Основы алгоритмизации вычислительных процессов Этапы решения задач

Основы алгоритмизации вычислительных процессов

Этапы решения задач на ЭВМ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Постановка задачи Математическое описание задачи Выбор численного метода решения задачи Разработка алгоритма решения задачи Составление программы Подготовка исходных данных по инструкции к программе Решение задачи и анализ полученных результатов

Алгоритмом называется четкое описание последовательности действий, которые необходимо выполнить для решения задачи. Разработать алгоритм решения задачи означает разбить задачу на последовательно выполняемые этапы, при этом должно быть четко указано содержимое каждого этапа и порядок выполнения.

Свойства алгоритма Понятность для исполнителя — исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Дискретность – алгоритм должен представлять процесс решения задачи, как последовательно выполнение простых процессов Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным

Свойства алгоритма Результативность – алгоритм должен приводить к решению задачи за конкретное число шагов Массовость – алгоритм должен быть применим для некоторого класса задач, различающимися исходными данными.

Формы представления алгоритма алгоритм Словесная форма Формульная запись Блок-схемная форма Языки програм-вания

Словесная форма Содержание этапов задается обычным разговорным языком, но для сложных алгоритмов эта форма является громоздкой Например, вычисление периметра прямоугольника: 1. Найти сумму a и b 2. Найти произведение суммы на 2 3. Проанализировать результат

Формульная запись Применяется для решения задачи вычислительных алгоритмов при описании математических выкладок, доказательств теорем. Применение формульной записи является наглядным способом и очень компактным. Пример, P=2*(a+b)

Языки программирования Позволяют на основе строго определенных правил формировать последовательность предписаний, которые отображают смысл и содержание частей алгоритма с целью их последующего исполнения на ЭВМ. Алгоритм, записанный по правилам языка программирования является исходной программой

Блок-схемная форма Блок-схема – наглядная графическое изображение алгоритма, при котором отдельные этапы алгоритма изображаются в виде геометрических фигур (блочных символов), а связи между этапами указываются линиями, соединяющими блоки. Блочные символы имеют различные графические изображения в зависимости от выполняемых действий. Правила представления блок-схем определяется ГОСТ 19. 701 -90

Условные графические обозначения, применяемые при составлении блок-схем Обозначение символа и пример его заполнения начало Название Пояснение Начало или конец алгоритма конец Ввод вывод Ввод – вывод данных Процесс Вычислительное действие или последовательность действий a>b Решение Проверка условий – выбор направления алгоритма i=1, 5 Подготовка Начало цикла Ввод а В=а+2*45

Базовые алгоритмические структуры Основные структуры алгоритмов – это ограниченный набор блоков и стандартных способов их соединения для выполнения типичных последовательностей действий К основным структурам относятся: üСледование üРазветвление üЦикл

Следование Последовательное размещение блоков друг за другом в том порядке, в котором должны быть выполнены предписываемые действия действие 1 действие 2 действие 3

Разветвление Применяется, когда в зависимости от условия нужно выполнить либо одно, либо другое действие (блок решения). Разветвления могут быть полными и неполными Полная форма Нет действие 2 условие Сокращенная форма Да действие 1 Нет условие Да действие 1

Цикл Служит для многократного повторения одного и того же действия над новыми исходными данными. Структура цикла может быть трех видов: цикл-до, циклпока, цикл с параметром Цикл-до Цикл-пока Тело цикла Цикл с параметром Нет условие Да Да условие Нет параметр Тело цикла

Типы процессов обработки информации В зависимости от способа организации управления действий существуют 3 основных типа процесса обработки информации: üЛинейный üРазветвляющийся üЦиклический

Линейный процесс Существует единственный путь выполнения действий. Действия выполняются последовательно одно за другим и каждый этап выполняется начало только один раз. Используется только базовая структура следования. Ввод v Например, блок-схема алгоритма перерасчета скорости из м/сек в км/ч v 1=v*3. 6 Вывод v 1 конец

Разветвляющийся процесс Содержит несколько направлений вычислительного процесса, выбор зависит от предварительного начало поставленного условия Например, вычисление значения функции x. b. a Нет Да x>0 Y начало

Циклические процессы Содержат один или несколько многократно повторяющихся участков вычисления по частично или полностью измененным данным на каждом цикле. Циклы могут быть простыми и сложными. Под сложным понимается такой цикл, внутри которого могут быть один или несколько других циклов. Тогда охватывающий цикл называется внешним, а входящий в него – внутренним.

Пример блок-схемы с циклом-до начало x 0. xk. dx Вычисление значения функции Y(x) на интервале от -1 до 1 с шагом 0. 2 x=x 0 Y=x+1 x=x+dx Y Да x≤xk Нет конец

Пример блок-схемы циклического процесса с параметром Вычисление значения суммы ряда: начало m, x S=2 n=1, m S=S+x^2*n S начало