2360

Министерство образования и науки Республики Татарстан Альметьевский государственный нефтяной институт

А.Ф. Иванов

А

Г

т е

ка

Программирование и основы

о

алгоритмизации

л

Методические указан я

б

по выполнению лабораторныхи

работ

и по организации и проведению самостоятельной работы

для студентов, обучающ хся по специальности 220301

б

«Автоматизация технолог ческ х процессов и производств»

очной и очно-заочнойи

форм обучения

е

к

т

ронная

л

Э

Альметьевск 2009

НИ

УДК 683.1

НИ

И 20

И 20

Иванов А.Ф.

Г

Программирование

и

основы

алгоритмизации.

Методические

А

указания по выполнению лабораторных работ и по организации и

проведению самостоятельной работы для студентов, обучающихся по

специальности 220301 «Автоматизация технологических

процессов и

ка

производств» очной и очно-заочной форм обучения – Альметьевск:

Альметьевский государственный нефтяной институт, 2009. – 36 с.

В

методических

указаниях

приводится

е

материал,

т ор тический

необходимый

для выполнения

лабораторных

работ, приведены

примеры,

о

контрольные вопросы и задания для отработки навыков составления программ.

Учебное

пособие

предназначено для

и

п дгтт вки дипломированных

специалистов по направлению 220301.65 «Автоматизированные технологии и
производства».								б	л
							и
	Печатается по решению учебно-метод ческого совета АГНИ.
					ронная	б
		Рецензенты: доцент кафедры информатики, к.п.н. Садриева Л.М.
					доцент к федры ВМ, к.п.н. Зарипова З.Ф.
		е	к	т
	л
Э									© Альметьевский государственный
									нефтяной институт, 2009
								2

Разработка алгоритмов линейной структуры

Лабораторная работа

Разработка алгоритмов линейной структуры

Цель работы.
Приобретение навыков составления алгоритмов линейной структурыНИ.
Теоретическая часть.		Г
Под алгоритмом понимают описание	последовательности действий,
	А

строгое исполнение которых приводит к решению пост вленной задачи за

конечное число шагов.

т		:
Любой алгоритм должен обладать следующими свойствамика
– определенность − неизбежность получения одногое	и того же результата

при многократном применении алгоритма к одним и тем же исходным данным;

				л	которое предполагает, что
– результативность − это свойство алгоритмао,
			б		определенных результатов
выполнение алгоритмов завершаются по учениеми
через конечное число шагов;		и
– массовость − возможность применения алгоритма для решения класса
	б
задач, отличающихся лишь исходными данными.
ронная

Для проверки работоспособности алгоритма необходимо задать значения входных переменных, вычислить конечный результат по алгоритму и сравнить с результатом ручного счета.

Простейшие задачи имеют линейный алгоритм решения. Линейный алгоритм представляет собой набор команд, выполняемых последовательно друг за другом, при эт м все блоки алгоритма располагаются друг под другом в определённой последовательности, согласно условию задачи. В линейных

алгоритмах о су ствуют блоки проверок условий и повторений и присутствуют

блоки ввода и вывода, а также арифметические блоки. На практике линейные
алгоритмык				т
				встречаются редко, например, при расчёте громоздких формул.
		Схематично линейный алгоритм можно представить следующим образом:
	Э	л	е
		Действие 1				Действие 2		…		Действие N
							3

Разработка алгоритмов линейной структуры

Пример 1.

Пример 2.

НИ

Даны четыре натуральных числа.

Даны действительные числа a и b.

Найти квадратные корни суммы

и

Найти x=y+z, где y=a+b, z=5y+11ab.

произведения этих чисел.

Г

Н

Н

А

a,b,c,d

ка

a, b

S =

е

a + b + c + d

y=a+b

т

P =

a× b×c×d

о

z=5y+11ab

и

S,P

л

x=y+z

К

б

x,y,z

и

б

К

1.Дан радиусроннаякруга. Найти площадь круга.

2.Найдите высоту и объем конуса, если известны длина образующей конуса и радиус основа ия.

3.Даны 5 натураль ых чисел. Найти квадратные корни суммы и произведе ия этих чисел. 16тЗадания к лабораторной работе:

арифметическими операциями кроме умножения, получить а

за четыре

к

л

операции.

х,

у, z.

Вычислить

значения

a и b:

6. Даны числа

Э

е

æ

2x ö

4y 2x + y + z

a

= cos

(y - 3

x

ç3z +

÷, b

= x +

+

.

è

3 ø

4

23

12

Разработка алгоритмов линейной структуры

Контрольные вопросы:

НИ

1.

Назовите этапы подготовки и решения задач на ЭВМ.

2.

Что такое алгоритм?

3.

Укажите способы описания алгоритмов.

А

Г

4.

Какими свойствами должен обладать алгоритм?

5.

Какие алгоритмы называется линейными?

1.

Даны три числа: a, b, c. Найти сумму и произведение данных чисел.

2.

Даны основания и высота трапеции. Получить п риметр и площадь.

3.

ка

Дано ребро куба. Найти объем куба и его полную пов рхность.

4.

е

Даны катеты прямоугольного треугольника. Най и гипотенузу и площадь

треугольника.

т

5.

Даны стороны прямоугольника. Найти д агональо , периметр и площадь

этой фигуры.

и

6.

Задан радиус. Вычислить диаметр круга, длину окружности, площадь

круга.

и

б

л

8.

Дано действительное число

a. Не пользуясь никакими другими

арифметическими операци миб

кроме умножения, получить а21 за шесть

операций.

е

к

ронная

	Э	л
		5

Разработка алгоритмов ветвящейся структуры

Лабораторная работа

Разработка алгоритмов ветвящейся структуры

Цель работы.
Приобретение навыков составления алгоритмов ветвящейся структурыНИ.
Теоретическая часть.		Г
Алгоритм является ветвящейся структуры (ветвление) если		выбранный
	А

метод решения задачи предполагает выполнение р зличных действий в

зависимости от значений каких-либо исходных или промежуточных

переменных, но при этом каждая ветвь алгоритма в процкассе решения задачи

проходится не более одного раза.

и

о

т

е

Разновидности ветвящихся алгоритмов:

•

ответвление

л

•

разделение

б

•

выбор.

и

структуры необходимо

При тестировании алгоритмов ветвящейся

б

Н

подбирать такие исходные данные, что ы можно было проверить все ветви.

Пример 1.

ронная

a, b

Даны числа а, b. Найти р зность между

большим и меньшим.

да

нет

т

a<b

к

S=b-a

S=a-b

л

е

S

Э

К

6

Разработка алгоритмов ветвящейся структуры

Пример 2.

Н

НИ

x

Для данного вещественного числа х

вычислить значение функции у:

да

нет

ì5x - 3, если x ³ 5,

x³5

А

Г

ï

если -1£ x < 5,

y = í3x,

ка

ï

2

,

если x < -1.

îx

y=5x-3

е

нет

x<-1

т

о

y=3x

да

и

y=x2

л

y

3

б

Задания к лабораторной работе:

и

Составьте алгоритм решения задачи:

1.

Вычислить: x-

1- 0,3x

для данного числа х.

б

ì12x + 43,

если х ³ 30;

3. Составить алгоритм решения задачи. Даны вещественные числа а, в, с. Удвоить эти числа, если а³в³с, и заменить их модулем, если это не так.

	4. Запишите алг ритм нахождения числа корней уравнения х2=а+1 в
		зависим сти т значения а.
		т ронная
		к
		е
		если данные функции вычислить невозможно, сделать об этом
	л	сообщение.
Э	6. Даны целые числа k, l. Если числа не равны, то заменить каждое из них

одним и тем же числом, равным большему из исходных, а если равны, то заменить числа нулями.

7

Разработка алгоритмов ветвящейся структуры

Э

7.

Вычислить

НИ

Контрольные

Г

1.

Как ветвление обозначается в блок-схемах?

2.

Какие разновидности ветвления Вы знаете? Приведите примеры.

3.

А

Чем отличаются разновидности ветвящихся алгоритмов: ответвление и

разделение.

ка

Задания

Составьте

1.

Вычислить

о

т

2.

Вычислить

y

л

+ 3,

если х ³ 0;

ìx

ï

и

3. Для данного числа х вычислить у: у = í1

б

ï

,

если х < 0.

îx

4. Даны числа а, в, с. Найти разность между большим и меньшим.

5.

б

большего из трех чисел а, в, с и

Составить программу определен я

вывести на экран квадратный кореньи

большего числа.

6.

ронная

определяющее возраст человека (в

Дано натуральное число n(n≤100),

годах). Дать для этого числа наименование " год ", " года " или " лет ":

например, один год, 23 года, 45 лет и т.д.

7.

Вычислить y, для д нного числа х:

Y

Y

3

2

1

у=х2

3

2

т

-4 -2

X

к

-1

1

X

-2

е

-3

а)

в)

8.	Даны три вещественных числа. Удвоить из них те, которые принадлежат
	интервалу [1;3].
9.	Вычислить:	3х + 2sin7 x							, если х - дано.
								x+2
л		2 x4 +1			−	ln x −1	+ 4
					8

				Разработка алгоритмов циклической структуры
				Лабораторная работа
			Разработка алгоритмов циклической структуры
			Цель работы.
			Приобретение навыков составления алгоритмов циклической структурыНИ.
			Теоретическая часть.	Г

Алгоритмы циклической

структуры

(повторение) – алгоритмы, в

которых отдельные действия выполняются многократно.

А

Количество повторений цикла должно быть полностью определено

алгоритмом решения задачи, иначе возникает явл ние «казацикливания», при

котором процесс решения задачи не может заверши ьсяе.

Тело цикла – многократно повторяющиеся действият

алгоритма.

Параметр цикла – величина, с изменением которойо

связано многократное

выполнение цикла.

и

Разновидности циклических алгоритмов:

л

• цикл с заранее известным ч слом повторений:

б

цикл С ПОСТУСЛОВИЕМ и цикл С ПРЕДУСЛОВИЕМ

и

• цикл с заранее неизвестным числом повторений

б

Пример 1. Найти сумму натуральных чисел не превосходящих 500.

н

S=0

i=1

ронная

да

нет

к

т

i>500

s=s+i

На рисунке показана

е

Вывод S

i=i+1

блок-схема организации

Э

л

цикла с предусловием.

к

9

Разработка алгоритмов циклической структуры

Пример 2.

Н

Пример 3.

НИ

Найти сумму чётных натуральных

Найти наименьшее число n при котором

чисел не превосходящих 150.

сумма S=1+1/2+1/3+1/4+1/5+….+1/n

превысит 2,5.

Г

н

А

S=0

ка

i=2

S=0

S=S+i

т

n=1

S=S+1/n

i=i+2

и

о

е

нет

да

л

n=n+1

i≤150

_

б

+

S >2,5

S

и

К

б

Вывод n

ронная1 1 1 1

1

к

На рисунке показана блок-схема

На рисунке показана блок-схема

организации цикла с постусловием.

организации цикла с заранее

неизвестным числом повторений.

Задания к лаборатор

ой работе:

Составьте алгоритм решения задачи:

1.

Вычислить: 1,1+1,2+1,3+…+190,3.

2.

Для данного числа а вычислить: a + a2

+ a3

+ a4

+ ... + a20 .

т

2

3

4

20

3.

Вычисли ь:

−

+

−

+ ... − .

е

100

98

96

94

2

4.

Вычислитьк

:

Э

л

cos1 − cos1+ cos2

+ cos1+ cos2

+ cos3 − ... + cos1+ cos2 + cos3 + ... + cos101.

sin1

sin1+ sin 2

sin1+ sin 2

+ sin3

sin1 + sin 2 + sin 3 + ... + sin101

10