Giáo án Khoa học máy tính 11 kết nối Bài 28: Thiết kế chương trình theo mô đun

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ:

- GV chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm 2 - 4 HS.

- GV yêu cầu các nhóm HS tìm hiểu thông tin mục 1 tr.120 - 129 SGK  và thực hiện tất cả các bước thiết kế chương trình như hướng dẫn mô tả.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi củng cố tr.129 SGK:

1. Chương trình trên được thiết kế có bao nhiêu mô đun?

2. Các mô đun của chương trình trên có quan hệ với nhau như thế nào?

- GV yêu cầu HS dựa trên cơ sở kiến thức vừa tìm hiểu, kết luận về phương pháp thiết kế chương trình theo mô đun.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS thảo luận nhóm, đọc SGK và thực hiện nhiệm vụ được giao.

- GV quan sát, hướng dẫn (nếu cần).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận:

- Đại diện nhóm HS trình bày

*Câu hỏi củng cố tr.129 SGK:

1. Chương trình có ba mô đun.

2. Đầu ra của mô đun đầu tiên, NhapDL() se là đầu vào của mô đun thứ hai, Sapxep() và là đầu vào chính của mô đun thứ ba sau khi thực hiện xong mô đun thứ hai.

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung cho nhóm bạn.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện:

- GV nhận xét, đánh giá kết quả thảo luận của HS.

- GV chốt kiến thức và chú ý cho HS: Phương pháp thiết kế theo mô đun chính là phương pháp thiết kế làm mịn dần, nhưng với phương pháp này chúng ta chú ý hơn cách chia bài toán lớn thành các mô đun nhỏ hơn, có tính độc lập tương đối với nhau. Mỗi mô đun thường sẽ bao gồm một hay một vài hàm hoặc thủ tục. Các hàm này có thể sử dụng nhiều lần trong chương trình.

1. Thiết kế chương trình theo mô đun

Bước 1. Thiết kế chung

Từ yêu cầu của bài toán, ta thấy có thể chia bài toán đã cho thành ba công việc chính, các công việc này tương đối độc lập với nhau.

1) Công việc nhập dữ liệu: Dữ liệu được nhập vào tệp Data.inp và được đọc để đưa vào chương trình.

2) Công việc xử lí dữ liệu: Các công việc chuẩn bị tính toán dữ liệu theo yêu cầu của bài toán.

3) Báo cáo, đưa dữ liệu ra theo yêu cầu.

Bước 2. Thiết lập công việc nhập dữ liệu

Thiết lập hàm NhapDL(fin) có tính năng đọc dữ liệu từ tệp Data.inp và đưa vào hai mảng P (mặt hàng) và S (doanh số). Hàm được mô tả tổng quát đọc dữ liệu từ tệp fin.

1 def NhapDL(fin):

2     f = open(fin,encoding="UTF-8")

3     P = []

4     S = []

5     for line in f:

6         A = line.split(",")

7         P.append(A[0])

8         S.append(float(A[1]))

9      f.close()

10     return P,S

Bước 3. Thiết lập công việc xử lí dữ liệu

Yêu cầu chính của báo cáo là lấy được thông tin của các mặt hàng có doanh số cao nhất và thấp nhất.

→ Công việc xử lí xử liệu chính là cần sắp xếp lại các mảng P, S theo thứ tự tăng dàn của S (doanh số).

Hàm Sapxep(A,B) được thiết kế tổng quát sẽ sắp xếp lại hai mảng A, B nhưng theo thứ tự tăng dần của A.

1 def Sapxep(A,B):

2     n = len(A)

3     for i in range(1,n):

4       j = i

5       while j > 0 and A[j] < A[j-1]

6         A[j],A[j-1] = A[j-1],A[j]

7         B[j],B[j-1] = B[j-1],B[j]

8         j = j-1

Bước 4. Thiết lập báo cáo, đưa dữ liệu ra

- Chức năng đưa dữ liệu ra tệp Data.out sẽ được mô tả trong hàm GhiDL(P,S,fout). Hàm này lấy dữ liệu từ các mảng P, S và đưa dữ liệu ra tệp fout.

1 def GhiDL(P,S,fout):

2     f = open(fout,"w",encoding="UTF-8")

3     n = len(P)

4     for i in range(n-1,n-4,-1):

5         print(P[i],S[i],file = f)

6      for i in range(2,-1,-1):

7         print(P[i],S[i],file = f)

8      f.close()

- Mỗi công việc thiết kế trên được viết thành một hàm riêng biệt, độc lập với nhau. Các hàm này được gọi là các mô đun con của chương trình.

- Chương trình chính sử dụng các chương trình con trên được mô tả đơn giản như sau:

1 fin = "Data.inp"

2 fout = "Data.out"

3 P,S = NhapDL(fin)

4 Sapxep(S,P)

5 GhiDL(P,S,fout)

⇨ Kết luận:

- Phương pháp thiết kế chương trình theo mô đun sẽ tách bài toán lớn thành các bài toán nhỏ hơn, hay thành các mô đun, tương đối độc lập với nhau, sau đó tiến hành thiết kế thuật toán và chương trình cho từng mô đun con.

- Mỗi mô đun có thể là một số hàm hoặc thủ tục độc lập.

- Chương trình chính là một bản ghép nối các hàm và thủ tục con.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ:

- GV tổ chức cho HS tiếp tục hoạt động nhóm thực hiện Hoạt động 2 SGK tr.129:

Với chương trình đã có trong Hoạt động 1, em sẽ làm gì nếu có các yêu cầu bổ sung như sau:

1. Yêu cầu thay đổi thông tin trong báo cáo: Ghi hai mặt hàng có doanh số cao nhất và bốn mặt hàng có doanh số thấp nhất.

2. Cập nhật, bổ sung các mặt hàng mới và doanh số trong ngày.

3. Yêu cầu làm thêm một báo cáo trong đó ghi doanh số bán trung bình trong ngày và danh sách các mặt hàng có doanh số lớn hơn doanh số trung bình này, kết quả đưa ra tệp Data2.out.

Em có nhận xét gì về việc việc thực hiện các công việc bổ sung này?

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi Củng cố tr.130 SGK:

1. Phân loại các công việc bổ sung trên vào ba loại sau:

- Công việc mới hoàn toàn.

- Công việc nâng cấp một mô đun cũ.

- Công việc không liên quan đến thuật toán và lập trình.

2. Công việc sau đây, nếu có, sẽ thuộc nhóm công việc nào?

Nhập một giá trị số nào đó, ví dụ K, cần tìm trong danh sách các mặt hàng có doanh số xấp xỉ K (hơn kém nhau không quá hằng số C = 1).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS thảo luận nhóm, đọc SGK và thực hiện nhiệm vụ được giao.

- GV quan sát, hướng dẫn (nếu cần).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận:

- GV mời 1 - 2 nhóm trình bày kết quả thảo luận.

- HS xung phong trả lời câu hỏi củng cố:

1. Phân loại như sau:

- Công việc mới hoàn toàn: Công việc 3.

- Công việc nâng cấp một mô đun cũ: Công việc 1.

- Công việc không liên quan đến thuật toán và lập trình: Công việc 2.

2. Công việc này thuộc nhóm công việc mới hoàn toàn.

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung cho nhóm bạn.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện:

- GV nhận xét, đánh giá kết quả thảo luận của HS.

- GV tổng kết và chốt kiến thức.

2. Lợi ích của phương pháp thiết kế theo mô đun

Công việc bổ sung 1

- Đây là công việc cần nâng cấp hàm GhiDL() và độc lập với các mô đun khác. Việc nâng cấp này rất đơn giản và được mô tả trong chương trình sau. Thay đổi chỉ ở hai lệnh tại dòng 4 và 6.

1 def GhiDL(P,S,fout):

2     f = open(fout,"w",encoding="UTF-8")

3     n = len(P)

4     for i in range(n-1,n-3,-1):

5         print(P[i],S[i],file = f)

6     for i in range(3,-1,-1):

7       print(P[i],S[i],file = f)

8     f.close()

Công việc bổ sung 2

Công việc này rất đơn giản là mở tệp Data.inp và bổ sung thêm thông tin các mặt hàng mới và doanh số, không cần sửa chương trình.

Công việc bổ sung 3

Công việc này mới và hoàn toàn độc lập với các công việc khác của bài toán, nên có thể thách thành một hàm (mô đun). Hàm mới đặt tên là BC2() và có nội dung đơn giản như sau:

1 def BC2(P,S,fout):

2     f = open(fout,"w",encoding="UTF-8")

3     n = len(P)

4     average = sum(S)/n

5     print("Doanh số trung bình:",average,file = f)

6     for i in range(n):

7         if S[i] > average:

8            print(P[i],S[i],file = f)

9     f.close()

- Trong chương trình chính cần bổ sung lệnh sau đây để thực hiện báo cáo mới này.

BC2(P,S,"Data2.out")

⇨ Kết luận: Thiết kế thuật toán và chương trình theo mô đun có các ưu điểm sau:

- Chương trình ngắn gọn, sáng sủa, dễ hiểu.

- Các mô đun được thiết lập một lần và sử dụng nhiều lần.

- Dễ dàng nâng cấp, thay đổi, chỉnh sửa mà không mất công sửa lại toàn bộ chương trình.

- Dễ dàng bổ sung các mô đun mới.

- Có thể chia sẻ trong môi trường làm việc nhóm, ví dụ phân công mỗi người một công việc độc lập.