Основные этапы решения задач на компьютере.
Формализация задачи (математическая постановка). Выбор метода решения.
Разработка алгоритма решения задачи.
Представление алгоритма на алгоритмическом языке.
Ввод программы в ЭВМ.
Отладка и тестирование программы.
Использование программы для решения задач и анализ полученных результатов.
Понятие алгоритма и его связь с программным кодом.
Разработка алгоритма предполагает установление последовательности вычислительных действий, управляющих связей и проверок логических условий, а также определение действий ЭВМ по вводу данных и выводу результатов. Термин "алгоритм" произошел от имени средневекового узбекского математика Аль Хорезми, который еще в 9-м веке предложил правила выполнения 4-х арифметических действий в десятичной системе счисления.
Алгоритм – конечная последовательность действий, ведущая от исходных данных к результату.
Алгоритмизация не является только прерогативой математики. В обычной жизни всякой целенаправленной деятельности сопутствует заранее созданный алгоритм. таким образом, алгоритм можно трактовать как технологическую инструкцию из отдельных предписаний, выполнение которых в заданной последовательности приводит к заранее предвидимому результату.
Основные свойства алгоритмов:
Массовость - возможность использовать один алгоритм для решения серии однотипных задач с различными вариантами исходных данных.
Однозначность или детерминированность - алгоритм должен содержать конечное число предписаний, не допускающих произвола исполнителя, не оставляющих исполнителю свободы выбора. Многократное повторение алгоритма с одинаковыми исходными данными должно приводить к одному и тому же результату.
Дискретность - разделение выполнения решения задачи на отдельные операции. Поочередное выполнение команд алгоритма за конечное число шагов приводит к решению задачи, к достижению цели.
Конечность - возможность получения результата через конечное число шагов, выполненных за конечное время. Несмотря на кажущуюся очевидность последнего свойства, оно является чрезвычайно важным, так как очень часто создаются бесконечные алгоритмы. Такая ситуация в программировании носит название «зацикливание».
Основные алгоритмические структуры (линейный код, ветвление, циклы) и структурная теорема.
1. Базовая структура "следование". Образуется последовательностью действий, следующих одно за другим:
Школьный алгоритмический язык |
Язык блок-схем |
действие 1 действие 2 . . . . . . . . . действие n |
|
2. Базовая структура "ветвление". Обеспечивает в зависимости от результата проверки условия (да или нет) выбор одного из альтернативных путей работы алгоритма. Каждый из путей ведет к общему выходу, так что работа алгоритма будет продолжаться независимо от того, какой путь будет выбран. Структура ветвление существует в четырех основных вариантах:
если—то;
если—то—иначе;
выбор;
выбор—иначе.
Школьный алгоритмический язык |
Язык блок-схем |
1. если—то |
|
если условие то действия все |
|
2. если—то—иначе |
|
если условие то действия 1 иначе действия 2 все |
|
3. выбор |
|
выбор при условие 1: действия 1 при условие 2: действия 2 . . . . . . . . . . . . при условие N: действия N все |
|
4. выбор—иначе |
|
выбор при условие 1: действия 1 при условие 2: действия 2 . . . . . . . . . . . . при условие N: действия N иначе действия N+1 все |
|
3. Базовая структура "цикл". Обеспечивает многократное выполнение некоторой совокупности действий, которая называется телом цикла. Основные разновидности циклов представлены в таблице:
Школьный алгоритмический язык |
Язык блок-схем |
Цикл типа пока. Предписывает выполнять тело цикла до тех пор, пока выполняется условие, записанное после слова пока. |
|
нц пока условие тело цикла (последовательность действий) кц |
|
Цикл типа для. Предписывает выполнять тело цикла для всех значений некоторой переменной (параметра цикла) в заданном диапазоне. |
|
нц для i от i1 до i2 тело цикла (последовательность действий) кц |
|
