Что такое программа это запись алгоритма

Программный способ записи алгоритмов

При записи алгоритмов в словесной форме, в виде блок-схемы или на псевдокоде допускается определенный произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна настолько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм.

Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы – компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. И здесь на первый план выдвигается необходимость точной записи команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполнителем.

Следовательно, язык для записи алгоритмов должен быть формализован. Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке – программой для компьютера.

Алгоритм на выбранном языке программирования записывается с помощью команд описания данных, вычисления значений и управления последовательностью выполнения программы.

Способы записи алгоритмов | Информатика 9 класс #12 | Инфоурок

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММ

Разработка любой программы или программной системы начинается с определения требований к ней для конкретного набора пользователей и заканчивается эксплуатацией системы этими пользователями.

Проектирование и разработку программ целесообразно разбить на ряд последовательных этапов:

— анализ алгоритма и его сложности;

Постановка задачи

При постановке задачи необходимо провести следующие работы:

— сбор информации о задаче;

— формулировка условия задачи;

— определение конечных целей решения задачи;

— определение формы выдачи результатов;

— описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п.).

Проектирование программы

Сначала производится проектирование архитектуры программной системы. Методы проектирования архитектуры делятся на две группы:

— ориентированные на обработку;

— ориентированные на данные.

На модульном уровне по каждому модулю разрабатывается спецификация модуля:

— имя/цель – дается имя модулю и предложение о функции модуля с формальными параметрами;

— неформальное описание – обзор действий модуля;

— ссылки – какие модули ссылаются на него и на какие модули ссылается данный модуль;

— вход/выход – формальные и фактические параметры, глобальные, локальные и связанные (общие для ряда модулей) переменные;

— примечания – полезные комментарии общего характера по модулю.

Следующим шагом является детальное проектирование. На этом этапе происходит процедурное описание программы, выбор и оценка алгоритма для реализации каждого модуля.

Построение модели

При построении моделей, как правило, используют два принципа: дедуктивный (от общего к частному) и индуктивный (от частного к общему).

При дедуктивном подходе рассматривается частный случай общеизвестной фундаментальной модели. Здесь при заданных предположениях известная модель приспосабливается к условиям моделируемого объекта.

Информатика 8 класс: Способы записи алгоритмов

Индуктивный способ предполагает выдвижение гипотез, декомпозицию сложного объекта, анализ, затем синтез. Здесь широко используется подобие, аналогичное моделирование, умозаключение с целью формирования каких-либо закономерностей в виде предположений о поведении системы.

Разработка алгоритма

Разработка алгоритма – самый сложный и трудоемкий процесс, он включает в себя:

— выбор метода проектирования алгоритма;

— выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);

— выбоp тестов и метода тестиpования.

На этом этапе необходимо провести анализ правильности алгоритма. Наиболее распространенная процедура доказательства правильности алгоритма – это прогон его на множестве различных тестов. Однако это не гарантирует того, что не может существовать случая, в котором программа «не работает». Затем предлагается доказательство конечности алгоритма с окончательными исходными входными и выходными данными.

Реализация алгоритма

На этапе реализации алгоритма происходит конструирование и реализация алгоритма, включая:

— выбор языка программирования;

— уточнение способов организации данных;

— запись алгоpитма на выбpанном языке пpогpаммиpования.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Источник: cyberpedia.su

Алгоритмы

Выделяют три наиболее распространенные на практике способа записи алгоритмов:

• словесный (запись на естественном языке);
• графический (запись с использованием графических символов);
• программный (тексты на языках программирования).

Словесный способ записи алгоритмов

Словесный способ – способ записи алгоритма на естественном языке. Данный способ очень удобен, если нужно приближенно описать суть алгоритма. Однако при словесном описании не всегда удается ясно и точно выразить логику действий.

В качестве примера словесного способа записи алгоритма рассмотрим алгоритм нахождения площади прямоугольника

где S – площадь прямоугольника; а, b – длины его сторон.

Очевидно, что a, b должны быть заданы заранее, иначе задачу решить невозможно.

Словестный способ записи алгоритма выглядит так:

• Начало алгоритма.
• Задать численное значение стороны a.
• Задать численное значение стороны b.
• Вычислить площадь S прямоугольника по формуле S=a*b.
• Вывести результат вычислений.
• Конец алгоритма.

Графический способ описания алгоритмов

Для более наглядного представления алгоритма используется графический способ. Существует несколько способов графического описания алгоритмов. Наиболее широко используемым на практике графическим описанием алгоритмов является использование блок-схем. Несомненное достоинство блок схем – наглядность и простота записи алгоритма.

Каждому действию алгоритма соответствует геометрическая фигура (блочный символ). Перечень наиболее часто употребляемых символов приведен в таблице:

Название символа	Обозначение и пример заполнения	Пояснения
Пуск-останов		Начало, завершение алгоритма или подпрограммы
Ввод-вывод данных		Ввод исходных данных или вывод результатов
Процесс		Внутри прямоугольника записывается действие, например, расчетная формула
Решение		Проверка условия, в зависимости от которого меняется направление выполнения алгоритма
Модификация		Организация цикла
Предопределенный процесс		Использование ранее созданных подпрограмм
Комментарий		Пояснения

• блок Процесс обозначает вычислительный процесс и применяется для обозначения действия или последовательности действий, изменяющих значения переменных или данных

• блок Решение обозначает проверку условия

Если условие выполняется, то есть a>b, то следующим выполняется действие по стрелке «Да». Если условие не выполняется, то осуществляется переход по стрелке «Нет».

• блок Модификация используется для организации циклических (повторяющихся) действий.

• блок Предопределенный процесс используется для указания обращений к ранее созданным алгоритмам и программам, в том числе и библиотечным подпрограммам.

• блок Ввод-Вывод. При решении задачи на компьютере ввод исходных данных может осуществляться различными способами, например, с клавиатуры, с жесткого диска, с флэш-карты т. д. Задание численных значений исходных данных называется вводом, а отображение результатов расчета на экране монитора или с помощью принтера на бумаге – выводом. Если ввод-вывод не привязан к конкретному устройству, то обозначается параллелограммом. Если необходимо указать конкретное устройство ввода или вывода, то используются специальные геометрические фигуры.

устройство ввода или вывода	дисплей	магнитный диск

В качестве примера графического способа описания алгоритмов с помощью блок-схем запишем алгоритм нахождения площади прямоугольника:

Внутри каждого блока записывается соответствующее действие. Последовательность выполнения задается соединительной линией со стрелочкой.

Последовательность выполнения сверху вниз и слева направо принята за основную.

Если в алгоритме не нарушается основная последовательность, то стрелочки можно не указывать. В остальных случаях последовательность выполнения блоков обозначается стрелочкой обязательно. В нашем примере основная последовательность выполнения – сверху вниз.

Программный способ записи алгоритмов

Способ записи алгоритмов с помощью блок-схем нагляден и точен для понимания сути алгоритма, тем не менее, алгоритм предназначен для исполнения на компьютере, а язык блок-схем компьютер не воспринимает. Поэтому алгоритм должен быть записан на языке, понятном компьютеру с абсолютно точной и однозначной записью команд.

Таким образом, алгоритм должен быть записан на каком-то промежуточном языке, с точными и однозначными правилами и отличном от естественного языка и языка блок-схем, но понятном компьютеру. Такой язык принято называть языком программирования.

Запись алгоритма на языке программирования называется компьютерной программой.

Источник: www.turbopro.ru

Программа как способ записи алгоритма. Разработка алгоритма обучающей программы

Программа для решения одной и той же задачи может быть написана на разных языках программирования, и транслироваться, и выполняться на разных машинах. Одну и ту же программу разные трансляторы преобразуют в разные по­следовательности инструкций процессора. Тем не менее, в ходе выполнения программы все различия исчезают и результат получается одинаковый. Таким обра­зом, программа, независимо от того, на каком языке программирования она напи­сана, содержит нечто «постоянное», что и определяет способ решения задачи.

Фактически программа содержит порядок действий, неукоснительное следование которому позволяет решить задачу. При этом совершенно неважно, каким образом эти действия будут выполняться: с помощью компьютера, путем вычислений с использованием карандаша и бумаги или каким-то еще способом. Такой порядок действий называют алгоритмом решения задачи.

С этой точки зрения языки программирования представляют собой языки для записи алгоритмов в такой форме, которая допускает их выполнение с помощью компьютера. Под выполнением алгоритма понимается практическое осуществление заданного порядка действий.

Алгоритм должен содержать в себе все необходимое для выполнения инструкции, которое осуществляется путем пунктуального следования

Программу же можно представить в виде блок-схемы или псевдокода.

Теперь становится понятно, что таким образом мы реально представляем не программу, а записываемый с ее помощью алгоритм. Алгоритм программы представлен на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 — Алгоритм программы

Постановка цели

В программе должен быть показан основной обучающий материал по темам: эталонная модель взаимодействия открытых систем, архитектура сети TМN, способы организации управления и услуги управления сети TMN. Для того, чтобы студент, работающий с этой программой, мог получить представление об основах управления телекоммуникационными сетями и получить примерное представление о том, как выглядит сеть TMN в целом.

Также необходимо сделать программу простой в обращении, с возможно­стью добавления дополнительной информации и ее корректировки в любое время.

Создать приложения к программе для использования их студентами.

Описание программы

Данная программа была разработана на языке Turbo Pascal. Этот язык был выбран из-за некоторых особенностей.

Во-первых, Pascal хорошо приспособлен для применения общепризнанной в настоящее время технологии разработки программ методом нисходящего проек­тирования (пошаговой детализации). Это проявляется в том, что Pascal может ус­пешно использоваться для записи программы на разных уровнях ее детализации, не прибегая к помощи блок-схем или специального языка проектирования про­грамм.

Во-вторых, Pascal предоставляет весьма гибкие возможности в отношении используемых структур данных. Как известно, простота алгоритмов, а значит, и трудоемкость их разработки, их надежность, существенно зависит от того, насколько удачно будут выбраны структуры данных, используемые при решении поставленной задачи.

Источник: megaobuchalka.ru

Способы записи алгоритмов

Для записи алгоритмов (см. статью “Алгоритм”) существуют различные формы записи: словесная, блок-схема, программа на каком-либо алгоритмическом языке, нормальный алгоритм Маркова, машина Тьюринга, машина Поста и др. Такое многообразие форм записи алгоритмов обусловлено разными целями работы с алгоритмами.

Математики, доказывая правильность алгоритма, естественно, будут работать с формальным представлением алгоритма, например, в виде нормального алгоритма Маркова. Учитель, объясняя сложный алгоритм в школе, может для наглядности использовать запись в виде блок-схемы. Опытные программисты запишут алгоритм в виде программы. При изучении в школе темы “Алгоритмизация и программирование” основными являются следующие способы представления алгоритмов: запись алгоритмов в виде текстовых описаний, блок-схемы и запись в виде программы для того или иного исполнителя (см. “Исполнители алгоритмов”).

Здесь нельзя не упомянуть и учебный Алгоритмический язык, введенный в школьную информатику Ершовым, затем используемый в учебниках А.Г. Кушниренко, А.Г. Гейна, И.Г. Семакина. Учебный Алгоритмический язык — это русскоязычный структурный псевдокод.

Педагогический опыт показывает эффективность на начальных этапах обучения программированию “трехступенчатой” методики разработки программ: блок-схема — Алгоритмический язык — язык программирования (лучше всего — Паскаль, поскольку АЯ — паскалеобразен).

Текстовые описания

Текстовая (словесно-формульная) форма записи алгоритмов обычно используется для алгоритмов, ориентированных на исполнителя-человека. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке, возможно, с использованием формул. Описание может быть разбито на пункты (шаги алгоритма). Команды такого алгоритма выполняются в естественной последовательности, если не оговорено противного. Словесный способ записи алгоритмов допускает неоднозначность толкования отдельных предписаний, особенно если система команд исполнителя того или иного алгоритма (конкретного человека) четко не фиксирована.

Такой способ широко распространен при описании решения математических, химических, физических и бытовых задач, в том числе в соответствующих школьных учебниках. В решении этих задач практически отсутствуют циклические алгоритмические конструкции (см. “Алгоритмические конструкции”). Алгоритмическая конструкция ветвление записывается либо с помощью одного предложения: “Если дискриминант меньше нуля, то у уравнения нет решения, в противном случае …”, либо с помощью указания, какой из пунктов алгоритма нужно выполнять в том или ином случае: “Если при звонке по телефону гудки короткие, то п. 4, а если длинные, то п. 6”.

Блок-схемы

Блок-схемы алгоритмов — это графическое описание алгоритмов как последовательности действий. Описание алгоритма с помощью блок-схем осуществляется рисованием последовательности функциональных блоков, каждый из которых подразумевает выполнение определенного действия алгоритма. Порядок выполнения действий указывается стрелками. Написание алгоритмов с помощью блок-схем регламентируется ГОСТом. Внешний вид основных блоков, применяемых при написании блок-схем, приведен на рисунке:

В схеме алгоритма каждому типу действий соответствует геометрическая фигура. Фигуры соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий. В блок-схемах всегда есть начало и конец, обозначаемые эллипсами, между ними — последовательность шагов алгоритма, соединенных стрелками.

Шаги бывают безусловными (изображаются прямоугольниками, параллелограммами) и условными (изображаются ромбами). Из ромба всегда выходят две стрелки — одна означает дальнейший путь, в случае выполнения условия (обозначается обычно словом “да” или “+”), другая — невыполнение (слово “нет” или “–”). Ввод с клавиатуры или вывод на экран значения выражения изображается параллелограммом. Команда, выполняющая обработку действий (обычно команда присваивания), изображается в прямоугольнике.

Программы

При записи алгоритма как в словесной форме, так и в виде блок-схем допускается определенный произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна настолько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм. Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы, в частности, компьютеры.

Поэтому алгоритм, предназначенный для того или иного исполнителя, должен быть записан на “понятном” ему языке, c использованием только СКИ (см. статью “Исполнитель алгоритмов”). И здесь на первый план выдвигается необходимость точной записи команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполнителем. Следовательно, язык для записи алгоритмов должен быть формализован. Такой язык для компьютера-исполнителя принято называть языком программирования (см. статью “Языки программирования”), а запись алгоритма на этом языке — программой для компьютера.

Программами являются и запись нормальных алгоритмов Маркова, и машина Тьюринга для решения конкретной задачи (см. статью “Теория алгоритмов”).

Методические рекомендации

На разных ступенях школьного образования используются различные способы записи алгоритмов. В начальной школе это в первую очередь словесная форма записи, реже — блок-схемы. При работе с учебными исполнителями, например, входящими в комплект “Роботландии”, алгоритмы записываются на языке соответствующего исполнителя, что является очень важным шагом к осмыслению понятия формализации алгоритмов.

В базовом курсе информатики алгоритмы записывают с помощью блок-схем, на школьном алгоритмическом языке или языке программирования высокого уровня. В школьном курсе информатики наиболее часто используют такие языки, как Pascal и Basic.

В профильной школе возможен переход к профессиональным версиям языков программирования, например, Delphi или Visual Basic. Однако неоправданным является построение сквозного курса информатики, в котором акцент делается на изучение именно языков программирования, например, сначала изучается Basic, потом Pascal, а потом С. Если на освоение программирования можно выделить достаточное число часов, то правильнее отвести их на изучение различных алгоритмов, в том числе выходящих за рамки базового курса информатики, а также на знакомство с современными технологиями и парадигмами программирования (см. “Разработка программ”, “Объектно-ориентированное программирование”).

Источник: xn—-7sbbfb7a7aej.xn--p1ai

Программный способ записи алгоритмов. Уровни языка программирования

При записи алгоритма в словесной форме, в виде блок-схемы или на псевдокоде допускается некоторый произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна настолько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм.

Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы — компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. И здесь на первый план выдвигается необходимость точной записи команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполнителем.

Следовательно, язык для записи алгоритмов должен быть формализован. Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке — программой для компьютера.

В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.

Любой алгоритм есть последовательность предписаний, выполнив которые можно за конечное число шагов перейти от исходных данных к результату. В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования — чем меньше детализация, тем выше уровень языка.

По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:

— машинно-независимые (языки высокого уровня).

Машинные языки и машинно-ориентированные языки— это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

Языки высокого уровня делятся на:

— Процедурные (алгоритмические) (Basic, Pascal, C и др.), которые предназначены для однозначного описания алгоритмов; для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения.

— Логические (Prolog, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания.

— Объектно-ориентированные (Object Pascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над нами. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути, описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.

При программировании на машинном языке программист может держать под своим контролем каждую команду и каждую ячейку памяти, использовать все возможности имеющихся машинных операций.

Но процесс написания программы на машинном языке очень трудоемкий и утомительный. Программа получается громоздкой, труднообозримой, ее трудно отлаживать, изменять и развивать.

Поэтому в случае, когда нужно иметь эффективную программу, в максимальной степени учитывающую специфику конкретного компьютера, вместо машинных языков используют близкие к ним машинно-ориентированные языки(ассемблеры) или языки высокого уровня.

9.4.2. Процедурно-ориентированное программирование[12]

Появление первых электронных вычислительных машин, или компьютеров, ознаменовало новый этап в развитии техники вычислений. Появились специализированные языки программирования, созданные для разработки программ, предназначенных для решения вычислительных задач. Примерами таких языков могут служить FOCAL и FORTRAN.

Основой разработки программ являлась процедурная, или алгоритмическая, организация структуры программного кода. Это было настолько естественно для решения вычислительных задач, что целесообразность такого подхода ни у кого не вызывала сомнений. Исходным в данной методологии было понятие алгоритма.

При увеличении объемов программ для упрощения их разработки появилась необходимость разбивать большие задачи на подзадачи. В языках программирования возникло и закрепилось новое понятие процедуры. Использование процедур позволило разбивать большие задачи на подзадачи и таким образом упростило написание больших программ. Кроме того, процедурный подход позволил уменьшить объем программного кода за счет написания часто используемых кусков кода в виде процедур и их применения в различных частях программы.

Как и алгоритм, процедура представляет собой законченную последовательность действий или операций, направленных на решение отдельной задачи. В языках программирования появилась специальная синтаксическая конструкция, которая также получила название процедуры.

Со временем вычислительные задачи становились все сложнее, а значит, и решающие их программы увеличивались в размерах. Их разработка превратилась в серьезную проблему. Когда программа становится все больше, ее приходится разделять на все более мелкие фрагменты.

Основой для такого разбиения как раз и стала процедурная декомпозиция, при которой отдельные части программы, или модули, представляли собой совокупность процедур для решения одной или нескольких задач. Одна из основных особенностей процедурного программирования заключается в том, что оно позволило создавать библиотеки подпрограмм (процедур), которые можно было бы использовать повторно в различных проектах или в рамках одного проекта. При процедурном подходе для визуального представления алгоритма выполнения программы применяется так называемая блок-схема. Соответствующая система графических обозначений была зафиксирована в ГОСТ 19.701-90. Блок-схемный подход к написанию алгоритмов был рассмотрен выше.

Дальнейшее увеличение программных систем способствовало формированию новой точки зрения на процесс разработки программ и написания программных кодов, которая получила название методологии структурного программирования. Ее основой является процедурная декомпозиция предметной области решаемой задачи и организация отдельных модулей в виде совокупности процедур. В рамках этой методологии получило развитие нисходящее проектирование программ, или проектирование «сверху вниз». Пик популярности идей структурного программирования приходится на конец 70-х — начало 80-х годов.

В этот период основным показателем сложности разработки программ считался ее размер. Общая трудоемкость разработки программ оценивалась специальной единицей измерения — «человеко-месяц», или «человеко-год». А профессионализм программиста напрямую связывался с количеством строк программного кода, который он мог написать и отладить в течение, скажем месяца.

Источник: studopedia.ru