יעדים

הכרה ראשונית )בפרט לתלמידים שלא למדו מדעי המחשב בחטיבת הביניים( של תחום מדעי המחשב והשפעתו על תחומי ידע אחרים. חשיפה ראשונית לחשיבה אלגוריתמית וכתיבת תכניות. הכרה ראשונית של מושג העצם ותכנות מבוסס עצמים.

תכנים

• הדגמת חשיבותו ומקומו של מקצוע מדעי המחשב ע"י דיון באתגרים חישוביים מתחומי ידע שונים.
• הכרת משימות חישוביות פשוטות: ניתוח המשימה, ניסוח אלגוריתמי של פתרון אפשרי.
• הכרת המושג שפת תכנות.
• הכרת מושג התכנית: קריאה, כתיבה, הרצה, בדיקה, ותיקון תכניות פשוטות. מחלקה ופעולת main כמסגרת בסיסית לכתיבת תכנית.
• הכרת מושג העצם.
• קריאה והבנה של ממשק פשוט של מחלקה קיימת, לצורך יצירת עצמים וזימון פעולות על עצמים.
• יצירת עצמים באמצעות פקודת new.
• זימון וביצוע פעולות על עצמים.

מטרות ביצועיות

• התלמיד יקרא תכנית פשוטה ויסביר את דרך פעולתה במילים שלו.
• התלמיד יקבל משימה מילולית פשוטה, יתכנן ויכתוב אלגוריתם שפותר אותה בשפה כללית (כלומר סיפור – השתלשלות האלגוריתם).
• התלמיד יממש את האלגוריתם ע"י כתיבת תכנית והרצתה.
• התלמיד יתאר את המבנה הבסיסי של תכנית: מחלקה, פעולת main .
• התלמיד יכתוב תוכנית שיוצרת ומפעילה עצמים פשוטים ע"י תכנות בעזרת ממשק מחלקה נתון.
• התלמיד יפעיל פעולות בסיסיות של סביבת הפיתוח בה משתמשים בתכנית הלימודים ויוכל לפתח ולהריץ בה תכנית פשוטה (פתיחת קובץ תכנית, שמירת תכנית, עריכה, הרצה פקודה אחר פקודה).

יעדים

הכרת מושגי יסוד בתכנות: משתנים, טיפוסי נתונים, ביטויים חשבוניים, קלט / פלט, חלוקת קוד לפעולות עזר. המשך עבודה עם עצמים ממחלקות מוכנות.

תכנים

• אלגוריתם
• הכרת המושג משתנה/תכונה.
• הכרת המושג מחלקה, תכונות ופעולות
• טיפוסי נתונים בסיסיים: int, double
• תחומי הערכים של טיפוסי הנתונים לעיל.
• פקודות השמה.
• הגדרת ואתחול משתנים.
• אופרטורים חשבוניים: חיבור, חיסור, כפל, חילוק, שארית.
• פעולות מתמטיות בסיסיות: abs, max, min, pow, round, sqrt,random
• ביטויים חשבוניים: סדר קדימויות האופרטורים ותפקיד הסוגריים.
• המרה בסיסית בין טיפוסי הנתונים int ו- double
• פעולות ככלי לעידון וחלוקת משימות.
• הגדרת וכתיבת פעולת עזר private method
• הגדרת פרמטרים, והעברה call by value
• return value
• שגיאות לוגיות, שגיאות תחביר, שגיאות בזמן-ריצה.
• פעולות קלט / פלט פשוטות ושרשור מחרוזות.
• טבלת מעקב.

מטרות ביצועיות

• התלמיד יסביר את המושג "אלגוריתם" והקשר שלו לכתיבת תכנית.
• התלמיד יגדיר את סוגי ושמות המשתנים/תכונות שמתאימים למשימה מילולית נתונה.
• התלמיד יכתוב ויעקוב אחר פעולות השמה.
• התלמיד יסביר את הצורך והשוני בין טיפוסי הנתונים int ו- double.
• התלמיד יחשב את הערך של ביטויים חשבוניים נתונים.
• התלמיד יתרגם תיאור משימה חישובית מילולית לביטוי חשבוני תקין.
• התלמיד יממש משימות חישוב שכוללות ניסוח ביטויים חשבוניים.
• התלמיד יסביר (באופן בסיסי בלבד) את הצורך בהמרה בין טיפוסי נתונים שונים.
• התלמיד יסביר את הצורך בחלוקת משימה מורכבת למשימות קטנות.
• התלמיד יסביר את הצורך בפעולות ככלי לעידון וחלוקה למשימות.

יעדים

הבנת ביטויים בוליאניים, מושג התנאי, הצורך בביצוע מותנה, מבנה הבקרה if ,ותפקידם בהקשר הכללי של משימה חישובית ומימושה; העמקת ההבנה של עבודה עם משתנים.

תכנים

• טיפוס הנתונים boolean.
• פעולות בוליאניות
• יחסים: שווה, שונה, גדול, קטן, גדול או שווה, קטן או שווה.
• בעייתיות השימוש ביחסים == ו- =! בהקשר של ערכים עשרוניים.
• פעולות בוליאניות (or, and, not (וטבלאות האמת שלהן.
• ביטויים בוליאנים פשוטים, מורכבים, וסדר הפעולות הבוליאניות.
• ביצוע מותנה: if, if else
• תקינות קלט, מסננת קלט פשוטה הכוללת תנאי בלבד.

מטרות ביצועיות

• התלמיד ייחשב את הערך של ביטויים בוליאניים נתונים ויבחין בסדר הפעולות הבוליאני.
• התלמיד יתרגם משימות מותנות מילוליות לקטעי קוד שכוללים תצורות שונות של מבני if ו- else … if.
• התלמיד יגדיר / יכתוב משפט תנאי מקונן בשלוש רמות לפחות.
• התלמיד יפצל משפטי תנאי ויצור תנאי עקיף הכולל או וגם ושלילה.
• התלמיד ישתמש בפעולות בוליאניות המוגדרות על עצמים
• התלמיד יכתוב פעולות בוליאניות וישתמש בערך החוזר מהן בתוך משפט if

יעדים
הבנה ומימוש של אלגוריתמים בסיסיים לביצוע חוזר; לתרגל ביצוע חוזר ככלי לעידון אלגוריתמים; להבחין בין כתיבה אלגוריתמית של לולאה לבין מימושה בשפת תכנות; הכרה בסיסית של המושגים נכונות ויעילות של אלגוריתמים; העמקת הידע של כתיבת, תיעוד, ותיקון תכניות; להשתמש בלולאות לאלגוריתמים המצריכים מנייה או צבירה.

תכנים

• ביצוע חוזר.
• לולאת for
  לולאת while
• מסננת קלט עקשנית
• משימות חישוב טיפוסיות: מונים, צוברים, ערכי קיצון.
• תנאי סיום.
• ביצוע אינסופי.
• ניתוח נכונות בעזרת טבלת מעקב.
• ניתוח יעילות ע"י ספירת איטרציות.
• לולאות מקוננות
• תיעוד.

מטרות ביצועיות

• התלמיד יזהה בעיות שפתרונן דורש ביצוע חוזר.
• התלמיד יזהה בעיות שפתרונן מבוסס על צבירה, מניה, וחישוב ערכי קיצון (מינימום ומקסימום).
• התלמיד יבחין בין בעיה שפתרונה דורש ביצוע חוזר באורך ידוע מראש לבין בעיה שפתרונה דורש ביצוע חוזר מותנה.
• התלמיד יסביר את הצורך במבנה הבקרה for ואת דרך פעולתו.
• התלמיד יסביר את הצורך במבנה הבקרה while ואת דרך פעולתו.
• התלמיד יתרגם תיאור משימות מילוליות לאלגוריתמים שמבוססים על ביצוע חוזר.
• התלמיד יעקוב אחר קטעי קוד של ביצוע חוזר בעזרת טבלת מעקב.
• התלמיד יסביר את הצורך בתנאי הסיום של לולאה מותנית.
• התלמיד יזהה ויסביר לולאות בעלות ביצוע חוזר אינסופי.
• התלמיד יסביר במילים שלו את נכונותו של אלגוריתם נתון לביצוע חוזר.
• התלמיד יכתוב, יבדוק, ויריץ תכניות שמבוססות על מבני הבקרה while, for
• התלמיד יפתור בעיות הדורשות קינון ושילוב לולאות מסוגים שונים.
• התלמיד יתעד את התכניות שהוא כותב. על התיעוד לכלול הסבר לקטעי קוד מורכבים כגון לולאות.

יעדים

הכרת מערכים כאוסף לינארי של טיפוסים מאותו סוג, עבודה עם מערכים חד-ממדיים ודו-
ממדיים. הכרת ומימוש אלגוריתמי חיפוש, מיון ומיזוג.

תכנים

• מערכים של טיפוסי נתונים בסיסיים
• מושגי יסוד בעבודה עם מערכים: מציין (אינדקס), אורך (length), גישה למקום במערך.
• הגדרת ואתחול מערכים
• אלגוריתמים טיפוסיים:
  • חיפוש סדרתי
  • חיפוש בינארי
  • מיון הכנסה
  • מיזוג
  • דיון והשוואת יעילות האלגוריתמים
• מערך של עצמים בניית מערך עצמים
• גישה לתכונה של עצם במערך דו-מימדי

מטרות ביצועיות

• התלמיד יכתוב פעולות שמבצעות חישובים שונים על מערך נתון: סכום איברים, מספר איברים שמקיימים תנאי כלשהו, ערכי קיצון, ממוצע, בדיקת קיום תכונה כלשהי, וכדומה.
  התלמיד יסביר מה מתרחש מאחורי הקלעים כשמאתחלים מערך חדש.
• התלמיד יזהה חריגה מגבולות המערך ולכתוב קטעי קוד הנמנעים מחריגה כזו.
• התלמיד יכתוב פעולה שמקבלת מערך וערך כלשהו כפרמטרים ומאחזרת את מיקום הערך במערך בחיפוש סדרתי.
• התלמיד יסביר את אלגוריתם החיפוש הבינארי במערך ממוין.
• התלמיד ינתח באופן לא פורמלי את יעילות החיפוש הלינארי ואת יעילות החיפוש הבינארי במערך ממוין.
• התלמיד יכתוב אלגוריתם ויסביר במילים שלו כיצד לבצע מיון מערך חד ממדי בשיטת מיון הכנסה
• התלמיד יכתוב פעולה שממזגת שני מערכים ממוינים.
• התלמיד יקבל קטע קוד שכולל הגדרה, איתחול, ועיבוד פשוט של מערך של עצמים ויסביר את דרך הפעולה של הקוד.
• התלמיד יקבל משימה מילולית שדורשת הגדרה, איתחול, ועיבוד פשוט של מערך של עצמים.
• התלמיד יגדיר מערך דו-ממדי ריבועי או מלבני
• התלמיד יבצע פעולות גישה לתא במערך דו-ממדי, תוך שימוש מורכב במציינים. פעולות הגישה יכללו:
  • פעולות על האלכסון הראשי והמשני
  • סריקת המערך לפי שורות, לפי עמודות, 'בשבלול'
  • הפיכת מערך
• התלמיד יסביר קטע קוד שכולל הגדרה, איתחול, ועיבוד של מערך דו-מימדי.
• התלמיד יקבל משימה מילולית שדורשת הגדרה, איתחול, ועיבוד פשוט של מערך דו-מימדי. למשל: מציאת הערך המקסימלי במערך, חישוב ממוצע האיברים בכל שורה במערך, וכדומה.
• התלמיד יעקב בעזרת טבלת מעקב, אחר פעולות הכוללות מערכים שאבריהם משתנים במהלך הפעולה

יעדים

מבוא לתכנות מונחה עצמים וכתיבת מחלקות.

תכנים

• חזרה: יצירת והפעלת עצמים תוך שימוש בממשק מחלקה נתון.
• מושגי יסוד: מחלקה כתבנית ליצירת והפעלת עצמים, שימוש לעומת מימוש.
• מושגי יסוד: תכונות, בנאים, פעולות (שאילתות / פקודות).
• מצב העצם / מצב, מצב תקין.
• הכמסה: חשיבות העיקרון ודרך מימושו באמצעות הרשאות גישה וכתיבת פעולות מתאימות.
• מחלקות המשתמשות במחלקות אחרות.
• מימוש מחלקה לפי ממשק נתון.
• תיעוד ממשקים.
• כתיבת תכניות בדיקה.

מטרות ביצועיות

• התלמיד יקבל ממשק מחלקה, מימוש של המחלקה, ומשימה מילולית שדורשת יצירה והפעלה של מספר עצמים. התלמיד יממש את המשימה ע"י כתיבת קוד שמשתמש בשירותי המחלקה.
• התלמיד יסביר במילים שלו מה מתרחש בצד המחלקה כאשר קטע הקוד שהוא כתב לעיל מתבצע.
• התלמיד יסביר את עקרון ההכמסה ויתאר כיצד הוא בא לידי מימוש בקוד מחלקה נתון.
• התלמיד יסביר האם וכיצד קוד מחלקה נתון מפר את עקרון ההכמסה.
• בהינתן תיאור מילולי וממשקי מחלקה מתאימים, התלמיד יכתוב קוד שיוצר ומפעיל עצמים שטיפוס אחת מתכונותיהם הוא מחלקה.
• התלמיד יתאר מהו מצב "מצב תקין" של עצם וכיצד הוא בא לידי ביטוי בהינתן תיאור מילולי של בעיה.
• התלמיד יקבל ממשק מחלקה כולל תכונותיה ומשימה מילולית. התלמיד יתרגם את המשימה המילולית לפעולה במחלקה שעושה שימוש בתכונותיה.
• התלמיד יקבל מימוש של המחלקה, ותוכנית היוצרת עצמים מהמחלקה הנתונה ומשתמשת בהם.
• התלמיד ידע לבצע מעקב על תכנית זו ולציין את הפלט המתאים.
• התלמיד יקבל מימוש של המחלקה, ותוכנית היוצרת עצמים מהמחלקה הנתונה ומשתמשת בהם.
• התלמיד ידע לבצע שינויים בתוכנית לצורך קבלת פלט נדרש.