Алгоритм — точное предписание исполнителю совеpшить определенную последовательность действий для достижения поставленной цели за конечное число шагов.
Происхождение самого термина «алгоритм» связано с с зарождением математики. Это слово происходит от Algorithmi – латинского написания имени Мухаммеда аль-Хорезми (787 – 850) выдающегося математика средневекового Востока. В своей книге «Об индийском счете» он описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Само слово алгоритм возникло в Европе после перевода на латынь книги этого математика.
Алгоритм – это определённый набор понятных правил, инструкций, команд, позволяющих механически решать конкретную задачу из определённого класса однотипных задач.
— исходные данные изменяются в определённых пределах;
— процесс применения инструкций и правил к исходным данным определён однозначно в виде последовательности шагов;
— на каждом шаге известно, что считать результатом.
Основы менеджмента. Линейная организационная структура.
Алгоритм – это формально описанная процедура преобразования входных данных в выходные данные, представляющие собой искомый результат
Процесс решения задач на ЭВМ предполагает выполнение следующих этапов:
1. формулировка задачи
2. выбор метода решения задачи
3. составление алгоритма
4. решение задачи на ЭВМ по заданной программе.
Алгоритм это не что-то абстрактное и присущее лишь процессу использования ЭВМ, а неотъемлемая часть повседневной жизни. Любые инструкции, любые распоряжения могут быть сформулированы в виде алгоритма. Цель исполнения алгоритма – получение определённого результата, если в результате исполнения алгоритма не достигнута определённая цель, значит алгоритм либо не верен, либо не завершён.
5.1.2. Свойства алгоритма
· Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего.
· Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.
· Результативность (конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.
· Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.
5.1. 3. Способы описания алгоритмов
Существуют несколько способов описания алгоритма:
Словесное описание представляет структуру алгоритма на естественном языке. Запись алгоритма осуществляется в произвольной форме, никаких правил не существует.
35 Линейная организационная структура
Псевдокод – описание структуры алгоритма на естественном, частично формализованном языке, позволяющее выявить основные этапы решения задачи, перед точной его записью на языке программирования. В псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и общепринятая математическая символика.
Единого или формального определения псевдокода не существует, поэтому возможны различные псевдокоды, отличающиеся набором используемых слов и конструкций.
Графический способ представления алгоритмов (блок-схема) – имеет ряд преимуществ благодаря визуальности и явному отображению процесса решения задачи.
Блок-схема – описание структуры алгоритма с помощью геометрических фигур с линиями – связями, показывающими порядок выполнения отдельных инструкций. В блок – схеме каждой формальной конструкции соответствует определенная геометрическая фигура или связанная линиями совокупность фигур.
Программный, т.е. тексты на языках программирования. Алгоритм, записанный на языке программирования называется программой.
Словесная и графическая форма записи алгоритма предназначены для человека. Алгоритм, предназначенный для исполнителя на компьютере записывается на языке программирования (языке, понятном ЭВМ). Сейчас известно несколько сот языков программирования. Наиболее популярные: Бейсик, Си, Паскаль, Пролог, и т.д.
5.1.4. Основные блоки, входящие в схемы алгоритмов
РИС. (5.1)39 Основные блоки, входящие в схемы алгоритмов и их назначение
5.2.1. Линейная алгоритмическая конструкция. Программы линейной структуры
В зависимости от последовательности выполнения действий в алгоритме выделяют алгоритмы линейной, разветвленной и циклической структуры.
Алгоритм линейной структуры – алгоритм, в котором шаги (команды) следуют один за другим, не повторяясь, действия происходят только в одной заранее намеченной последовательности.
РИС. (5.2)40 Блок-схема линейного алгоритма
В программах линейной конструкции присутствуют операторы ввода, выполнения действий и вывода
5.2.2. Разветвляющаяся алгоритмическая конструкция. Операторы ветвления.
Алгоритм разветвленной структуры — алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате которого обеспечивается переход на один из нескольких возможных шагов (ветвей). В основе организации разветвления лежит проверка логического условия, которое может быть истинно или ложно. Частный вид логического условия – это операции типа =, ≠, ≥, >, ≤,
РИС. (5.2)41 Неполное ветвление (если-то) Полное ветвление (если-то-иначе)
В программах разветвляющейся конструкции присутствует условный оператор IF-THEN-ELSE (если – то – иначе) – применяется для выбора из двух альтернатив (в алгоритме неполного ветвления ветвь [ELSE ] может отсутствовать.)
— выражение арифметического типа (условие)
5.2.3. Алгоритмическая конструкция «Цикл». Операторы цикла
Алгоритм циклической структуры — алгоритм, в котором предусмотрено неоднократное выполнение одной и той же последовательности действий для различных значений данных. Эту последовательность называют циклом. Цикл – многократное повторенние одного или нескольких действий (тел цикла, серии команд)
Циклический алгоритм м.б.
Цикл с параметром, (Цикл Для, цикл с известным числом повторений) — означает повторение действий несколько раз, сколько умещается между начальным (а), и конечным (в) значениями переменной величины (h), которая задаёт число повторений и называется параметром цикла (счётчиком).
Каждый раз при выполнении действий, составляющих тело цикла, счётчик получает приращение (шаг). По умолчанию, если шаг специально не задан, он = 1
РИС. (5.2)42 Графическое изображение цикла с параметром
Цикл с известным числом повторений FOR (цикл с параметрами)
FOR, TO, STEP, NEXT – ключевые слова
, , — арифметические выражения, определяющие соответственно начальное значение параметра, конечное и шаг. Шаг м.б. положительным и отрицательным. Если он =1, то часть оператора в квадратных скобках – пропускают.
— любое количество пронумерованных строк программы, содержащих повторяющиеся операторы
NEXT – признак окончания цикла.
Циклы с условием подразделяются на:
· циклы с предусловием — условие прекращения проверяется в начале (Цикл Пока – действия повторяются до тех пор, пока выполняется определённое условие)
· циклы с постусловием — условие прекращения проверяется в конце (Цикл Пока не – действия повторяются до тех пор, пока не выполнится определённое условие)
РИС. (5.2)43 Цикл с предусловием Цикл с предусловием
Цикл с неизвестным числом повторений (итерационный цикл)
Цикл с предусловием (WHILE-WEND) – осуществляется проверка условия цикла, а потом, если оно истинно, выполняется тело цикла
Источник: studopedia.su
Лекция: Программы линейной структуры. Операторы ветвления. Операторы цикла.
Простейший алгоритм — это алгоритм линейной структуры. Его команды выполняются одна за другой по порядку, т.е. линейно, и этот порядок ничем и никогда не нарушается. Линейной структурой обладает, к примеру, программа передач телевидения. Передачи показывают одна за другой, и очередная начинается после того как закончилась предыдущая.
Алгоритм линейной структуры напоминает план, список указаний исполнителю в порядке очередности их исполнения. Рассмотрим например, план вычисления выражения (a+b)/(a-b) для исполнителя, который за один шаг может выполнить только одно арифметическое действие:
1. Прочитать a и b.
2. Сложить a и b.
3. Вычесть b из a.
4. Результат пункта 2 разделить на результат пункта 3.
5. Показать результат пункта 4.
Особенность этих указаний в том, что исполнитель не может уклониться от выполнения пунктов одного за другим, даже если из предыдущих пунктов известно, что очередное действие бессмысленно. Например, если a = 5 и b = 5, то после выполнения 3 пункта мы получим 0, и деление станет невозможным. Однако исполнитель все равно попытается его выполнить (и получит ошибку!), потому что не умеет различать такие ситуации.
Из-за этой особенности алгоритмы чисто линейной структуры находят очень ограниченное применение. Любая достаточно сложная задача предполагает ситуации типа «а если… сделать так-то, если же нет — сделать что-то другое». Т.е. порядок выполнения плана зависит от каких-то условий, и, значит, линейность нарушается.
Но, строго говоря, любой план при достаточно большом обобщении имеет линейную последовательность выполнения, хотя отдельные его пункты могут предполагать вариантность. Поэтому линейную структуру можно рассматривать как «каркас» сложного плана, как базисную его структуру.
Для составления алгоритма нужно продумать порядок действий, которые необходимо выполнить для решения, и расположить их в нужном порядке. Можно записать их словами, по пунктам.
Пользуясь блок-схемой, можно проще написать программу на Паскале. В простейшем случае каждому блоку соответствует один оператор Паскале, а порядок их в программе определяется стрелками блок-схемы.
Попробуем решить несложный пример, руководствуясь этими замечаниями. Например, напишем программу, которая складывает два введенных нами числа и показывает результат. Напишем по порядку действия, которые должна выполнить такая программа:
Запишем эти пункты :
1. Ввести два числа.
2. Сложить введенные числа и запомнить результат.
3. Вывести результат.
Заметьте, для описания шагов алгоритма мы пользуемся выражениями типа «два числа», «результат», «введенные числа» для того, чтобы рассказать, с чем должна работать программа. Это не самый рациональный путь. Лучше дать таким объектам ИМЕНА, и ссылаться на них по имени. Например, назовем вводимые нами числа a и b, а результат — r. Тогда наш алгоритм примет вид:
1. Ввести a и b.
2. a+b занести в r.
3. Вывести r.
Теперь попытаемся составить программу. Она отличается от проведенного алгоритма строгостью записи: все ее действия записаны по строго определенным правилам. Конкретный вид правил задается языком программирования, на котором мы собираемся писать программу. В Паскале наш алгоритм будет выглядеть так:
1. Операция ввода в Паскале называется readln, после названия в круглых скобках указывается, что именно надо вводить.
В нашем случае это a и b, поэтому пишем:
readln (a, b)
2. Второй шаг задается с помощью оператора присваивания: r := a + b. Эта запись означает «сложить a и b и занести результат в r».
3. Операция вывода записывается как writeln (а в скобках указывается, что выводить):
writeln(r)
Алгоритм переведен на Паскаль. Но это еще не программа. Программа в Паскале имеет вид:
Паскаль требует, чтобы мы указали ему, что означает каждое имя, используемое в программе. Это называется описанием. Мы указываем объект, его свойства, и как мы его будем называть в программе. Без этого Паскаль программу не поймет.
У нас 3 объекта: a, b, r. Они характеризуются тем, что могут хранить любое число (ведь мы можем ввести любое!). Такие объекты в программировании называются ПЕРЕМЕННЫМИ. Допустим, мы можем вводить только целые числа. Тогда a, b, r будут ЦЕЛЫМИ ПЕРЕМЕННЫМИ. Описания таких объектов в Паскале выглядит так:
var a, b, r: integer;
VAR означает, что описываются переменные, INTEGER — целого типа, а a, b и r — их имена.
После того, как мы соберем все вышеописанное, мы получим программу на Паскале:
program prim1;
var a, b, r: integer;
begin
readln(a, b);
r := a + b;
writeln(r);
end.
Oписания и операторы (шаги) отделяются друг от друга ‘;’ (точкой с запятой). Это необходимо, чтобы определить, где кончается один и начинается другой.
Эта программа будет работать (можете проверить), но… она неудобна в обращении. Ни ввод, ни вывод не сопровождаются пояснениями. В данной программе это не так страшно, но представьте себе более сложную. Не лучше ли добавить комментарии? Например:
program prim2;
var a, b, r: integer;
begin
writeln(‘Введите a и b:’);
readln(a, b);
r := a + b;
writeln(‘a + b = ‘, r);
readln;
end.
То, что в операторе вывода записано в кавычках, выводится как текст. Теперь программа в самом начале работы напечатает:
Введите a и b:
и мы будем знать, что она от нас ждет.
Нужно запомнить: любой ввод и вывод должен быть комментирован!
А последний оператор (readln;) позволяет задержать на экране результат до тех пор, пока не будет нажат ВВОД. Без него результат вряд ли успеете увидеть… разве только по ALT-F5 (кроме ABC Pascal).
Оператор ветвления (условная инструкция, условный оператор) — оператор, конструкция языка программирования, обеспечивающая выполнение определённой команды (набора команд) только при условии истинности некоторого логического выражения, либо выполнение одной из нескольких команд (наборов команд) в зависимости от значения некоторого выражения. Общее описание
Оператор ветвления применяется в случаях, когда выполнение или невыполнение некоторого набора команд должно зависеть от выполнения или невыполнения некоторого условия. Ветвление — одна из трёх (наряду с последовательным исполнением команд и циклом) базовых конструкций структурного программирования.
Виды условных инструкций
Существует две основные формы условной инструкции, встречающиеся в реальных языках программирования: условный оператор (оператор if) и оператор многозначного выбора (переключатель, case, switch).
Источник: ronl.org
Презентация, доклад Организация программ: линейной, разветвляющейся и циклической структуры
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Организация программ: линейной, разветвляющейся и циклической структуры. Презентация на заданную тему содержит 57 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Презентации » Образование » Организация программ: линейной, разветвляющейся и циклической структуры
myslide.ru