Новые методы обучения
В статье рассматривается один из подходов к разработке электронных задачников по параллельному MPI-программированию и реализованный на основе этого подхода программный комплекс Programming Taskbook for MPI (www.ptaskbook.com). Приводятся примеры учебных заданий и описывается конструктор, позволяющий разрабатывать новые группы заданий.

One of the approaches to the educational parallel software development is discussed and the Programming Taskbook for MPI system (www.ptaskbook.com), which is an electronic book of educational training tasks on parallel programming, is described. The paper contains examples of training tasks. The task constructor for additional tasks development is outlined.

Статья посвящена особенностям использования электронного задачника Programming Taskbook for Bioinformatics при изучении алгоритмов неточного сравнения строк. В качестве примера рассматривается серия заданий, связанная с алгоритмом глобального выравнивания. Приводится подробное описание процесса выполнения одного из заданий с использованием электронного задачника и дается обзор других заданий, входящих в эту серию.

We discuss essential features of the Programming Taskbook for Bioinformatics related to the study of approximate string matching algorithms. For that purpose we give a review of one group of educational tasks devoted to the global string alignment. We also provide step-by-step solution to a typical training task and briefly outline some other tasks in the group.

В статье рассматриваются пути повышения эффективности практического изучения динамических структур данных с помощью использования электронных задачников. Описывается реализация подобного задачника, включающая 180 заданий на линейные динамические структуры (стеки, очереди, двусвязные списки) и бинарные деревья. Приводятся примеры учебных заданий, иллюстрирующие особенности задачника. С. 45-56.

We discuss some ways to improve efficiency of dynamic data structures studies based on the application of the dedicated educational software. Then we describe the electronic book of educational training tasks that includes 180 tasks on dynamic data structures (stacks, queues, doubly linked lists and binary trees). We also provide solutions for exemplary problems.

С конца 1960-х годов изучается задача минимизации недетерминированных конечных автоматов. В практических программах для больших размерностей получение точного ответа обычно занимает неприемлемо большое время. В связи с этим нас интересуют, среди прочих, эвристические алгоритмы решения задачи - алгоритмы, <<ничего не обещающие>>, однако на практике в большинстве случаев дающие за приемлемое время работы решение, близкое к оптимальному.
Предлагаемый школьникам проект направлен на частичное решение одной из вспомогательных задач, возникающих в упомянутой оптимизационной задаче. Для этого мы специальным образом определяем отношение эквивалентности на множестве таблиц заданного размера M x N, заполненных элементами 0 и 1. Получение количества неэквивалентных таблиц размерности 8 x 10 будет являться серьёзным шагом на пути к доказательству того факта, что описанный ещё в 1970 г. пример <<плохого>> автомата (так называемого автомата Ватерлоо) - минимально возможный пример, не имеющий <<меньших>> аналогов.
Для решения задачи мы сначала предлагаем плохой алгоритм, заключающийся в~простом переборе матриц. Этот алгоритм хорошо работает на матрицах малых размерностей, но, как обычно в подобных ситуациях, при переходе к большим размерностям он работает неприемлемо долго. Для уменьшения времени работы алгоритма мы предлагаем несколько эвристик и приводим результаты работы разных версий программы. Цель проекта - создание новых эвристик, ещё большее убыстрение времени работы программы и, по возможности, получение ответа (количества таблиц) для размерности 8 x 10.
Для большинства описываемых в статье вариантов алгоритма мы приводим реализацию на языке C#, использующую принципы объектно-ориентированного программирования. Мы предполагаем, что дальнейшая работа над проектом будет заключаться в дальнейшей модификации приведённых нами программ. C. 87-107.

Since the late 1960s, the problem of minimizing non-deterministic finite automata has been studied. In practical programs for large dimensions, obtaining an exact answer usually takes an unacceptably long time. In this regard, we are interested in, among others, heuristic algorithms for solving the problem, i.e. in algorithms that ``do not promise anything'', which, however, in practice in most cases, they give a solution that is close to optimal for an acceptable working time.
The project proposed for schoolchildren is aimed at a partial solution of one of the auxiliary tasks arising in the mentioned optimization problem. To do this, we define in a special way the equivalence relation on the set of tables of a given size M x N filled with elements 0 and 1. Obtaining the number of nonequivalent tables of dimension 8 x 10 will be a serious step on the way to proving the fact that the example of the ``bad'' automaton described in 1970 (the so-called Waterloo automaton) is the minimal possible example, not having ``lesser'' analogues.
To solve the problem, we first propose a bad algorithm, which consists in a simple enumeration of matrices. This algorithm works well on matrices of small dimensions, but, as usual in such situations, it works unacceptably long when moving to large dimensions. To reduce the operating time of the algorithm, we offer several heuristics, and present the results of the work of different versions of the program. The goal of the project is the creation of new heuristics, an even greater increase in the operating time of the program and, if possible, obtaining an answer (the number of tables) for the dimension 8 x 10.
For the majority of variants of the algorithm described in the paper, we present the implementation in C# using the principles of the object-oriented programming. We assume that further work on the project will consist in further modification of the programs we have provided.

В статье обсуждаются вопросы применения электронных задачников при изучении разделов курса программирования, связанных с обработкой файлов. Описываются группы задачника Programming Taskbook, посвященные файловой обработке и особенности их реализации. Приводятся примеры заданий из различных групп и рассматриваются дополнительные возможности использования файлов при разработке учебных заданий. С. 21-33.

We discuss some ways to improve efficiency of file data processing studies based on the application of the dedicated educational software. Then we describe tasks on file data processing which are included in the Programming Taskbook – the electronic book of educational training tasks. We also provide examples of such tasks and discuss some advanced features of file usage in implementation of training tasks.

В статье рассматриваются возможности использования электронных задачников при изучении сложных алгоритмов и описывается электронный задачник по строковым алгоритмам биоинформатики Programming Taskbook for Bioinformatics. Задачник содержит 160 учебных заданий и охватывает широкий диапазон классических и получисленных алгоритмов поиска подстрок и алгоритмов неточного сравнения строк, в том числе алгоритмов глобального и локального выравнивания и нахождения наибольшей общей подпоследовательности. Приводятся примеры учебных заданий, иллюстрирующие особенности задачника.

We discuss some aspects of educational software aimed to help students to improve their skills of construction correct implementations for subtle and tricky algorithms. The paper describes the Programming Taskbook for Bioinformatics, an electronic book of educational training tasks on string algorithms. The electronic book contains 160 tasks covering a wide range of classical and semi-numerical algorithms of exact string matching and algorithms of approximate string matching including algorithms of global and local alignment and searching for the longest common subsequence. The paper also contains several examples of the tasks illustrating some features of the electronic book.