Понятие алгоритма. Свойства. Основные характеристики

Информационные технологии решения задач. Структуры алгоритмов

Способы описания алгоритмов. Правила выполнения блок-схем

Понятие алгоритма. Свойства. Основные характеристики

ФАЙЛЫ И ФАЙЛОВАЯ СТРУКТУРА

Табл. 2

 

Десятичное число Двоичное число Байт
0000 0001
... ... ...

 

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 1020 байт

1 Гбайт = 1024 Мбайт = 1030 байт

1 Тбайт = 1024 Гбайт = 1040 байт

Текст.doc –Word

Диаграмма.xls –Excel

*.dbf –Access

*.pas – программа Паскаль и т.д.

 

Пример записи полного имени файла в общем виде:

<имя носителя>\<имя каталога-1>\...\<имя каталога-М>\<собственное имя файла>

 

С:\АВТОМАТИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ\ВЕНЕРА\АТМОСФЕРА\ Результаты

С:\РАДИОЛОКАЦИЯ\ВЕНЕРА\РЕЛЬЕФ\Результаты

 


[1] Данные — диалектическая составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. При этом физический метод регистрации может быть любым: механическое перемещение физических тел, изменение их формы или параметров качества поверхности, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей, изменение состояния электронной системы и многое другое.


Алгоритм[1] - понятное и точное предписание исполнителю совершить после­довательность действий (набор операций и правил их чередования), направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи.

Алгоритмизация задачи - процесс разработки (проектирования) алгоритма решения задачи с помощью ПК на основе ее условия и требований к конечно­му результату.

Свойства алгоритмов:

- понятность;

- дискретность;

- определенность;

- результативность;

- массовость.

Основные характеристики:

- временные;

- объемные.

 

Исполнитель алгоритма –человек или устройство (в частности, процессор ЭВМ), умеющие выполнять определённый набор действий.

Такой набор действий система команд исполнителя.

 

2.2. СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ АЛГОРИТМОВ.

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ БЛОК-СХЕМ

Способы описания алгоритмов:

- словесный;

- графический (по ГОСТ 19.701-90 "Единая система программной документации"/ИСО 5807-85);

- псевдокоды;

- программный.

- табличный (используется на практике).

Табл. 1. Наиболее часто употребляемые символы

 

Символ "Процесс"применяется для обозначения одного или последова­тельности действий, изменяющих значение, форму представления или размеще­ния данных.

Для улучшения наглядности схемы несколько отдельных блоков обработки можно объединить в один блок. Представление отдельных опера­ций достаточно свободно. Можно ис­пользовать математические выражения, стрелки, пояснения на естественном языке. Метод блок-схем независим от специфики языков программирования, поэтому в описаниях операторов не следует использовать резервированные слова последних и применять имена данных, образован­ные в соответствии с синтаксическими правилами этих языков.

Символ "Решение" используется для обозначения переходов управления по условию. В каждом блоке решения должны быть указаны вопрос, реше­ние, условие или сравнение, которые он определяет.

Стрелки, выходящие из блока решения, должны быть помечены соответст­вующими ответами (например, ДА, НЕТ), так чтобы были учтены все возмож­ные ответы.

Символ "Модификация"используется для выполнения операций, ме­няющих команды или группы команд, изменяющих программу (например, для организации циклических конструкций). Внутри блока записывается параметр цикла, для которого указываются его начальное значение, граничное условие и правило изменения значения параметра для каждого повторения. Блок размеща­ется в начале циклической конструкции, для управления которой он использу­ется, даже в том случае, если изменение параметра и проверка условий оконча­ния цикла при реализации алгоритма производится не в начале, а в конце цик­ла.

Символ "Предопределенный процесс"используется для указания об­ращений к вспомогательным алгоритмам, выделенным автономно, в виде не­которого модуля; для обращений к библиотечным подпрограммам; для обозна­чения части алгоритма, не зависящей от основной схемы управления; для обо­значения определенной части алгоритма, которая будет кодироваться вместе со всем алгоритмом, но в документации представлена отдельной схемой.

Символ "Документ" предназначен для ввода - вывода данных, носителем которых служит бумага.

Символ "Ввод - вывод"используется для преобразования данных в фор­му, пригодную для обработки (ввод) или отображения результатов обработки (вывод). Отдельным логическим устройствам ПК или отдельным функциям об­мена соответствуют определенные блочные символы. В каждом из них указыва­ются тип устройства или файла данных, тип информации, участвующий в обме­не, а также вид операции обмена.

Символ "Соединитель"используется в том случае, когда схема алгорит­ма разделяется на автономные части, особенно если она не умещается на одном листе, или когда необходимо избежать излишних пересечений линий переходов. Применение соединителей не должно нарушать структурности при изображе­нии схем.

Символ "Пуск - останов"используется для обозначения начала, конца, прерывания процесса обработки данных или выполнения программы.

Символ "Комментарий"позволяет включать в схемы алгоритмов пояс­нения к функциональным блокам. Частое использование комментариев не­желательно, так как это усложняет (загромождает) схему, делает ее менее на­глядной.

 

2.3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ. СТРУКТУРЫ АЛГОРИТМОВ

Этапы информационных технологий решения прикладных задач:

- общая формулировка задачи;

- математическая формулировка задачи;

- выбор математического метода решения;

- составление алгоритма решения;

- составление и отладка программы;

- тестирование программы;

- решение поставленной задачи и представление результатов.

Рис.1


Структуры алгоритмов:

1. Линейная

Структура алгоритма является линейной, если она образована последова­тельностью простых операторов (команд).

Пример 1. Составить алгоритм и написать про­грамму вычисления стоимости поездки на автомобиле на дачу (туда и обратно). Исходными данными являют­ся: расстояние до дачи (км); количество бензина, кото­рое потребляет автомобиль на 100 км пробега; цена од­ного литра бензина.

 


2. Разветвляющаяся

Разветвляющийся алгоритм - алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого обеспечивается переход на один из двух возможных шагов.

Пример 2. Составить алгоритм и напи­сать программу вычисления частного двух чисел. Программа должна проверять пра­вильность введенных пользователем данных и, если они неверные (делитель равен нулю), выдавать сообщение об ошибке.

 


3. Циклическая

Циклический алгоритм - алгоритм, предусматривающий многократное по­вторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными. Группа команд (операторов), выполняющихся одна за другой, называется серией, которая может состоять из одного оператора.

 

Пример 3. Составить алгоритм и написать программу, которая выводят y=x2 в диапазоне от -10 до 10, с шагом 0,5.

 


[1] Происходит от имени узбекского ученого IX в. Аль-Хорезми, который в своем труде "Арифметический трактат", переведенном в XII в. с арабского на латынь, изложил правила арифметических действий над числами в позиционной десятичной системе счисления. Эти правила и называ­ли алгоритмами.