Giáo án gộp Tin học 11 Khoa học máy tính Cánh diều kì II

Bài 7: Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu

Bài 8: Bảo vệ an toàn của hệ cơ sở dữ liệu và bảo mật thông tin trong cơ sở dữ liệu

GIÁO ÁN WORD CHỦ ĐỀ G. HƯỚNG NGHIỆP VỚI TIN HỌC

Bài: Nghề quản trị cơ sở dữ liệu

GIÁO ÁN WORD CHỦ ĐỀ F^CS. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

Bài 1: Kiểu mảng và cấu trúc mảng

Bài 2: Mảng hai chiều

Bài 3: Thực hành về tệp, mảng và danh sách

Bài 4: Làm mịn dần từng bước từ thuật toán đến chương trình máy tính

Bài 5: Đánh giá thuật toán

............................................

............................................

............................................

BÀI MẪU

BÀI 10. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH TỪ TRÊN XUỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔ ĐUN HÓA

I. MỤC TIÊU

1. Về kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Giải thích được phương pháp thiết kế chương trình thành các mô đun cho một bài toán cụ thể.

• Nhận biết được lợi ích của phương pháp nêu trên: hỗ trợ làm việc đồng thời, dễ dàng bảo trì, phát triển chương trình và tái sử dụng các mô đun.

2. Năng lực

Năng lực chung:

• Năng lực tự chủ: Biết lựa chọn các nguồn tài liệu học tập phù hợp.

• Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Xác định và tìm hiểu được các thông tin liên quan đến vấn đề, đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề trong bài học.

• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thực hiện tốt nhiệm vụ trong hoạt động nhóm.

Năng lực tin học:

• Hình thành, phát triển năng lực tin học giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông.

• Ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong học và tự học.

• Khả năng tư duy logic và mô hình hóa.

3. Phẩm chất

• Hình thành ý thức trách nhiệm, tính cẩn thận, chăm chỉ trong học tập và công việc.

• Có ý thức vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học ở nhà trường vào thực tiễn.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• SGK, SGV, Giáo án;

• Máy tính và máy chiếu;

• Tài liệu hướng dẫn sử dụng máy tính (tivi, điện thoại,...) (nếu có).

2. Đối với học sinh: SGK, SBT, vở ghi.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Tạo tâm thế vui vẻ, hứng khởi cho HS trước khi vào bài học mới; kích thích sự tò mò cho người học.

b. Nội dung: GV đặt vấn đề; HS trả lời câu hỏi Khởi động SGK trang 131.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho câu hỏi Khởi động SGK trang 131.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt vấn đề, dẫn dắt HS vào câu hỏi Khởi động tr.131 SGK:

          Có người nói lập trình cũng giống như giải bài tập toán, sau khi có ý tưởng thuật toán, ta viết từng dòng lệnh lần lượt từ đầu đến cuối. Theo em, nói như thế có đúng hay không? Vì sao?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS lắng nghe, suy nghĩ và đưa ra câu trả lời dựa trên những hiểu biết của bản thân.

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

- GV mời 1 - 2 HS trả lời câu hỏi. 

- GV ghi nhận tất cả các câu trả lời của HS.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV phân tích, hướng đến yêu cầu học phương pháp lập trình đúng đắn và dẫn dắt vào nội dung bài mới: - Bài 10. Thiết kế chương trình từ trên xuống và phương pháp mô đun hóa.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Thiết kế chương trình từ trên xuống theo phương pháp mô đun hóa

a. Mục tiêu: Giải thích được phương pháp thiết kế chương trình thành các mô đun cho một bài toán cụ thể.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc hiểu mục 1 SGK trang 131 - 132 và thực hiện nhiệm vụ.

c. Sản phẩm học tập: Thiết kế chương trình từ trên xuống theo phương pháp mô đun hóa.

d. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 2: Minh họa về lập trình theo phương pháp mô đun hóa

a. Mục tiêu: Giải thích được phương pháp thiết kế chương trình thành các mô đun cho một bài toán cụ thể.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc hiểu mục 2 SGK trang 132 - 133, kết hợp với kiến thức đã học, thực hiện nhiệm vụ được giao.

c. Sản phẩm học tập: Minh họa về lập trình theo phương pháp mô đun hóa.

d. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 3: Các ưu điểm của lập trình theo phương pháp mô đun hóa

a. Mục tiêu: Nhận biết được lợi ích của phương pháp nêu trên: hỗ trợ làm việc đồng thời, dễ dàng bảo trì, phát triển chương trình và tái sử dụng các mô đun.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS đọc hiểu mục 3 SGK trang 133 - 134 và thực hiện nhiệm vụ.

c. Sản phẩm học tập: Các ưu điểm của lập trình theo phương pháp mô đun hóa.

d. Tổ chức hoạt động:

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: HS củng cố kiến thức về thiết kế chương trình từ trên xuống và phương pháp mô đun hóa.

b. Nội dung: HS trả lời câu hỏi trắc nghiệm khách quan và câu hỏi SGK trang 134.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho câu hỏi trắc nghiệm khách quan và câu hỏi SGK trang 134.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giao nhiệm vụ cho HS: Khoanh tròn vào câu đặt trước câu trả lời đúng

Câu 1. Có bao nhiêu bước người lập trình cần thực hiện khi áp dụng phương pháp lập trình mô đun hóa?

A. 1.                      B. 2.                               C. 3.                               D. 4.

Câu 2. Lập trình theo phương pháp mô đun hóa dẫn đến kết quả là chương trình chính thường ngắn gọn, gồm một số câu lệnh gọi sử dụng các hàm mà người lập trình viết. Nội dung trên là ưu điểm gì của lập trình theo phương pháp mô đun hóa?

A. Phối hợp cùng lập trình.                          B. Chương trình dễ hiểu hơn.

C. Dễ kiểm thử và sửa lỗi hơn.                     D. Khả năng tái sử dụng.

Câu 3. Một mô đun phần mềm là

A. một tệp mã nguồn.                                   B. một chương trình lớn.

C. một giai đoạn lập trình.                           D. một bộ phận thiết bị.

Câu 4. Mô đun có tính chất

A. tương đối.                                                         B. tuyệt đối.

C. độc lập.                                                   D. khách quan.

Câu 5. Sắp xếp các nội dung sau đây để hoàn thành các giai đoạn cần thực hiện khi áp dụng phương pháp mô đun hóa

1. Viết chương trình chính.

2. Liệt kê các việc lớn.

3. Thiết kế các hàm.

4. Viết các hàm

A. 1 → 2 → 3 → 4.                                               B. 2 → 3 → 4 → 1.

C. 3 → 1 → 4 → 2.                                               D. 4 → 2 → 1 → 3.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi SGK trang 134:

Câu hỏi Luyện tập

Câu 1. Em hãy nêu ngắn gọn về lập trình mô đun hóa theo ý hiểu của mình.

Câu 2. Theo em, từ một chương trình có các hàm do người lập trình tự định nghĩa, có thể bỏ hết các hàm này để chuyển thành chương trình kiểu nguyên khối hay không? Việc này dễ hay khó?

Câu hỏi Tự kiểm tra:

Câu 1. Em hãy nêu các bước người lập trình cần thực hiện khi áp dụng phương pháp mô đun hóa.

Câu 2. Lập trình theo mô đun có các ưu điểm gì?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức đã học trả lời bài tập trắc nghiệm và câu hỏi SGK trang 134.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

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

- HS xung phong trả lời câu hỏi trắc nghiệm và câu hỏi SGK trang 134.

Đáp án trắc nghiệm

Đáp án câu 1 Luyện tập tr.134 SGK: 

+ Lập trình theo phương pháp mô đun hóa là chia chương trình thành một số hàm (chương trình con) tách biệt để viết mã lệnh, kiểm thử, gỡ lỗi từng hàm.

+ Các hàm do người lập trình tự định nghĩa là kết quả của việc lập trình theo mô đun.

+ Các giai đoạn trong phương pháp lập trình theo mô đun:

Giai đoạn 1. Liệt kê các việc lớn.

Giai đoạn 2. Thiết kế các hàm.

Giai đoạn 3. Viết các các hàm.

Giải đoạn 4. Viết chương trình chính.

Đáp án câu 2 Luyện tập tr.134 SGK: Có thể bỏ hết các hàm do người lập trình tự định nghĩa để chuyển thành chương tình kiểu nguyên khối. Việc này nói chung không khó. Tuy nhiên, trong thực tế sẽ không làm việc “ngược đời” này.

Đáp án câu 1 Tự kiểm tra tr.134 SGK:

Giai đoạn 1. Liệt kê các việc lớn: Sử dụng các gạch đầu dòng nhằm cho biết cần làm gì để nhận được kết quả mong muốn, tuần tự từ nhập dữ liệu đến kết quả cuối cùng.

Giai đoạn 2. Thiết kế các hàm: Phân chia mỗi bước lớn thành một vài công việc độc lập và thiết kế các hàm thực hiện từng công việc đó, xác định rõ tên hàm, đầu vào, đầu ra.

Giai đoạn 3. Viết các hàm: Lập trình từng hàm theo thiết kế; kiểm thử, gỡ lỗi từng hàm để chắc chắn nó làm đúng chức năng.

Giai đoạn 4. Viết chương trình chính: Thực hiện các bước theo liệt kê trong Giai đoạn 1 bằng các câu lệnh gọi sử dụng các hàm vừa hoàn thành; chạy thử, kiểm tra tổng thể.

Đáp án câu 2 Tự kiểm tra tr.134 SGK: Các ưu điểm của lập trình theo mô đun:

+ Phối hợp cùng lập trình.

+ Chương trình dễ hiểu hơn.

+ Dễ kiểm thử và sửa lỗi hơn.

+ Khả năng tái sử dụng.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV chốt đáp án, nhận xét, tuyên dương.

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: HS vận dụng được kiến thức đã học về thiết kế chương trình từ trên xuống và phương pháp mô đun hóa.

b. Nội dung: Nhóm HS thảo luận thực hiện bài tập Vận dụng SGK trang 134.

c. Sản phẩm học tập: Sản phẩm của HS.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm (3 - 4 HS) thực hiện bài tập Vận dụng SGK tr.134:

          Xét dự án nhỏ về lập trình để thực nghiệm so sánh thời gian thực tế chạy chương trình máy tính thực hiện một số thuật toán sắp xếp mà em đã biết theo cách bấm giờ chạy máy với các dãy số đầu vào ngẫu nhiên rồi lấy giá trị trung bình. Em hãy áp dụng phương pháp lập trình mô đun hoá:

a) Đưa ra thiết kế các hàm sẽ được sử dụng trong chương trình.

b) Viết các câu lệnh trong chương trình chính (không cần viết các hàm).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Nhóm HS thảo luận thực hiện Vận dụng SGK trang 134.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

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

- GV mời 1 - 2 nhóm báo cáo kết quả:

a) Thiết kế các hàm sẽ được sử dụng trong chương trình có thể thừa kế kết quả các bìa học trước. Ví dụ:

+ Sinh dãy ngẫu nhiên: Bài 3 “Thực hành về tệp, mảng và danh sách” phần vận dụng đã có yêu cầu tạo dãy số thực ngẫu nhiên. Có thể dùng đáp án đã cho ở Bài 3. Không cần làm tròn số thực chỉ lấy hai chữ số phần thập phân vì không cần hiển thị dãy số ra màn hình.

from random import *

def dayNgauNhien(d): # d là độ dài dãy số ngẫu nhiên sẽ được tạo ra

    a = []

    for i in range(d):

       elem = random() # số ngẫu nhiên trong khoảng (0,1)

       a.append(elem)

   return a

+ Bài 8 “Lập trình một số thuật toán sắp xếp” đã trình bày hai thuật toán: sắp xếp nổi bọt và sắp xếp chèn tuyến tính.

+ Bài 9 “Lập trình thuật toán sắp xếp nhanh” đã trình bày hai thuật toán sắp xếp nhanh dùng lược đồ phân đoạn Lomuto và lược đồ phân đoạn Hoare. 

b) Viết các câu lệnh trong chương trình chính (không cần viết các hàm). Nên lựa chọn tham số độ dài của dãy cần sắp xếp nhanh và ít nhất là một thuật toán khác; cần chèn câu lệnh bấm giờ vào vị trí chính xác ngay trước khi gọi hàm thực hiện sắp xếp và ngay sau khi kết thúc sắp xếp;... Tổng số lần chạy thử để lấy giá trị trung bình, ví dụ khoảng 100.

t_SxNhanh = 0 

t_SxNoibot = 0

t_SxChen = 0

testNum = 100 # số lần chạy thử để lấy giá trị trung bình

for test in range(testNum):

    d = 10000 # độ dài của dãy cần sắp xếp

    # sx nổi bọt 

    day = dayNgauNhien(d)

   tBegin = time.time()

   sxNoibot(day)

   tTask = time.time() - tBegin

   t_SxNoibot += tTask

    #Sx chèn

    day = dayNgauNhien(d)

   tBegin = time.time()

   sxChen(day)

   tTask = time.time() - tBegin

   t_SxChen += tTask

    #sx nhanh

    day = dayNgauNhien(d)

   tBegin = time.time()

   quicksort(day,0,d-1)

   tTask = time.time() - tBegin

   t_SxNhanh += tTask 

print('trung bình sx nổi bọt = ', t_SxNoibot / testNum)

print('trung bình sx chèn = ', t_SxChen / testNum)

print('trung bình sx nhanh = ', t_SxNhanh / testNum)

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

• GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

E. HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

• Ôn lại kiến thức đã học.

•  Hoàn thành các bài tập trong Sách Bài tập Tin học 11 - Khoa học máy tính.

•  Đọc và tìm hiểu trước Bài 11, 12. Thực hành thiết kế và lập trình theo mô đun.