Перечислить этапы решения задачи на компьютере. Дать понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Способы записи алгоритма.

Как известно, процесс решения задачи с помощью компьютера включает в себя следующие этапы:

1. Постановка задачи

2. Построение математической модели

3. Разработка алгоритма (алгоритмизация)

4. Составление программы

5. Реализация программы на компьютере

6. Анализ результатов

Первые два этапа могут во многом оказаться решающими. В то же время однозначных рекомендаций для выполнения этих первых шагов не существует. При обучении методам разработки алгоритмов и программирования часто поэтому используют задачи, формулировки которых заведомо освобождены от прохождения этих "неприятных этапов. В решении таких учебных задач основная роль принадлежит алгоритмизации. Понятие алгоритма относится к числу фундаментальных математических понятий.

Алгоритм – это однозначное, точное и полное описание последовательности элементарных действий для решения данной задачи.

Свойства алгоритма:

Дискретность. Это свойство алгоритма предполагает, что описываемый процесс должен быть разбит на последовательность отдельных шагов: только выполнив требования одного предписания, можно приступить к выполнению следующего. Это хорошо видно в предыдущих примерах – там приведена нумерация отдельных предписаний.

Понятность. Ясно, что, составляя алгоритм, нужно использовать те предписания, которые понятны предполагаемому исполнителю алгоритма. Бессмысленна, например, для нас инструкция к японскому принтеру Epson, написанная на японском языке.

Определенность. Это свойство означает: алгоритм не должен оставлять места для произвола исполнителя. После выполнения очередного предписания должно быть ясно, какое предписание является следующим. Алгоритм из примера 22.3 не является достаточно определенным, поскольку после "посмотреть налево" может быть и "переждать движущийся автомобиль" и, если его нет, то сразу "дойти до средины".

Массовость. Возможность применения алгоритма не к одной задаче, а к ряду однотипных задач и есть свойство массовости. Алгоритм примера 2 является массовым, поскольку применим к любому треугольнику, а пример 1 не содержит массового алгоритма (хотя бы потому, что не учитывает особенностей правил дорожного движения Японии и Англии).

Результативность. Смысл этого свойства в том, что алгоритм должен состоять из конечного числа шагов и при этом должен быть получен искомый результат.

Существует три основных способа написания алгоритма:

1) на естественном языке (русском, английском и т.д.),

2) на алгоритмическом языке (или языке программирования: Бейсик, Паскаль и т.д.),

3) на языке блок–схем.

11. Охарактеризовать язык блок-схем – как способ записи алгоритма. Перечислить основные типы блоков. Перечислите основные типы алгоритмов и способы их записи на языке блок-схем.

Блок–схема алгоритма – это графический способ записи алгоритма, представляющий собой систему определенным образом связанных блоков, изображаемых в виде плоских геометрических фигур.

Элементы блок –схемы располагаются сверху вниз, линии соединения отдельных блоков показывают направление процесса обработки схемы. Каждое такое направление называют ветвью.

Перечислим типы блоков:

1. “Начало” и “конец” алгоритма изображаются овалом:

начало конец

 

2. Блок “действия” изображается прямоугольником. Внутри его указываются необходимые вычисления и присваивания результата:

А:=В+С

3. Блок “условия” изображаются ромбом. Внутри блока записываются условия выбора направления действия алгоритма:

4. Блоки “ввода” и “вывода” информации изображаются параллелограммами. С их помощью вводят исходные данные задачи, выводят результат решения:

 

Ввод A,B Вывод X

 

Алгоритмы бывают трех основных типов: линейный, разветвленный, циклический.

1. Линейный алгоритм не содержит логических условий, имеет одну ветвь обработки и изображается линейной последовательностью блоков.

Проще говоря, линейный алгоритм строиться на основе структуры “следование”.

Условное изображение линейного алгоритма:

 

Рис. Запись линейного алгоритма на языке Блок–схем. В качестве примера можно привести алгоритм вычисления, среднего арифметического трех чисел а,b,с (на рисунке изображено справа).

 

2. Разветвленный алгоритм содержит одно или несколько логических условий и имеет несколько ветвей обработки. Иначе говоря, разветвленный алгоритм строится на основе структуры “развилка”.

Условное обозначение такого алгоритма:

 

Рис. Запись разветвленного алгоритма на языке блок–схем

В качестве примера (на рисунке справа) рассмотрен алгоритм вычисления функции:

 

если x>=0

 

если x<0

 

3. Циклический алгоритм содержит один или несколько циклов. Он строиться, таким образом, на основе структуры “цикл “. Все ветви алгоритма должны, в конце концов сойтись.

 

Условное обозначение циклического алгоритма:

(на основе цикла– ПОКА) (на основе цикла – ДО)

Рис. Запись циклических алгоритмов на языке блок–схем.