Содержание
Модуль 1. Основы алгоритмизации
1.1 Этапы решения задач на ЭВМ.
Решение задачи разбивается на этапы:
- Постановка задачи
- Формализация (математическая постановка)
- Выбор (или разработка) метода решения
- Разработка алгоритма
- Составление программы
- Отладка программы
- Вычисление и обработка результатов
- При постановке задачи выясняется конечная цель и вырабатывается общий подход к решению задачи. Выясняется сколько решений имеет задача и имеет ли их вообще. Изучаются общие свойства рассматриваемого физического явления или объекта, анализируются возможности данной системы программирования.
- На этом этапе все объекты задачи описываются на языке математики, выбирается форма хранения данных, составляются все необходимые формулы.
- Выбор существующего или разработка нового метода решения (очень важен и, в то же время личностный этап).
- На этом этапе метод решения записывается применительно к данной задаче на одном из алгоритмических языков (чаще на графическом).
- Переводим решение задачи на язык, понятный машине.
1.2. Алгоритм. Свойства алгоритмов.
Алгоритм - это определенным образом организованная последовательность действий, за конечное число шагов приводящая к решению задачи.
Свойства алгоритмов:
- Определенность
- Дискретность
- Целенаправленность
- Конечность
- Массовость
Порядок выполнения алгоритма:
- Действия в алгоритме выполняются в порядке их записи
- Нельзя менять местами никакие два действия алгоритма
- Нельзя не закончив одного действия переходить к следующему
Для записи алгоритмов используются специальные языки:
- Естественный язык (словесная запись)
- Формулы
- Псевдокод
- Структурограммы
- Синтаксические диаграммы
- Графический (язык блок-схем)
- Естественный язык:
если условие то действие1 иначе действие2
- Структурограмма:
- Синтаксическая диаграмма:
- Графический язык:
Составление алгоритмов графическим способом подчиняется двум ГОСТам:
- ГОСТ 19.002-80, соответствует международному стандарту ИСО 2636-73. Регламентирует правила составления блок-схем.
- ГОСТ 19.003-80, соответствует международному стандарту ИСО 1028-73. Регламентирует использование графических примитивов.
| Название |
Символ (рисунок) |
Выполняемая функция (пояснение) |
| 1. Блок вычислений |
|
Выполняет вычислительное действие или группу действий |
| 2. Логический блок |
|
Выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от условия |
| 3. Блоки ввода/вывода |
|
Ввод или вывод данных вне зависимости от физического носителя |
|
Вывод данных на печатающее устройство |
| 4. Начало/конец (вход/выход) |
|
Начало или конец программы, вход или выход в подпрограмму |
| 5. Предопределенный процесс |
|
Вычисления по стандартной или пользовательской подпрограмме |
| 6. Блок модификации |
|
Выполнение действий, изменяющих пункты алгоритма |
| 7. Соединитель |
|
Указание связи между прерванными линиями в пределах одной страницы |
| 8. Межстраничный соединитель |
|
Указание связи между частями схемы, расположенной на разных страницах |
Правила построения блок-схем:
- Блок-схема выстраивается в одном направлении либо сверху вниз, либо слева направо
- Все повороты соединительных линий выполняются под углом 90 градусов
1.3. Алгоритмическая конструкция ветвления.
Ветвление - управляющая структура, организующая выполнение лишь одного из двух указанных действий в зависимости от справедливости некоторого условия.
Условие - вопрос, имеющий два варианта ответа: да или нет.
Запись ветвления выполняется в двух формах: полной и неполной.
Полная форма:
 
Неполная форма:
 
Пример: найти наименьшее из трех чисел.
1 вариант решения:
2 вариант решения:
1.4. Алгоритмическая конструкция цикла.
Цикл - управляющая структура, организующая многократное выполнение указанного действия.
Цикл "пока":
Выполнение цикла "пока" начинается с проверки условия, поэтому такую разновидность циклов называют циклы с предусловием. Переход к выполнению действия осуществляется только в том случае, если условие выполняется, в противном случае происходит выход из цикла. Можно сказать что условие цикла "пока" - это условие входа в цикл. В частном случае может оказаться что действие не выполнялось ни разу. Условие цикла необходимо подобрать так, чтобы действия выполняемые в цикле привели к нарушению его истинности, иначе произойдет зацикливание.
Зацикливание - бесконечное повторение выполняемых действий.
Цикл "до":
Исполнение цикла начинается с выполнения действия. Таким образом тело цикла будет реализовано хотя бы один раз. После этого происходит проверка условия. Поэтому цикл "до" называют циклом с постусловием. Если условие не выполняется, то происходит возврат к выполнению действий. Если условие истинно, то осуществляется выход из цикла. Таким образом условие цикла "до" - это условие выхода. Для предотвращения зацикливания необходимо предусмотреть действия, приводящие к истинности условия.
Цикл с параметром, или цикл со счетчиком, или арифметический цикл - это цикл с заранее известным числом повторов.
В блоке модификации указывается закон изменения переменной параметра.
Xo - начальное значение параметра
h - шаг
Xn - последнее значение параметра
Для создания циклов с параметром необходимо использовать правила:
- Параметр цикла, его начальное и конечное значения и шаг должны быть одного типа
- Запрещено изменять в теле цикла значения начальное, текущее и конечное для параметра
- Запрещено входить в цикл минуя блок модификации
- Если начальное значение больше конечного, то шаг - число отрицательное
- После выхода из цикла значение переменной параметра неопределенно и не может использоваться в дальнейших вычислениях
- Из цикла можно выйти не закончив его, тогда переменная параметр сохраняет свое последнее значение
1.5. Использование циклов с параметром для обработки массивов.
Массив - упорядоченная структура, предназначенная для хранения однотипных данных.
Упорядочение элементов в массиве происходит по их индексам.
Индекс - порядковый номер элемента.
Массив задается именем (заглавные латинские буквы), типом данных и размерностью.
Размерность - максимально возможное количество элементов в массиве. В один момент времени можно обратиться только к одному элементу массива. Для этого указывается имя массива и в скобках индекс элемента.
Массивы делятся на одномерные (линейные) и двумерные.
Прообразом в математике для одномерного массива является вектор. Для двумерного - матрица.
Пример: вычислить n!
Пример: вычислить an
Пример: ввести элементы массива:
а)одномерного, размерности 10
б)двумерного, 5x5
содержание вперед на
главную
|
