Способы представления алгоритмов
Любой исполнитель может понимать и исполнять алгоритм только в том случае, если он представлен в виде, понятном исполнителю. Любая форма представления алгоритма должна обеспечивать свойства алгоритма: дискретности, точности, понятности, результативности и массовости.
Существуют три основных способа представления алгоритмов.
1. Использование естественного языка.
В этом случае последовательность предложений языка описывает последовательность действий исполнителя, которым может быть в большинстве случаев только человек. Никаких специальных правил и требований к таким записям алгоритмов не предъявляется. Главное, что бы выполнялись требования, предъявляемые к алгоритмам, о которых говорилось выше. Иногда такая запись включает некоторые языковые конструкции известных алгоритмических языков или языков программирования.
2. Графически способ..
В графической форме алгоритм представляется в виде геометрических фигур. Обычно они связываются линиями, которые показывают последовательность исполнения отдельных шагов алгоритма. Существует несколько вариантов графического представления алгоритмов, но наиболее широкую известность получило представление в виде блок-схем. Метод блок-схем был разработан Фон Нейманом – одним из первых разработчиков вычислительных машин. В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа.
Ниже приведены наиболее часто встречающиеся блочные символы.
3. Предопределенный процесс.
3. Использование алгоритмических языков.
Алгоритмический язык – это формальный язык, используемый для записи алгоритмов. Запись алгоритма на алгоритмическом языке является формализованной и подчиняется строгим требованиям синтаксиса используемого языка. В отличие от большинства языков программирования, алгоритмический язык не привязан к архитектуре компьютера, и не содержит деталей, связанных с его устройством.
Алгоритм на алгоритмическом языке в общем виде записывается в следующей форме:
алг название алгоритма (аргументы и результаты)
дано условия применимости алгоритма
надо цель выполнения алгоритма
нач описание промежуточных величин
| последовательность команд (тело алгоритма)
Кон
В записи алгоритма ключевые слова обычно подчёркиваются либо выделяются полужирным шрифтом. Для выделения логических блоков применяются отступы, а парные слова начала и конца блока соединяются вертикальной чертой.
Пример записи алгоритма вычисления суммы квадратов целых чисел:
алг Сумма квадратов (арг цел n, рез цел S)
дано n > 0
надо S = 1*1 + 2*2 + 3*3 + … + n*n
Источник
Способы представления алгоритмов
1. Словесный. Такое описание алгоритма состоит из словесного перечня действий в виде предложений.
Например, вычислить C=
Исходные данные А и В ввести в память ЭВМ, проверить выполнение неравенства АB. Если оно выполняется, то вычислить А-В. Результат обозначить как С и вывести его; в противном случае вычислить А+В, результат обозначить С и вывести его.
Недостаток такого представления — отсутствие четкой формализации и наглядности выполнения процесса.
Достоинством является то, что таким способом можно описывать алгоритмы с любою степенью детализации.
2. Формульно-словесный способ основан на задании инструкций о выполнении конкретных действий в четкой последовательности в сочетании со словесными пояснениями.
Для рассмотренного задания алгоритм, представленный формульно-словесным способом, будет следующим:
Этап 1. Ввести А, В.
Этап 2. Если АB, то перейти к этапу 4, иначе — к этапу 3.
Этап 3. С=А-В, перейти к этапу 5.
Этап 5. Принять значение С за результат.
Этап 6. Вывести С.
Этот способ более компактен, но не является строго формальным.
3. Табличный. Алгоритм задается в виде таблиц и расчетных форм. Этот способ наиболее часто используется в экономических расчетах. Исходные данные и результаты вносятся в заголовки столбцов таблицы.
4. Операторный (язык операторных схем). При использовании этого способа вычислительный процесс изображается в виде последовательности символов (операторов). Они обозначают группы стандартных или нестандартных операций, реализующих законченную процедуру с указанием связи между отдельными операторами. Этот способ значительно упрощает составление программы для компьютера, при этом вместо операторов подставляются соответствующие команды. Недостатком данного способа является его малая наглядность.
5. Графический (способ блок-схем). При таком представлении алгоритма каждый этап отображается в виде геометрических фигур — “блоков”, форма которых зависит от выполняемой операции. Блок может иметь имя (метку). Линия соединения блоков показывает направление процесса обработки данных. Каждое направление называется ветвью. Перечень блоков, их наименование, функции, формы, размеры определяются ГОСТ 19.003- 80.
Указанный ГОСТ регламентирует изображение и размеры отдельных блоков в блок-схеме, а также их взаимное расположение. Блоки, в которых не предусматривается разветвление алгоритма по условию, имеют вид прямоугольника с размерами сторон, отношение которых равно 3:2. Блоки, предусматривающие проверку условия с последующим разветвлением, — форму ромба, соотношение диагоналей которого также равно 3:2. Каждая блок-схема обязательно должна включать в себя блок-начало и блок-конец. Форма этих блоков — прямоугольник со скругленными углами, размеры — 3:1. Отдельно определяются блоки, в которых осуществляется ввод и вывод информации. В зависимости от того, откуда и куда осуществляется ввод/вывод, используются разные виды блоков ввода/вывода. Однако можно использовать блок ввода/вывода общего назначения в виде параллелограмма с соотношением длины основания к высоте как 3:2. Блоки соединяются стрелками, показывающими последовательность исполнения. Сам значок “стрелка” в направлении “вниз” и “вправо” можно не ставить, “вверх” и “влево ” — ставить обязательно. Блоки должны быть расположены так, чтобы расстояние между блоками и стрелками составляло не меньше 5 мм.
Алгоритм линейной структуры состоит из последовательности действий, формирующих одну ветвь вычислений. Примером линейного алгоритма может быть алгоритм расчета У по формуле У=Х 2 .
Решение задач не всегда можно представить в виде линейного алгоритма. Существуют задачи, в которых требуется организовать выбор выполнения последовательности действий в зависимости от каких-либо условий. Такие алгоритмы называются алгоритмами разветвляющейся структуры. В них должен присутствовать один или несколько логических операторов (проверки условия) и несколько ветвей решения. Примером разветвляющегося алгоритма может быть выбор наибольшего из двух введенных произвольных чисел.
Алгоритмы, отдельные действия в которых многократно повторяются, называются алгоритмами циклической структуры. Совокупность повторяющихся действий алгоритма принято называть циклом. При разработке циклического алгоритма вводят следующие понятия: параметр цикла — величина, с изменением значения которой связано многократное выполнение цикла; начальное и конечное значение параметров цикла; шаг цикла — значение, на которое изменяется параметр цикла при каждом повторении.
Цикл организуют по определенным правилам. Циклический алгоритм состоит из подготовки цикла; тела цикла; условия продолжения цикла.
В подготовку цикла входят действия, связанные с заданием исходных данных для параметров цикла и других величин, использующихся в цикле.
В тело цикла входят многократно повторяющиеся действия для вычисления искомых величин; подготовка следующего значения параметра цикла, подготовка других значений, необходимых для повторного выполнения действий в теле цикла.
В условии продолжения цикла определяется необходимость дальнейшего выполнения повторяющихся действий (тела цикла). Если параметр цикла превысил конечное значение, то выполнение цикла должно быть прекращено.
Примером циклического алгоритма выступает алгоритм определения суммы десяти произвольных чисел, вводимых пользователем.
Статьи к прочтению:
ОАиП. Лекция 1 \
Похожие статьи:
Для того чтобы ЭВМ <без участия человека>выполнила некоторые действия необходимо задать последовательность инструкций (команд) на понятном компьютеру…
Существуют несколько способов описания алгоритма: словесное, псевдокод, блок-схема, программа. Словесное описание представляет структуру алгоритма на…
Источник
Опишите способы представления алгоритмов
Различают следующие виды алгоритмов :
линейный – список команд (указаний), выполняемых последовательно друг за другом;
разветвляющийся – алгоритм, содержащий хотя бы одну проверку условия, в результате которой обеспечивается переход на один из возможных вариантов решения;
циклический – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одной и той же последовательности действий. Количество повторений обусловливается исходными данными или условием задачи.
Любая алгоритмическая конструкция может содержать в себе другую конструкцию того же или иного вида, т. е. алгоритмические конструкции могут быть вложенными. Рассмотрим следующие способы описания алгоритма: словесное описание, псевдокод, блок-схема, программа.
Словесное описание представляет структуру алгоритма на естественном языке. Например, любой прибор бытовой техники (утюг,электропила, дрель и т.п.) имеет инструкцию по эксплуатации, т.е.словесное описания алгоритма, в соответствии которому данный прибор должен использоваться. Никаких правил составления словесного описания не существует. Запись алгоритма осуществляется в произвольной форме на естественном, например, русском языке. Этот способ описания не имеет широкого распространения, так как строго не формализуем (под «формальным» понимается то, что описание абсолютно полное и учитывает все возможные ситуации, которые могут возникнуть в ходе решения); допускает неоднозначность толкования при описании некоторых действий; страдает многословностью.
1. определить температуру воздуха
2. если температура ниже 0, то надеть шубу, иначе надеть куртку
Псевдокод — описание структуры алгоритма на естественном, частично формализованном языке, позволяющее выявить основныеэтапы решения задачи, перед точной его записью на языке программирования. В псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и общепринятая математическая символика. Строгих синтаксических правил для записи псевдокода не существует. Это облегчает запись алгоритма при проектировании и позволяет описать алгоритм, используя любой набор команд. Однако в псевдокоде обычно используются некоторые конструкции, присущие формальным языкам, что облегчает переход от псевдокода к записи алгоритма на языке программирования. Единого или формального определения псевдокода не существует, поэтому возможны различные псевдокоды, отличающиеся набором используемых слов и конструкций.
Блок-схема — описание структуры алгоритма с помощью геометрических фигур с линиями-связями, показывающими порядок выполнения отдельных инструкций. Этот способ имеет ряд преимуществ. Благодаря наглядности, он обеспечивает «читаемость»алгоритма и явно отображает порядок выполнения отдельных команд. В блок-схеме каждой формальной конструкции соответствует определенная геометрическая фигура или связанная линиями совокупность фигур.
Описания алгоритма в словесной форме, на псевдокоде или в виде блок-схемы допускают некоторый произвол при изображении команд. Вместе с тем они настолько достаточны, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм. На практике исполнителями алгоритмов выступают компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на «понятном» ему языке, такой формализованный язык называют языком программирования .
Источник
СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМОВ
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ
ПРИДНЕСТРОВСКОЙ МОЛДАВСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
ТИРАСПОЛЬСКИЙ ЮРИДИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Им. М.И. КУТУЗОВА
Кафедра оперативно-розыскной деятельности
ЛЕКЦИЯ
по дисциплине «Информатика и информационные технологиив профессиональной деятельности»
специальность 031001.65 — «Правоохранительная деятельность»
ТЕМА №8:«Алгоритм и его свойства.
Методика составления алгоритмов. Языки программирования»
Г. Тирасполь, 2014 г.
ТЕМА №8:«Алгоритм и его свойства.
Методика составления алгоритмов. Языки программирования.»
ПЛАН:
Введение
Понятие алгоритма
Способы представления алгоритмов
Графический способ записи алгоритма. Блок-схема.
Основные структуры алгоритмов
Алгоритмический язык. Псевдокод.
Языки программирования
Заключение
Литература:
1. Информатика и математика для юристов: учебник / под ред. С. Я. Казанцева, Н. М. Дубининой – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012.
2. Информатика базовый курс. 2-е изд. / Под ред. С.В. Симоновича СПб.: Питер, 2011
3. Информационные технологии в юридической деятельности. / Под редакцией профессора П.У. Кузнецова – М.: Юрайт, 2013.
4. Информационные технологии: учебник для вузов. Б.Я. Советов, В.В. Целиховский. – М.: Высшая школа, 2009.
5. Основы правовой информатики (юридические и математические основы информатики): учебное пособие / С. Г. Чубукова, В. Д. Элькин; под ред. М. М. Рассолова. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М.: Контракт: ИНФРА-М, 2009.
6. Могилев, А. В. Практикум по информатике: (учебное пособие) / А. В. Могилев, Н. И. Пак, Е.К. Хеннер; под ред. Е. К. Хеннера.- 4-е изд., стер. — М.: Академия, 2008.
7. Информационные технологии в юридической деятельности. / Згадзай О.Э. и др. — М.: Юнити-Дана, 2014.
ВВЕДЕНИЕ
Понятие алгоритма такое же основополагающее для информатики, как и понятие информации.
Название «алгоритм» произошло от латинской формы имени величайшего среднеазиатского математика Мухаммеда ибн Муса ал-Хорезми (Alhorithmi), жившего в 783—850 гг. В своей книге «Об индийском счете» он изложил правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними «столбиком», знакомые теперь каждому школьнику. В XII веке эта книга была переведена на латынь и получила широкое распространение в Европе.
Человек ежедневно встречается с необходимостью следовать тем или иным правилам, выполнять различные инструкции и указания. Например, переходя через дорогу на перекрестке без светофора надо сначала посмотреть направо. Если машин нет, то перейти полдороги, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, затем перейти полдороги. После этого посмотреть налево и, если машин нет, то перейти дорогу до конца, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, а затем перейти дорогу до конца.
В математике для решения типовых задач мы используем определенные правила, описывающие последовательности действий. Например, правила сложения дробных чисел, решения квадратных уравнений и т. д. Обычно любые инструкции и правила представляют собой последовательность действий, которые необходимо выполнить в определенном порядке. Для решения задачи надо знать, что дано, что следует получить и какие действия и в каком порядке следует для этого выполнить. Предписание, определяющее порядок выполнения действий над данными с целью получения искомых результатов, и есть алгоритм.
ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА
Понятие алгоритма является не только одним из главных понятий математики, но одним из главных понятий современной науки. Более того, с наступлением эры информатики алгоритмы становятся одним из важнейших факторов цивилизации.
Алгоритм — заранее заданное понятное и точное предписание возможному исполнителю совершить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.
Это — не определение в математическом смысле слова, а, скорее, описание интуитивного понятия алгоритма, раскрывающее его сущность.
Исполнитель алгоритма— это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.
Среда (или обстановка) — это «место обитания» исполнителя.
Система команд. Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка — системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнена команда) и описаны результаты выполнения команды. После вызова команды исполнитель совершает соответствующее элементарное действие.
Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается при недопустимом для нее состоянии среды.
Обычно исполнитель ничего не знает о цели алгоритма. Он выполняет все полученные команды, не задавая вопросов «почему» и «зачем».
В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.
Разрабатываемый алгоритм должен обладать следующими свойствами:
1. «Понятность» для исполнителя – исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнить.
2. «Дискретность»(прерывность, раздельность)- алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определённых ) шагов (этапов).
3. «Определённость»— каждое правило алгоритма должно быть чётким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.
4. «Результативность»(или конечность) состоит в том, что алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.
5. «Массовость» — означает, что алгоритм решения задачи разрабатывается в общем, виде, т. е. он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма. Данное свойство алгоритмов является наиболее важным.
Выделяют три крупных класса алгоритмов:
§ вычислительные алгоритмы, работающие со сравнительно простыми видами данных, такими как числа и матрицы, хотя сам процесс вычисления может быть долгим и сложным;
§ информационные алгоритмы, представляющие собой набор сравнительно простых процедур, работающих с большими объемами информации (алгоритмы баз данных);
§ управляющие алгоритмы, генерирующие различные управляющие воздействия на основе данных, полученных от внешних процессов, которыми алгоритмы управляют.
СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМОВ
Существует много способов записи алгоритмов, отличающихся друг от друга наглядностью, компактностью, степенью формализации и другими показателями.
Процесс составления алгоритмов называют алгоритмизацией.
Алгоритм, реализующий решение задачи, можно представить различными способами – с помощью графического или текстового описания.
Графический способ представления алгоритмов имеет ряд преимуществ благодаря визуальности и явному отображению процесса решения задачи. Алгоритмы, представленные графическими средствами, получили название блок-схем.
Описание алгоритма с помощью блок схем осуществляется рисованием последовательности геометрических фигур, каждая из которых подразумевает выполнение определенного действия алгоритма. Порядок выполнения действий указывается стрелками.
Текстовое описание алгоритма является достаточно компактным и может быть реализовано на естественном языке или специальном (алгоритмическом) языке в виде программы.
Описание на естественномязыке – это когда алгоритм описывается на человеческом языке.
Описание на специальном языке – это когда алгоритм описывается с помощью набора символов, определенных команд.
Все три способа представления алгоритмов можно считать взаимодополняющими друг друга. На этапе проектирования алгоритмов наилучшим способом является графическое представление, а на этапах проверки и применения алгоритма – текстовая запись в виде программы
Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 2531 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
