Информатика / Тема 3

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Понятие алгоритма
Алгоритм – это четкое, ясное, законченное	предписание (инструкции)

исполнителю совершать те или иные действия направленные на решение поставленной задачи. Алгоритм – есть описание способа решения задачи.

Свойства алгоритма:

Дискретность- вся совокупность инструкций может быть разбита на некоторое число системных блоков (шаги).

Определенность - различные пользователи находящихся в разных местах но с

одинаковым набором начальных данных следуя одному и тому же алгоритму получат один и тот же результат.

Конечность- совокупность инструкций должна быть конечной (конечное число шагов).

Понятность- алгоритм должен быть записан так, чтобы исполнитель его понял.

Массовость- алгоритм должен быть успешно применим некому набору начальных данных.

Эффективность – алгоритм должен быть выполнен за конечное (разумное)

время

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Типы алгоритмов

Линейный алгоритм - совокупность всех инструкций выполняющихся последовательно одна за одной; инструкции выполняются в том порядке как записаны.

Алгоритмы с ветвлением - характерно наличие этапа или этапов, на котором пользователь должен выбирать ход дальнейших действий.

Циклические алгоритмы - характерно наличие этапов, которые в процессе выполнения алгоритма повторяются.

На практике в чистом виде они не встречаются. Обычно они комбинируются в различных последовательностях.

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Методы проектирования алгоритмов и программ

	методы
Степень автоматизации	Методология процесса
Неавтоматизированное проектирование	Структурное проектирование
Автоматизированное проектирование	Информационное моделирование
(CASE –технология)	предметной области
	Объектно-ориентированное проектирование

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Структурное проектирование

Его основу составляет последовательная декомпозиция, целенаправленное

структурирование алгоритма на отдельные составляющие

Типичными методами структурного проектирования являются:

•Нисходящее проектирование, кодирование и тестирование программ;

•Модульное программирование;

•Структурное программирование

Основано на модульной структуре программного продукта и типовых управляющих структурах алгоритмов обработки данных

(«Последовательность», «Альтернатива», «Цикл»)

Предполагает компоновку решения задачи из модулей – логически взаимосвязанной совокупности функциональных элементов,

оформленных в виде самостоятельных программных объектов

Предполагает последовательное разложение общей задачи на простые функциональные элементы («сверху – вниз»)

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Структурное проектирование

Косновным принципам структурного проектирования относят:

•разработка алгоритмов (программ) методом «сверху-вниз»;

•пошаговая детализация;

•отказ от применения оператора безусловного перехода GOTO («программирование без GOTO»)

•детальная логика обработки данных программных модулей

•определение структуры и декомпозиции целей, функций управления и приложений

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Информационное моделирование предметной области

Его основу составляет положение об определяющей роли данных при проектировании алгоритмов и программ.

•Информационный анализ предметных областей («бизнес-областей»);

•Информационное моделирование (построение взаимосвязанных моделей данных);

•Системное проектирование функций обработки данных;

•Детальное конструирование процедур обработки данных.

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Объектно - ориентированное проектирование

Подход основан на использовании следующих базовых понятий:

•Объект (совокупность свойств определенных сущностей и методов их обработки)

•Свойство объекта (характеристики объекта и его параметров);

•Метод обработки (программа действий над объектом или его свойствами);

•Событие (характеристика изменения состояния объекта);

•Класс объектов (совокупность объектов, характеризующихся общностью применяемых

методов обработки или свойств).

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Объектно - ориентированное проектирование

Важнейшие принципы объектно – ориентированного проектирования:

•инкапсуляция (замыкание) свойств данных и программ в объекте

•наследование

•полиморфизм

Подразумевает способность объекта реагировать на запрос сообразно своему типу, при этом одно и то же имя метода может использоваться

для различных классов объектов

Подразумевает наследование данных и методов обработки объектов исходного класса при образовании на его основе подклассов, позволяя

создавать иерархию классов

Скрытие полей объекта с целью обеспечения доступа к ним только посредством методов класса (т.е. скрытие деталей, несущественных для использования объекта)

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Способы задания алгоритмов

Словесный способ (человеческий язык) – не воспринимается ЭВМ;

Машинный язык (единственный способ понятный машине) – представляет собой запись в виде совокупности двоичных кодов;

Словесно-формульный способ (с помощью алгоритмического языка

или языка программирования);

С помощью блок – схем (гибкий и наглядный способ описания алгоритма с помощью специальных значков);

Тема 3 «Понятие и свойства алгоритма»

Пример Составить блок-схему алгоритма расчета площади трапеции