Раздел 6. Основы алгоритмизации вычислительных задач

 

Тема 16. ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ НА ЭВМ

 

 

73. Основные этапы технологического процесса разработки программ решения вычислительных задач на ЭВМ.

 

1. Постановка задачи:

• сбор информации о задаче;

• формулировка условия задачи;

• определение конечных целей решения задачи;

• определение формы выдачи результатов;

• описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).

 

2. Анализ и исследование задачи, модели:

• анализ существующих аналогов;

• анализ технических и программных средств;

• разработка математической модели;

• разработка структур данных.

 

3. Разработка алгоритма:

• выбор метода проектирования алгоритма;

• выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);

• выбор тестов и метода тестирования;

• проектирование алгоритма.

 

4. Программирование:

• выбор языка программирования;

• уточнение способов организации данных;

• запись алгоритма на выбранном языке программирования.

5. Тестирование и отладка:

• синтаксическая отладка;

• отладка семантики и логической структуры;

• тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;

• совершенствование программы.

 

Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2-5.

 

7. Сопровождение программы:

• доработка программы для решения конкретных задач;

• составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.

 

 

Тема 17. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ЗАДАЧ. КЛАССИФИКАЦИЯ И СПОСОБЫ ЗАПИСИ АЛГОРИТМОВ

 

74. Понятие алгоритма, основные свойства алгоритма, способы его записи.

 

Алгоритм решения задачи это конечная последовательность четко сформулированых правил(команд, решения некоторого класса задач).

 

Основными свойствами алгоритма являются:

конечность разбиение алгоритма на ряд отдельных законченных действий, возможность поочередно их выполнять

точность формулировка команд без двоякого смысла

понятность на понятном исполнителю языке команды с использованием понятных тэрминов.

массовость. возможность многократного использования алгоритма для решения однотипных задач.

результативность получение конечного результата или ответа что таковой не может быть получен.

 

Алгоритм должен быть формализован по некоторым правилам посредством конкретных изобразительных средств. К ним относятся следующие способы записи алгоритмов: словесный, формульно-словесный, графический, программный.

Наибольшее распространение благодаря своей наглядности получил графический (блок-схемный) способ записи алгоритмов.

 

75. Условные обозначения в схемах алгоритмов.

 

Блок-схемой называется графическое изображение логической структуры алгоритма, в котором каждый этап процесса обработки информации представляется в виде геометрических символов (блоков), имеющих определенную конфигурацию в зависимости от характера выполняемых операций. Перечень символов, их наименование, отображаемые ими функции, форма и размеры определяются ГОСТами.

 

 

76. Классификация алгоритмов.

 

При всем многообразии алгоритмов решения задач в них можно выделить три основных вида вычислительных процессов:

линейный;

разветвляющийся;

циклический.

 

 

77. Алгоритмизация ветвящихся и циклических вычислительных процессов.

 

Линейный алгаритм

Команда алгаритма выполняется последовательно от ночала до конца в том порядке в котором они записаны

 

Разветвляющийся алгоритм

В зависимости от поставленного условия выборочно выполняется одна или другая последовательность команды

 

В простей­шем случае, это ответ на вопрос «Да» или «Нет». Во всех языках программирования эта возможность реализована при помощи оператора ветвления If...[Else]...EndIf.

Циклический алгоритм

В алгоритме есть последовательность команд которая выполняется несколько раз. Число повторений может быть задано заранее иди может зависеть от конкретно поставленного условия

 

Циклический алгоритм может иметь несколько вариантов.

«Для» (For) служит для проведения определенного количества итераций (повторов).

«Пока» (While|Until) выполняется до тех пор, пока соблюдается определенное условие.

«Неопределенный цикл» (Do) выполняется бесконечно или пока внутри его тела не выполнится команда принудительного завершения цикла. Чаще всего задается с условием.

В некоторых языках программирования могут использоваться специализированные циклы: для обхода всех элементов набора объектов (For Each) или для просмотра всех записей в таблице базы данных (Scan).

Во всех случаях построения циклического алгоритма нужно внимательно следить за тем, чтобы при его выполнении происходило корректное завершение. Одна из наиболее распространенных ошибок – создание бесконечного цикла, который не завершается никогда.

 

 

Алгоритмы решения типовых задач.