Преимущества словесного способа с его помощью можно описать любые алгоритмы

Преимущества словесного способа с его помощью можно описать любые алгоритмы

Билет2 . Вопрос1

Способы описания алгоритмов.

1. АЛГОРИТМ.

Понятие алгоритма является одним из основных в информатике. Слово “алгоритм” происходит от имени узбекского математика аль-Хорезми, что означает “из Хорезма”. Длительное время алгоритмом пользовались только математики, понимая под алгоритмом описание решения задачи. Начиная с 30-годов 20 века понятие алгоритма становится объектом математического изучения. Возникла новая математическая дисциплина — теория алгоритмов. Несколько позже развитие ЭВМ и их широкое применение сделали понятие алгоритма одним из базовых понятий информатики и ВТ.

АЛГОРИТМ — это конечная последовательность чётко сформулированы правил и команд, предназначенных для решения конкретной задачи.

Любой алгоритм предназначен для исполнителя (человека или автоматического устройства, способного выполнять данные команды).

— вычислительных : — правило возведения числа в степень;

— извлечение корня из n-степени;

— сложение, умножение, деление дробей;

— решение линейных, квадратных, биквадратных;

— нахождение S и V фигур;

— невычислительных ( бытовых ) : — рецепт приготовления блюд;

— правило пользования лифтом,

— инструкция по использованию электро приборов;

2. СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ АЛГОРИТМОВ.

Выбор средств и методов для записи алгоритма зависит прежде всего от назначения ( природы ) самого алгоритма, а также от того, кто (что ) будет исполнителем алгоритма.

Алгоритмы записываются в виде : — словесных правил;

2.1. СЛОВЕСНОЕ ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА.

Это, по существу, обычный язык, но с тщательным отбором слов и фраз, не допускающих лишних слов, двусмысленностей и повторений. Дополняется язык обычными математическими обозначениями и некоторыми специальными соглашениями.

Алгоритм описывается в виде последовательности шагов. На каждом шаге определяется состав выполняемых действий и направление дальнейших вычислений. При этом, если на текущем шаге не указывается какой шаг должен выполняться следующим, то осуществляется переход к следующему шагу.

ПРИМЕР : Найти наибольшего из трёх заданных чисел a, b, c.

• 1. Сравнить a и b. Если a>b,то в качестве максимума t принять a, иначе (a c, то перейти к шагу 3. Иначе (t B THEN max:=A

Источник

Алгоритмы

Алгоритмы. Способы записи алгоритмов

Выделяют три наиболее распространенные на практике способа записи алгоритмов:

• словесный (запись на естественном языке);
• графический (запись с использованием графических символов);
• программный (тексты на языках программирования).

Словесный способ записи алгоритмов

Словесный способ – способ записи алгоритма на естественном языке. Данный способ очень удобен, если нужно приближенно описать суть алгоритма. Однако при словесном описании не всегда удается ясно и точно выразить логику действий.

В качестве примера словесного способа записи алгоритма рассмотрим алгоритм нахождения площади прямоугольника

где S – площадь прямоугольника; а, b – длины его сторон.

Очевидно, что a, b должны быть заданы заранее, иначе задачу решить невозможно.

Словестный способ записи алгоритма выглядит так:

• Начало алгоритма.
• Задать численное значение стороны a.
• Задать численное значение стороны b.
• Вычислить площадь S прямоугольника по формуле S=a*b.
• Вывести результат вычислений.
• Конец алгоритма.

Графический способ описания алгоритмов

Для более наглядного представления алгоритма используется графический способ. Существует несколько способов графического описания алгоритмов. Наиболее широко используемым на практике графическим описанием алгоритмов является использование блок-схем. Несомненное достоинство блок схем – наглядность и простота записи алгоритма.

Каждому действию алгоритма соответствует геометрическая фигура (блочный символ). Перечень наиболее часто употребляемых символов приведен в таблице:

Название символа	Обозначение и пример заполнения	Пояснения
Пуск-останов		Начало, завершение алгоритма или подпрограммы
Ввод-вывод данных		Ввод исходных данных или вывод результатов
Процесс		Внутри прямоугольника записывается действие, например, расчетная формула
Решение	b» width=»219″ height=»65″/>	Проверка условия, в зависимости от которого меняется направление выполнения алгоритма
Модификация		Организация цикла
Предопределенный процесс		Использование ранее созданных подпрограмм
Комментарий		Пояснения

• блок Процесс обозначает вычислительный процесс и применяется для обозначения действия или последовательности действий, изменяющих значения переменных или данных

• блок Решение обозначает проверку условия

Если условие выполняется, то есть a>b, то следующим выполняется действие по стрелке «Да». Если условие не выполняется, то осуществляется переход по стрелке «Нет».

• блок Модификация используется для организации циклических (повторяющихся) действий.

• блок Предопределенный процесс используется для указания обращений к ранее созданным алгоритмам и программам, в том числе и библиотечным подпрограммам.

• блок Ввод-Вывод. При решении задачи на компьютере ввод исходных данных может осуществляться различными способами, например, с клавиатуры, с жесткого диска, с флэш-карты т. д. Задание численных значений исходных данных называется вводом, а отображение результатов расчета на экране монитора или с помощью принтера на бумаге – выводом. Если ввод-вывод не привязан к конкретному устройству, то обозначается параллелограммом. Если необходимо указать конкретное устройство ввода или вывода, то используются специальные геометрические фигуры.

устройство ввода или вывода	дисплей	магнитный диск

В качестве примера графического способа описания алгоритмов с помощью блок-схем запишем алгоритм нахождения площади прямоугольника:

Внутри каждого блока записывается соответствующее действие. Последовательность выполнения задается соединительной линией со стрелочкой.

Последовательность выполнения сверху вниз и слева направо принята за основную.

Если в алгоритме не нарушается основная последовательность, то стрелочки можно не указывать. В остальных случаях последовательность выполнения блоков обозначается стрелочкой обязательно. В нашем примере основная последовательность выполнения – сверху вниз.

Программный способ записи алгоритмов

Способ записи алгоритмов с помощью блок-схем нагляден и точен для понимания сути алгоритма, тем не менее, алгоритм предназначен для исполнения на компьютере, а язык блок-схем компьютер не воспринимает. Поэтому алгоритм должен быть записан на языке, понятном компьютеру с абсолютно точной и однозначной записью команд.

Таким образом, алгоритм должен быть записан на каком-то промежуточном языке, с точными и однозначными правилами и отличном от естественного языка и языка блок-схем, но понятном компьютеру. Такой язык принято называть языком программирования.

Программный способ записи алгоритма – это запись алгоритма на языке программирования, позволяющем на основе строго определенных правил формировать последовательность предписаний, однозначно отражающих смысл и содержание алгоритма, с целью его последующего исполнения на компьютере.

Запись алгоритма на языке программирования называется компьютерной программой.

Источник

Конспект Способы описания алгоритмов

Информатика и ИКТ. 9 класс. Основы алгоритмизации.

Свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов.

Цель урока: описать свойства алгоритмов, представить алгоритмы с помощью конкретных изобразительных средств, состав и правила употребления которых образуют конкретные способы или формы записи.

Актуализация опорных знаний (опрос по теме прошлого урока)

Дайте определение «алгоритм»?

Происхождение понятия «алгоритм»?

Какие виды алгоритмов существуют?

Изучение нового материала:

Значение слова «алгоритм» является синонимом таких понятий, как «набор инструкций», «последовательность действий», «метод». Однако, в отличие от них, алгоритм характеризуется определенными свойствами.

Свойства алгоритма – это набор свойств, отличающих алгоритм от любых предписаний и обеспечивающих его автоматическое исполнение. Алгоритм обладает следующим набором основных свойств: дискретностью, массовостью, формальностью, результативностью, определенностью.

Дискретность (разрывность) – это свойство алгоритма, характеризующее его структуру: каждый алгоритм состоит из отдельных законченных действий, т. е. «делится на шаги».

Массовость – применимость алгоритма ко всем задачам рассматриваемого типа, при любых исходных данных.

Определенность (детерминированность, точность) – свойство алгоритма, указывающее на то, что каждый шаг алгоритма должен быть строго определен и не допускать различных толкований; также строго должен быть определен порядок выполнения отдельных шагов.

Результативность – свойство, состоящее в том, что любой алгоритм должен завершаться за конечное (пусть даже очень большое) число шагов.

Формальность – это свойство указывает на то, что любой исполнитель, способный воспринимать и выполнять инструкции алгоритма, действует формально, т. е. отвлекается от содержания поставленной задачи и лишь строго выполняет инструкции. Другими словами, механически выполняя все указанные в алгоритме этапы в требуемом порядке, исполнитель может всегда правильно решить задачу.

Процесс разработки алгоритма называется алгоритмизацией и требует четкого и полного понимания задачи. Сущность алгоритмизации вычислительного процесса проявляется в следующих действиях, отражающих его свойства:

выделении законченных частей вычислительного процесса;

формальной записи каждого из них;

назначении определенного порядка выполнения выделенных частей;

проверки правильности выбранного алгоритма по реализации заданного метода вычислений.

Способы записи алгоритмов

На любой стадии существования алгоритмы представляют с помощью конкретных изобразительных средств, состав и правила употребления которых образуют конкретные способы или формы записи. К настоящему времени сложились пять наиболее употребительных способов записи:

графический способ (блок-схема);

программа (способ описания с помощью языков программирования).

Словесное описание представляет алгоритм – инструкцию о выполнении действий в определенной последовательности с помощью слов и предложений естественного языка. Форма изложения произвольна и устанавливается разработчиком.

Этот способ описания не имеет широкого распространения, т. к. 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.

Алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел.

задать два числа;

если числа равны, то взять любое из них в качестве ответа и остановиться, в противном случае продолжить выполнение алгоритма;

определить большее из чисел;

заменить большее из чисел разностью большего и меньшего из чисел;

повторить алгоритм с п. 2.

Алгоритм выполнения домашнего задания по математике.

посмотреть, что задано;

взять учебник и тетрадь по предмету;

прочитать параграф и выполнить письменные упражнения;

сравнить полученные результаты с ответами в конце учебника;

если ответы совпадают, закрыть тетрадь и учебник, если нет – повторить алгоритм с п. 4.

Формульно-словесный способ записи действий содержит формальные символы и выражения (формулы) в сочетании со словесными пояснениями. Т.е. алгоритм записывается в виде текста с формулами по пунктам, определяющим последовательность действий. Этот способ описания нагляден, лаконичен, но не является строго формальным.

Алгоритм вычисления следующего выражения: у=2∙а–(х+6).

ввести значения а и х;

найти произведение (2∙а);

вычислить y как разность y=2∙a–(x+6);

вывести у как результат вычисления выражения.

Алгоритм решения задачи по геометрии.

Дано: высота треугольника AH=2 см, основание треугольника BC= 5 см.

Найти: площадь S ∆ABC.

Решение: Площадь треугольника находится по формуле

Подставим данные задачи:

Результат:

Псевдокод представляет собой описание структуры алгоритма на естественном, частично-формализованном языке, позволяющее выявить основные этапы решения задачи перед точной его записью на языке программирования.

В псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и общепринятая математическая символика. Данный способ тесно связан со структурным подходом к программированию. Псевдокод занимает промежуточное положение между естественным языком и языком программирования. Его применяют преимущественно для того, чтобы подробнее объяснить работу программы, что облегчает проверку правильности программы.

Алгоритм сложения двух чисел.

Ввод двух чисел a и b.

Вычисление суммы S=a+b.

Алгоритм заполнения зачетной ведомости группы из 20 студентов (i – номер студента).

i от 1 до 20 с шагом 1

1.1. ввести фамилию студента

1.2. поставить оценку.

Графическая запись, или блок-схема, – описание структуры алгоритма с помощью геометрических фигур с линиями связями, показывающими порядок выполнения отдельных инструкций. Описание алгоритмов с помощью схем – один из наиболее наглядных и компактных способов. Этот способ имеет ряд преимуществ перед остальными:

наглядное отображение базовых конструкций алгоритма;

концентрация внимания на структуре алгоритма;

использование принципа блочности при коллективном решении сложной задачи;

преобразование алгоритма методом укрупнения (сведения к единому блоку) или детализации (разбиения на ряд блоков);

быстрая проверка разработанного алгоритма.

В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т. п.) соответствует геометрическая фигура, называемая блоком. Блочные символы соединяются линиями переходов (стрелками), определяющими очередность выполнения действий.

Условные графические изображения, используемые при построении схем, называются символами. Система символов и правила построения алгоритмов определены соответствующими стандартами: блок-схема выстраивается в одном направлении: либо сверху вниз, либо слева направо, в порядке выполнения действий.

Для наглядности операции разного вида изображаются в схеме различными геометрическими фигурами (таблица).

Средства графического изображения алгоритмов

Обозначает начало и конец алгоритма

Ввод и вывод данных

Наличие условия в алгоритме

Наличие цикла в алгоритме

Разрыв алгоритма (соединительные блоки)

———

Терминатор (пуск-остановка). Элемент отображает вход из внешней среды или выход из нее (наиболее частое применение − начало и конец алгоритма). Внутри фигуры записывается соответствующее действие − начало/конец.

Данные (ввод-вывод). Преобразование данных в форму, пригодную для обработки (ввод) или отображения результатов обработки (вывод). Данный символ не определяет типа носителя данных.

Процесс. Выполнение одной или нескольких операций, обработка данных любого вида (изменение значения данных, формы представления, расположения). Внутри фигуры записывают непосредственно сами операции. В этом блоке знак «=» означает не математическое равенство, а операцию присваивания.

Решение. Отображает решение или функцию переключательного типа с одним входом и двумя или более альтернативными выходами, из которых только один может быть выбран после вычисления условий, определенных внутри этого элемента. Вход в элемент обозначается линией, входящей обычно в верхнюю вершину элемента. Если выходов два или три, то обычно каждый выход обозначается линией, выходящей из оставшихся вершин (боковых и нижней). Если выходов больше трех, то их следует показывать одной линией, выходящей из вершины (чаще нижней) элемента, которая затем разветвляется.

Соответствующие результаты вычислений могут записываться рядом с линиями, отображающими эти пути.

Граница цикла. Условия цикла и приращения записываются внутри символа цикла − в зависимости от типа организации цикла. Для изображения итерационного цикла на блок-схеме вместо данного символа используют символ решения, указывая в нем условие, а одну из линий выхода замыкают выше в блок-схеме (перед операциями цикла).

Предопределенный процесс. Символ отображает выполнение процесса, состоящего из одной или нескольких операций, который определен в другом месте программы (в подпрограмме, модуле). Внутри символа записывается название процесса и передаваемые в него данные.

Соединитель. Используется для обрыва линии и продолжения ее в другом месте (пример: разделение блок-схемы, не помещающейся на листе).

Соответствующие соединительные символы должны иметь одно (при том уникальное) обозначение.

Комментарий. Позволяет включать в схемы алгоритмов пояснения к функциональным блокам. Частое использование комментариев нежелательно, т. к. это усложняет (загромождает) схему, делает ее менее наглядной.

Алгоритм сложения двух чисел.

Алгоритм совершения покупок в магазине.

Составление блок-схемы алгоритма является важным и необходимым этапом решения задачи. Но, т. к. в таком виде алгоритм не может быть выполнен непосредственно ЭВМ, этот этап является промежуточным, значительно облегчающим процесс составления программы.

Программа − это алгоритм, записанный в виде последовательности команд, понятных ЭВМ (машинных команд). При записи алгоритмов в виде программ для ЭВМ используются языки программирования — системы кодирования предписаний и правила их использования. Такие языки являются искусственными языками со строго определенными синтаксисом и пунктуацией. Они не допускают свободного толкования для своих конструкций, как это характерно для естественного языка. Существует большое количество языков программирования, предназначенных для решения прикладных задач.

Для записи алгоритмов в виде программ характерна высокая степень формализации. Перед составлением программ чаще всего используются словесно-формульный или графический способы.

Алгоритм сложения двух чисел. Программа, записанная на языке Qbasic:

Rem Вычисление суммы двух чисел

Input «Введите число a»; a

Input «Введите число b»; b

Print « Сумма a+b=»; a+b

Составить алгоритм вычисления значения функции y=7x+5 при любом значении x.

Составить алгоритм вычисления периметра квадрата, если известна его сторона.

Составить алгоритм вычисления длины окружности, если известен ее радиус.

Составить алгоритм вычисления площади окружности, если известен ее диаметр.

Записи в тетради, повторить понятие «алгоритма».

Беляев Д. М. МАОУ лицей № 21 г. Тамбов

Источник