Практикумы с автоматической проверкой решений в среде КуМир

Автоматическая проверка решений
экономия времени учителя
много тестов для каждой задачи
случайные данные
особые случаи включены в тесты
группировка задач в пакеты (курсы, практикумы)
самопроверка (при домашней работе)
предварительная работа учителя
проверка только «вход-выход» (не проверить код)

Системы онлайн-проверки (eJudge и т.п.)
http://acm.timus.ru
http://informatics.mccme.ru

Contester (contester.ru), И. Клопов

PascalABC (.NET) (задачник М. Э. Абрамяна)
Task('Begin3');
http://ptaskbook.com (Pascal, C#, VB.NET, Python)

КуМир: предыстория
1980-е: А.П. Ершов, ШАЯ = школьный алгоритмический язык, АЛГОЛ по-русски
для безмашинного курса информатики
1985: «Е-практикум» (МГУ)
1990: А.Г.Кушниренко, Г.В.Лебедев, Р.А.Сворень, «Основы информатики и вычислительной техники»
1990: «КуМир» с исполнителями (Робот, Чертёжник,…) для MS DOS, Ямаха, Корвет, УКНЦ и др.

КуМир: современная версия
свободно распространяемое ПО (GPL 2.0)
Windows, Linux, Mac OS (?)
поддержка – НИИСИ РАН
(А.Г. Кушниренко, А.Г. Леонов, М.А. Ройтберг)

КуМир = Комплект Учебных МИРов

Кумир: Водолей

Задача «A+B»
C:= A + B

Кумир: автоматическая проверка
вызвать алгоритм «A плюс B»
передать ему исходные данные
получить результат
глобальные переменные
вызов алгоритма-функции
через параметры процедуры
через файлы
перенаправление потоков ввода и вывода
Варианты обмена данными:
в версии 2.0

Обмен через глобальные переменные
цел A, B, C
алг А плюс B
нач
C:= A + B
кон
алг @тестирование
нач
A:= 5; B:= 7
A плюс B
если C = A + B то
вывод "Верно!"
иначе __Ошибка__(A, B, C) все
кон
цел A, B, C
@тестирование
Ctrl+T

Процедура: сообщение об ошибке
алг __Ошибка__(цел A, B, C)
нач
вывод "Получен ответ: " вывод A, "+", B, "=", C, нс
вывод "Правильный ответ:",
вывод A, "+", B, "=", A+B
кон
__имя__ специальный алгоритм

Тестовые данные в массиве
алг @тестирование
нач
цел N = 5, i;
целтаб AA[1:N] = {1, 2, 3, 4, 5}
целтаб BB[1:N] = {5, 12, 23, 44, 75}
лог ОК; ОК:= да
нц для i от 1 до N
A:= AA[i]; B:= BB[i]
A плюс B
если C <> A + B то
__Ошибка__(A, B, C); ОК:= нет; выход
все
кц
если ОК то вывод "Верно!" все
кон
irand(1,100)

Режим учителя
kumir.exe -t
ПКМ
Защитить эту строку от изменения
Скрыть эту строку и строки выше
Скрыть эту строку и строки ниже

Шаблон с тестирующим алгоритмом
защищённые строки
скрытая часть

Шаблон для ученика
место для программы

Обмен данными через параметры
алг цел А плюс B (цел A, B)
нач
цел C
C:= A + B
знач:= C
кон
алг @тестирование
нач
цел A = 5, B = 7, C
C:= A плюс B (A, B)
если C = A + B то
вывод "Верно!"
иначе __Ошибка__(A, B, C) все
кон
алгоритм-функция

Параметры-результаты
алг А плюс B (цел A, B, рез цел C, D)
нач
C:= A + B
D:= A * B
кон
алг @тестирование
нач
цел A = 5, B = 7, C, D
A плюс B (A, B, C, D)
если C=A+B и D=A*B то
вывод "Верно!"
иначе __Ошибка__(A, B, C, D) все
кон
результат

Изменяемые параметры
алг Поменять (аргрез цел A, B)
нач
цел C
C:= A; A:= B; B:= C
кон
алг @тестирование
нач
цел A = 5, B = 7, C, D
C:= A; D:= B
Поменять (C, D)
если C=B и D=A то
вывод "Верно!"
иначе __Ошибка__(A, B, C, D) все
кон
и вход, и выход

Обмен через файлы
использовать Файлы П
алг A плюс B
нач
цел A = 0, B = 0, C
Прочитать данные(A, B)
C:= A + B
Записать результат(C)
кон
обход бага в 1.9

Алгоритмы чтения и записи данных
алг Прочитать данные(аргрез цел A, B)
нач
цел F F:= открыть на чтение("input.txt")
Фввод F, A, B
закрыть(F)
кон
алг Записать результат(цел C)
нач
цел F
F:= открыть на запись("output.txt")
Фвывод F, C
закрыть(F)
кон
обход бага в 1.9

Программа тестирования
алг @тестирование
нач
цел A = 5, B = 7, C = 0
__Вывод_в_файл__(A, B)
A плюс B
__Ввод_результата__(C)
если C = A + B то
вывод "Верно!"
иначе
__Ошибка__(A, B, C)
все
кон

КуМир: автоматическое тестирование
Шаблон:
защищённые строки (условие, объявление переменных, «обвязка» процедур и функций)
строки для ввода программы
алгоритм тестирования (Ctrl+T)
предварительная работа учителя
проверка только «вход-выход» (не проверить код)
не проверить операции ввода/вывода с консоли

КуМир: практикумы (версия 1.8+)
Практикум
Урок 1
Урок 2
Урок 3
шаблон + алгоритм проверки
тестовые обстановки для исполнителей

КуМир: практикумы
Урок
Задача
Условие
Обстановки
исполнителя
Шаблон

КуМир: практикумы
Рабочая тетрадь
Файл-практикум
Шаблоны с программами проверки
Обстановки
исполнителей

КуМир: практикумы
Практикум
Загрузить курс

КуМир: практикумы
Защищённые
строки

КуМир: практикумы
Проверить

КуМир: передача результата
алг цел @тестирование
нач
A:= 5; B:= 7
A плюс B если C = A + B то
вывод "Верно!"
знач:= 5
иначе
__Ошибка__(A, B, C)
знач:= 0
все
кон
цел
знач:= 5
знач:= 0
от 0 до 10

Проверка задач для Водолея
алг цел @тестирование
нач
Отмерить 1 литр
если @решено то
знач:= 10
вывод "Задание выполнено успешно"
иначе
знач:= 0
вывод "Задание не выполнено"
все
кон
@решено

Проверка задач для Робота
Размер поля
цел ширина, высота
@@размер поля(ширина, высота)
вывод "Размер поля: ", ширина, " на ", высота
Позиция Робота
цел x, y
@@робот(x, y)
вывод "Позиция Робота: (", x, ",", y, ")"
цел x, y
нц для x от 1 до ширина
нц для y от 1 до высота
| проверить клетку (x,y)
кц
кц

Проверка задач для Робота
закрашена
отмечена
верхняя буква
нижняя буква
Робот
Для каждой клетки:
радиация
температура

Проверка клеток на поле
если @@метка(x, y) то
вывод "отмечена "
все
если @@закрашена(x, y) то
вывод "закрашена "
все
вывод "буквы: ("
вывод @@верхняя буква(x,y), ","
вывод @@нижняя буква (x,y), ")", нс
вывод "радиация: ", @@радиация(x,y), нс
вывод "темп.: ", @@температура(x,y), нс

Готовые практикумы
материалы Д. П. Кириенко:
http://server.179.ru/wiki/?page=DenisKirienko/Kumir
Исполнитель Водолей
Исполнитель Робот
Линейные алгоритмы. Циклы «N раз». Вложенные циклы. Циклы с условием. Ветвления. Сложные условия. Циклы и условия. Вспомогательные алгоритмы. Переменные. Подсчёт шагов. Поиск выхода. Рекурсия.

Готовые практикумы
http://kpolyakov.narod.ru/school/kumir.htm
Исполнитель Водолей
Линейные алгоритмы. Циклы «N раз». Циклы с условием. Переменные. Ветвления.
Исполнитель Робот
Линейные алгоритмы. Циклы «N раз». Циклы с условием. Ветвления. Сложные условия. Вспомогательные алгоритмы. Переменные. Алгоритмы-функции. Циклы с переменной. Алгоритмы с параметрами.

Готовые практикумы
http://kpolyakov.narod.ru/school/kumir.htm
Массивы-1
Заполнение. Обработка всех элементов. Минимум и максимум. Подсчёт. Суммы и произведения. Поиск.
Массивы-2
Реверс. Циклический сдвиг. Отбор по условию. Сортировка. Двоичный поиск.

Готовые практикумы
http://kpolyakov.narod.ru/school/kumir.htm
Символьные строки
Работа с отдельными символами. Замена символов. Подсчёт символов. Разбор символьных строк. Вычисление арифметических выражений.
Алгоритмы-функции
Функции с одним параметром. Функции с несколькими параметрами. Обработка символьных строк. Логические функции. Обработка массивов. Рекурсивные функции.

Готовые практикумы
http://kpolyakov.narod.ru/school/kumir.htm
Задачи ЕГЭ – С2
Максимумы и минимумы. Подсчёт и поиск элементов. Суммы, средние и произведения. Последовательности. Матрицы.

КуМир: практикумы
использование шаблонов-заготовок
автоматическое тестирование, в том числе для Водолея и Робота
несколько тестовых обстановок для одной задачи
создание курсов: наборов задач, разбитых на темы
вся работа ученика – в одном XML-файле
удобно делать контрольные работы (в формате практикума)

КуМир: проблемы
алг Fun(цел a)
нач
. a:=a+1
кон
...
. Fun(1)
...
алг цел Fun(цел a)
нач
. знач:=1 кон
низкая скорость
дизайн (интерфейс, исполнители…)
интерпретатор, невозможно создать исполняемый файл
ограничения синтаксиса
нет динамических структур данных
нет объектов (ООП)
непригоден для практически полезного программирования

КуМир 2.0
некоторые изменения в языке (строки, файлы)
повышено быстродействие
вычисление 100! через «длинную арифметику»
Кумир 1.9: 3 мин 27 сек
Кумир 2.0: < 1 cек
транслятор в псевдокод foof.kum → foo.kod → выполнение
олимпиады, системы автоматической проверки (Contester)

КуМир 2.0

КуМир: выводы
опыт 3 года, 7-11 классы
для изучения основ алгоритмизации не хуже Паскаля и др.
школьники воспринимают русские команды легче английских
автоматическая проверка экономит время
в 6-7 классах – исполнители
один из вариантов для подготовки к ЕГЭ
лучший выбор для «непрограммистов»

КуМир: где взять?
Сайт проекта «КуМир» в НИИСИ РАН: http://www.niisi.ru/kumir/
(последняя стабильная версия 1.9.0)
Cайт группы разработчиков:
http://lpm.org.ru/kumir2/
(стабильные версии, текущие сборки, возможность сообщить об ошибках и др.)
[email protected]
(М.А. Ройтберг)
Версия 1.9: http://lpm.org.ru/~kumir/kumir-1.9.0-windows-32bit-setup.exe

КуМир: ещё методические материалы
учебники А.Г. Кушниренко и соавторов:
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/K/KUSHNIRENKO...
http://www.niisi.ru/kumir/books.htm
материалы Д. П. Кириенко:
http://server.179.ru/wiki/?page=DenisKirienko/Kumir
сборник задач Т. Удаловой
http://www.licey.net/kumir/
Удалова Т.Л., Ануфриева М.В. Программирование. КуМир (2012). http://www.licey.net/book/1799
материалы Т. Прищепа
http://ido.tsu.ru/other_res/school2/...

КуМир: ещё методические материалы
Зайдельман Я.Н. Курс «Алгоритмизация и программирование: от первых шагов до подготовки к ЕГЭ»
http://edu.1september.ru/courses/107/005/
материалы А.С. Башлакова
http://www.klyaksa.net/htm/konspektsch/kumir/index.htm
дистанционные курсы МИОО (2010):
http://www.mos-cons.ru/course/view.php?id=24
дистанционный семинар на сайте it-n.ru
http://www.it-n.ru/Board.aspx?cat_no=85737...