Алгоритмизация задач. Алгоритм и программа

Воронина Анжелика,гр.Ж-12

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РК

СЕВЕРО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ М. КОЗЫБАЕВА

КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ И МАТЕМАТИКИ

 

СРС по предмету »информатика»

на тему «Алгоритмизация задач. Алгоритм и программа»

 

Выполнила:студентка гр. Ж-12

Воронина А. В.

Проверила:ст. преподаватель

каф. ИиМ

Пустовалова В. Г.

 

Г.Петропавловск 2012 г.

 

 

 

Содержание:

1)Понятие об алгоритме;

2)Основные свойства алгоритма;

3)Способы задания алгоритма;

4)Понятие о блок-схеме алгоритма;

5)Линейный,разветвляющийся и циклический алгоритм.

 

Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Мы постоянно сталкиваетесь с этим понятием в различных сферах деятельности человека (кулинарные книги, инструкции по использованию различных приборов, правила решения математических задач...). Обычно мы выполняем привычные действия не задумываясь, механически. Например, мы хорошо знаем, как открывать ключом дверь. Однако, чтобы научить этому малыша, придется четко разъяснить и сами эти действия и порядок их выполнения: 
1.Достать ключ из кармана. 
2. Вставить ключ в замочную скважину. 
3. Повернуть ключ два раза против часовой стрелки. 
4. Вынуть ключ.

 

Свойства алгоритмов: 
1. Дискретность (алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке); 
2. Детерминированность (любое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае); 
3. Конечность (каждое действие и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения); 
4. Массовость (один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными); 
5. Результативность (отсутствие ошибок, алгоритм должен приводить к правильному результату для всех допустимых входных значениях).

 

Способы задания алгоритма: 
1. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной человеку, который его разрабатывает. 
2. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной тому объекту (в том числе и человеку), который будет выполнять описанные в алгоритме действия.

Объект, который будет выполнять алгоритм, обычно называют исполнителем.

Исполнитель - объект, который выполняет алгоритм.

Идеальными исполнителями являются машины, роботы, компьютеры...

Исполнитель способен выполнить только ограниченное количество команд. Поэтому алгоритм разрабатывается и детализируется так, чтобы в нем присутствовали только те команды и конструкции, которые может выполнить исполнитель.

Исполнитель, как и любой объект, находится в определенной среде и может выполнять только допустимые в нем действия. Если исполнитель встретит в алгоритме неизвестную ему команду, то выполнение алгоритма прекратится.

Компьютер – автоматический исполнитель алгоритмов.

 

Блок-схема - это способ представления алгоритмов в графической форме с помощью геометрических фигур, которые соединяются между собой линиями. 
 
Каждая фигура-блок обозначает конкретное действие, текст всередине которой дает обьяснение конкретной инструкции, а каждая линия должна иметь в себе стрелку, которая говорит о направлении выполнения команд алгоритма. 
 
Способ представления алгоритма в виде блок-схемы упрощает алгоритм, дает визуальное понимание его работы. 
 
Рассмотрим несколько правил построения блок-схем: блоки соединяются линиями, в каждый блок входит одна или больше линий, но непосредственно с блока может выходить только одна! линия. С логического блока всегда выходят две линии потока: одна в случае выполнения условия, вторая в случае невыполнения. Желательно что бы линии не пересекались. 
 
Рассмотрим основные графические изображения блоков: 
 
начало и конец алгоритма обозначается вот таким эллипсом;

Рисунок 1 

Рисунок 2

 
 
все главные вычисления алгоритма обозначаются в блок-схеме в виде прямоугольника;

Рисунок 3

 
 
ввод / вывод информации рисуется вот таким образом;

Рисунок 4

 
 
ромб обозначает блок условия;

Рисунок 5

 
 
потоки выполнения обозначают обычные линии;

Рисунок 6

 
 
а вот это пересечение несвязанных линий потока;

Рисунок 7

 
 
линии потока можно обьединить таким образом;

Рисунок 8

 

 

Базовые структуры алгоритмов — это определенный набор блоков и стандартных способов их соединения для выполнения типичных последовательностей действий.

К основным структурам относятся следующие:

• линейные
• разветвляющиеся

циклические

Линейными называются алгоритмы, в которых действия осуществляются последовательно друг за другом. Стандартная блок-схема линейного алгоритма приводится ниже:  

Рисунок 9

Разветвляющимся называется алгоритм, в котором действие выполняется по одной из возможных ветвей решения задачи, в зависимости от выполнения условий. В отличие от линейных алгоритмов, в которых команды выполняются последовательно одна за другой, в разветвляющиеся алгоритмы входит условие, в зависимости от выполнения или невыполнения которого выполняется та или иная последовательность команд (действий).

В качестве условия в разветвляющемся алгоритме может быть использовано любое понятное исполнителю утверждение, которое может соблюдаться (быть истинно) или не соблюдаться (быть ложно). Такое утверждение может быть выражено как словами, так и формулой. Таким образом, алгоритм ветвления состоит из условия и двух последовательностей команд.

В зависимости от того, в обоих ветвях решения задачи находится последовательность команд или только в одной разветвляющиеся алгоритмы делятся на полные и не полные (сокращенные). 
Стандартные блок-схемы разветвляющегося алгоритма приведены ниже: 

Рисунок 10

Циклическим называется алгоритм, в котором некоторая часть операций (тело цикла — последовательность команд) выполняется многократно. Однако слово «многократно» не значит «до бесконечности». Организация циклов, никогда не приводящая к остановке в выполнении алгоритма, является нарушением требования его результативности — получения результата за конечное число шагов.

Перед операцией цикла осуществляются операции присвоения начальных значений тем объектам, которые используются в теле цикла. В цикл входят в качестве базовых следующие структуры:

• блок проверки условия
• блок, называемый телом цикла

Существуют три типа циклов:

• Цикл с предусловием
• Цикл с постусловием
• Цикл с параметром (разновидность цикла с предусловием)

Если тело цикла расположено после проверки условий , то может случиться, что при определенных условиях тело цикла не выполнится ни разу. Такой вариант организации цикла, управляемый предусловием, называетсяциклом c предусловием.

Возможен другой случай, когда тело цикла выполняется по крайней мере один раз и будет повторяться до тех пор, пока не станет ложным условие. Такая организация цикла, когда его тело расположено перед проверкой условия, носит название цикла с постусловием.

Цикл с параметром является разновидностью цикла с предусловием. Особенностью данного типа цикла является то, что в нем имеется параметр, начальное значение которого задается в заголовке цикла, там же задается условие продолжения цикла и закон изменения параметра цикла. Механизм работы полностью соответствует циклу с предусловием, за исключением того, что после выполнения тела цикла происходит изменение параметра по указанному закону и только потом переход на проверку условия. 
Стандартные блок-схемы циклических алгоритмов приведены ниже: 

Рисунок 11

 

Списов Литературы:

1)http://www.progivsem.ru;

2) http://www.algoritmy.info;

3) http://www.klyaksa.net.