Дисциплина: «программирование на языке высокого уровня»
Понятие алгоритма. Методы описания алгоритма.
Алгоритм — точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное время. В старой трактовке вместо слова «порядок» использовалось слово «последовательность», но по мере развития параллельности в работе компьютеров слово «последовательность» стали заменять более общим словом «порядок». Это связано с тем, что работа каких-то инструкций алгоритма может быть зависима от других инструкций или результатов их работы. Таким образом, некоторые инструкции должны выполняться строго после завершения работы инструкций, от которых они зависят. Независимые инструкции или инструкции, ставшие независимыми из-за завершения работы инструкций, от которых они зависят, могут выполняться в произвольном порядке, параллельно или одновременно, если это позволяют используемые процессор и операционная система.
К основным способам описания алгоритмов можно отнести следующие: словесно-формульный; структурный или блок-схемный; с помощью граф-схем; с помощью сетей Петри.
Перед составлением программ чаще всего используются словесно-формульный и блок-схемный способы. Иногда перед составлением программ на низкоуровневых языках программирования типа языка Ассемблера алгоритм программы записывают, пользуясь конструкциями некоторого высокоуровнего языка программирования. Удобно использовать программное описание алгоритмов функционирования сложных программных систем. Так, для описания принципов функционирования ОС использовался Алголоподобный высокоуровневый язык программирования.
При словесно-формульном способе алгоритм записывается в виде текста с формулами по пунктам, определяющим последовательность действий.
При блок-схемном описании алгоритм изображается геометрическими фигурами (блоками), связанными по управлению линиями (направлениями потока) со стрелками. В блоках записывается последовательность действий.
107. Основные алгоритмические конструкции: линейный алгоритм, разветвляющийся, циклический.
Под алгоритмом понимают постоянное и точное предписание (указание) исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или решение поставленной задачи.
Блок – схемы.Условные обозначения
Базовые алгоритмические структуры
Разветвляющиеся вычислительные процессы в языках высокого уровня (Pascalили си): ветвление и множественный выбор.
Оператор ветвления (условная инструкция, условный оператор) — оператор, конструкция языка программирования, обеспечивающая выполнение определённой команды (набора команд) только при условии истинности некоторого логического выражения, либо выполнение одной из нескольких команд (наборов команд) в зависимости от значения некоторого выражения.
Оператор ветвления применяется в случаях, когда выполнение или невыполнение некоторого набора команд должно зависеть от выполнения или невыполнения некоторого условия. Ветвление — одна из трёх (наряду с последовательным исполнением команд и циклом) базовых конструкций структурного программирования.
C и C++ имеют условный оператор, структурно аналогичный Паскалю. Отличие состоит в том, что условие должно быть записано в круглых скобках, а вместо ключевых слов begin и end используются фигурные скобки {} :
Оператор структуры множественного выбора называется switch. Такая структура тоже в конечном итоге структура ветвления, но если if это разделение пути надвое (да - мы идем в одну сторону, нет - в другую), то switch это разветвление на большее число вариантов, нежели 2.
В Си в структуре множественного выбора можно использовать (т.е. подразумевать, как мы выяснили выше) ТОЛЬКО оператор сравнения ==. Никакие другие операторы сравнения использоваться не могут!
Дальше - case. Расшифровывается так: в случае, если указанные после switch в скобках переменная или выражение принимают такое значение, как указанные case, то начинают выполняться операторы, следующие после этого же case, если нет - мы переходим к другому случаю, к другому case. Если среди всех описанных нами случаев нет ни одного, соответствующего текущему значению проверяемой переменной или выражениия, переходим к служебному слову default. В этом случае начинают выполняться операторы, находящиеся после него. Собственно, этого служебного слова в данной конструкции может и не быть - оно не обязательно, но считается правильным все же описывать ситуации, которые вы не предвидели в case. Кроме того, default не обязательно должен располагаться в самом конце рассматриваемой структуры, но рекомендуется все-таки располагать его именно там - как-то логически более на месте. Но если вам все-таки очень захотелось втемышить его куда-нибудь посередине, не забудьте после операторов, описывающих действия по умолчанию поставить break. Когда выполняется этот оператор, следущие за ним строки не выполняются, программа выходит из блока структуры и начинает выполняться оператор, следующий сразу после данного блока.
Схема выполнения оператора switch следующая:
- вычисляется выражение в круглых скобках;
- вычисленные значения последовательно сравниваются с константными выражениями, следующими за ключевыми словами case;
- если одно из константных выражений совпадает со значением выражения, то управление передается на оператор, помеченный соответствующим ключевым словом case;
- если ни одно из константных выражений не равно выражению, то управление передается на оператор, помеченный ключевым словом default, а в случае его отсутствия управление передается на следующий после switch оператор.