارد. دانش‌آموزان باید مناسب‌ترین ساختار داده، یعنی فهرست، مجموعه یا نقشه را انتخاب کنند.

در این بخش برخی از نتایج تجربی جمع آوری شده در این چارچوب را گزارش می کنیم. ما دو آزمایش را مورد بحث قرار می‌دهیم: (1) اول، تجزیه و تحلیل آمار تکمیل دوره، به منظور ارزیابی مزایای واقعی رویکرد ما از نظر نتایج یادگیری. و (ii) دوم، یک مطالعه کاربر بین گروهی از دانش آموزان انجام شد تا بینشی در مورد درک آنها از نقاط قوت و محدودیت های روش به دست آورد.

اثربخشی بر نرخ های تکمیل دوره

به عنوان اولین مجموعه از نتایج تجربی، نرخ تکمیل دوره را برای گروه های مختلف دانش آموزان گزارش می کنیم. ما گروه آزمایشی خود را، دانش‌آموزانی که کدنویسی در PP و OOP با کمک روش و ابزار Diogene-CT آموزش داده شده‌اند، با گروه کنترلی از دانش‌آموزان مقایسه کردیم.  برای انجام این کار، درصد دانش آموزانی که امتحان نهایی دوره PP و OOP را از سال تحصیلی 2013-2014 تا 2018-2019 قبول کردند، اندازه گیری کردیم. در حالی که مدرسان و محتویات دوره تا حد زیادی بدون تغییر باقی ماندند، روش تدریس به طور قابل توجهی در این سال ها تکامل یافته است:

در سال‌های 2013-2014 و 2014-2015 هیچ تکنیک Diogene-CT در این دوره استفاده نشده است. ما به این گروهها به عنوان شماره اشاره خواهیم کرد.

گروه 2015-2016 یک دوره گذرا بود، به این معنا که استعاره بازوی رباتیک برای پشتیبانی از معرفی مفاهیم برنامه نویسی  computer educationبه کار گرفته شد، اما مجموعه ابزار Diogene-CT در آن زمان آماده تولید نبود و بنابراین ابزارهای ابتدایی تر بودند. تو بودی

کد جاوا را خورد - هم رویه ای و هم شی گرا.  آموزش کامپیوتر محیط توسعه به زبان آموز اجازه می دهد کد منبع دلخواه بنویسد و انیمیشن های پویا آن را ببیند.

ارزش افزوده این حالت با تولید خودکار  آموزش کامپیوتر اقدامات انیمیشن برای کد هدف و در نتیجه اجرای برنامه انیمیشن بیان می شود. برای انجام این کار، ما زیرساخت پیچیده ای را توسعه داده ایم که یکی از کمک های فنی اصلی این کار را نشان می دهد. معماری پیوست شده (شکل 7) مولفه Scene Animations Mediator را با معماری جدا شده به اشتراک می گذارد.

شکل 7

شکل 7

معماری متصل

تصویر در اندازه کامل

ایده توسعه  آموزش کامپیوتر ماژولی به نام Catalyst از مهندسی مکانیک به عاریت گرفته شده است. اصل این بود که یک ورودی کد منبع عمومی را ایجاد کنیم و یک خروجی کاملاً تعریف شده تولید کنیم: دستورات Diogene-CT. کاتالیست به گونه ای طراحی شده است که تا حد امکان عمومی باشد. در حال حاضر، پیاده سازی بر روی زبان برنامه نویسی JShell متمرکز شده است، اما می توان آن را با پیاده سازی دیگری جایگزین کرد که می تواند هر زبان برنامه نویسی را شرح دهد. در طول اجرا، کاتالیست تمام رویدادهایی را که توسط برنامه هدف ایجاد می‌شود آموزش کامپیوتر ، ضبط می‌کند و آنها را در حال حرکت متحرک می‌کند (یعنی به صورت پویا دستورات انیمیشن Diogene-CT مربوطه را می‌سازد). این رویدادها توسط منطق اشکال زدایی ضبط می شوند. در واقع، اطلاعات اشکال زدایی - که کد منبع را توصیف می کند - برای تولید انیمیشن ها استفاده می شود. در جزئیات، کاتالیزور باید کد منبع را به خروجی دستورات تبدیل کند و اجرای کامل کد منبع را با رهگیری نقاط کلیدی هدف پیگیری کند.  آموزش کامپیوتر به این ترتیب، نقاط شکست پویا برای جمع آوری تمام پارامترهای لازم برای ساخت دستوراتی که به واسطه ارسال می شود، قرار می گیرند.

آزمایش

همانطور که اشاره کردیم، روش‌شناسی و ابزارهای مورد بحث در این مقاله در طول سال‌ها در دوره‌های برنامه‌نویسی از مقطع کارشناسی علوم کامپیوتر در دانشگاه توسعه یافته‌اند. به طور خاص، پذیرش برنامه های انیمیشن به طور سیستماتیک در دو دوره به تصویب رسیده است.

من.

دوره برنامه نویسی رویه ای (PP)، یعنی کدگذاری 101، دوره مقدماتی برنامه نویسی (سال اول برنامه درسی علوم کامپیوتر). دوره PP با تکنیک های مقدماتی رویه ای-برنامه نویسی در چندین زبان، در درجه اول C/C++، و در درجه دوم MatLab سروکار دارد، که اصول، ساختارهای کنترل، آموزش کامپیوتر  توابع و برنامه نویسی ماژولار، آرایه ها و رکوردها، اشاره گرها و مقدمه ای بر ساختارهای داده را پوشش می دهد. روی ساختار داده لیست تمرکز کنید. امتحان نهایی از دو بخش تشکیل شده است: یک آزمون کتبی با 30 سوال چند گزینه ای که در 40 دقیقه تکمیل می شود. یک آزمون برنامه نویسی عملی که مستلزم پیاده سازی یک برنامه کاربردی آموزش برنامه نویسی کودکان ساده با رابط کاربری مبتنی بر کنسول است که یک یا چند الگوریتم را بر روی مجموعه ای – یعنی فهرستی – از رکوردها پیاده سازی می کند. این یک دوره سال اول است و ما فرض می کنیم که اکثر دانش آموزان هیچ سابقه برنامه نویسی ندارند.

ii

دوره برنامه نویسی شی گرا (OOP)، یعنی دوره مقدماتی شی گرایی (سال دوم برنامه درسی). دوره OOP کلاس ها، اشیا، مراجع، روش ها و پیام ها، لایه های برنامه، استثناها و تست های رگرسیون را در چندین زبان، در درجه اول جاوا و در درجه دوم C# معرفی می کند. امتحان نهایی از نظر ساختار شبیه به دوره PP است:  آموزش کامپیوتر یک آزمون کتبی با 30 سوال چند گزینه ای که در 40 دقیقه تکمیل می شود. یک آزمون برنامه نویسی عملی که نیاز به پیاده سازی منطق کاربردی با پیچیدگی متوسط و آزمون های رگرسیون نسبی دارد. دانش‌آموزان باید مناسب‌ترین ساختار داده، یعنی فهرست، مجموعه یا نقشه را انتخاب کنند.

در این بخش برخی از نتایج تجربی جمع آوری شده در این چارچوب را گزارش می کنیم. ما دو آزمایش را مورد بحث قرار می‌دهیم: (1) اول، تجزیه و تحلیل آمار تکمیل دوره، به منظور ارزیابی مزایای واقعی رویکرد ما از نظر نتایج یادگیری. و (ii) دوم، یک مطالعه کاربر بین گروهی از دانش آموزان انجام شد تا بینشی در مورد درک آنها از نقاط قوت و محدودیت های روش به دست آورد.

اثربخشی بر نرخ های تکمیل دوره

به عنوان اولین مجموعه از نتایج تجربی، نرخ تکمیل دوره را برای گروه های مختلف دانش آموزان گزارش می کنیم. ما گروه آزمایشی خود را، دانش‌آموزانی که کدنویسی در PP و OOP با کمک روش و ابزار Diogene-CT آموزش داده شده‌اند، با گروه کنترلی از دانش‌آموزان مقایسه کردیم.  برای انجام این کار، درصد دانش آموزانی که امتحان نهایی دوره PP و OOP را از سال تحصیلی 2013-2014 تا 2018-2019 قبول کردند، اندازه گیری کردیم. در حالی که مدرسان و محتویات دوره تا حد زیادی بدون تغییر باقی ماندند، روش تدریس به طور قابل توجهی در این سال ها تکامل یافته است:

در سال‌های 2013-2014 و 2014-2015 هیچ تکنیک Diogene-CT در این دوره استفاده نشده است. ما به این گروهها به عنوان شماره اشاره خواهیم کرد.

گروه 2015-2016 یک دوره گذرا بود، به این معنا که استعاره بازوی رباتیک برای پشتیبانی از معرفی مفاهیم برنامه نویسی  computer educationبه کار گرفته شد، اما مجموعه ابزار Diogene-CT در آن زمان آماده تولید نبود و بنابراین ابزارهای ابتدایی تر بودند. تو بودی