52

Конспект лекций

по дисциплине «Алгоритмизация и языки про­граммирования» __

Оглавление

Тема 1. ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ ЗАДАЧ.	4
Тема 2. ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА БАЗОВОМ ПРОЦЕДУРНО-ОРИЕНТИРОВАННОМ АЛГОРИТМИЧЕСКОМ ЗЫКЕ. ОПЕРАТОР ПРИСВАИВАНИЯ. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ	6 8
Тема 3 АРИФМЕТИЧЕСКИЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ.ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА ДАННЫХ. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ	10 12
Тема 4. ОПИСАНИЕ ЛИНЕЙ­НЫХ И РАЗВЕТВЛЯЮЩИХСЯ СТРУКТУР АЛГОРИТМОВ. ПРОГРАММИРОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЯЮЩИХСЯ СТРУКТУР. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ	17 20
Тема 5. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММ НА ПК. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ	22 25
Тема 6. СТРУКТУРЫ ДАННЫХ: МАССИВЫ, МНОЖЕСТВА, ЗАПИСИ. ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА МАССИВОВ.	25
Тема 7. ОРГА­НИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ	28 31 33
Тема 8. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ВВОДА-ВЫВОДА МАССИВОВ. СТРОКОВЫЕ ДАННЫЕ. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ	39 43
Тема 9. ПОДПРОГРАММЫ. ОБРАЩЕНИЕ К ПОДПРОГРАММАМ. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ	45 47
Тема 10. АЛГОРИТМЫ ПОИСКА И СОРТИРОВКИ. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ	48 51
Тема 11. ПРОГРАММИРОВАНИЕ В СРЕДЕ DELPHI. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ	60 62
Тема 12. РАБОТА С ФАЙ­ЛАМИ. ПРИМЕРЫ РАБОТЫ С ФАЙЛАМИ.	63
Тема 11. ДИНАМИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ. УКАЗАТЕЛИ. РАБОТА С ОЧЕРЕДЯМИ И СТЕ­КОМ. (2 часа)	38
Тема 12. МАШИННАЯ ГРАФИКА.ПРИМЕРЫ ПРОГРАММ С РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИЕЙ. (1 часа)	44
Приложение А.	47
Литература	51

Тема 1. Программные средства пк. Основы алгоритмизации задач.

(1 часа)

План лекции 1:

1. Определение алгоритма.

2. Способы описания алгоритмов

3. Правила оформ­ления схем алгоритмов.

4. Разновидности структур алгоритмов

Алгоритм – это заданная определенным образом последовательность действий, приводящая за конечное число шагов к достижению поставленной цели (к решению поставленной задачи).

Здесь мы ввели понятие действия. В дальнейшем будем считать тождественными понятия

действие ≡ инструкция ≡ оператор.

Действия (инструкции, операторы) выполняются некоторым исполнителем. Для нас

исполнитель ≡ процессор.

Исполнитель должен уметь выполнять некоторый набор действий и понимать, в какой последовательности эти действия нужно выполнять по заданному алгоритму. При этом должны быть соблюдены следующие два условия:

1. действия должны быть понятны исполнителю;

2. разные исполнители должны одинаково понимать одни и те же действия.

В жизни алгоритмы встречаются нам повсюду. Любая целенаправленная деятельность человека – алгоритм (или его выполнение).

Рассмотрим эти конструкции на примерах алгоритмов для вычислений по формулам.

Х = А²-1. вход – А, выход – Х

Тогда словесная запись алгоритма будет следующей.

1. Задать значение для А.

2. Умножить А на А, запомнить результат.

3. Из результата п.2 вычесть 1, запомнить результат в переменной Х.

Здесь у нас появилось важное действие – запоминание. Будем называть его присваиванием. Это фундаментальное понятие. Оно связано с понятием память.

Чтобы различать разные значения, их располагают в разных участках памяти. Под переменные значения отводится свободное место в памяти. Следовательно, можно сказать: ”Результат присвоить переменной Х”.

Этот пример определяет нам первую базовую конструкцию структурного программирования – следование: если в записи алгоритма друг за другом написаны несколько действий, то они будут выполняться последовательно.

Последовательный алгоритм – такой, в котором действия выполняются в том порядке, в каком они написаны (в естественном порядке).

Рассмотрим следующий пример.

0, x ≤ 0 вход - x,

f = выход – f.

x², x > 0

Записать алгоритм вычисления f можно следующим образом.

1. Задать значение х.

2. Если х ≤ 0

то 2.1. задать f = 0

иначе 2.2. задать f = x * x.

Получили новую конструкцию, которая задает разветвление в порядке выполнения действий. Такая конструкция называется условной (соответственно алгоритм – условным) или конструкцией ЕСЛИ – ТО – ИНАЧЕ, по-английски IF – THEN – ELSE. Запись в общем виде:

ЕСЛИ условие

ТО последовательность действий 1

ИНАЧЕ последовательность действий 2.

Упрощенная или усеченная форма:

ЕСЛИ условие

ТО последовательность действий.

Пример . Подсчитать сумму нечетных чисел от 1 до 25.

вход – пустой,

выход – S.

Алгоритм вычисления S .

Задать S равным 0.

Задать n равным 0.

Пока n ≤ 12 выполнять

3.1. к S добавить 2*n + 1

3.2. увеличить n на 1

Алгоритм будет работать до тех пор, пока выполняется условие п.3.

Здесь мы получили третью базовую конструкцию – циклическую. Она означает следующее: пока истинно некоторое условие, – делай то-то и то-то. Называется она конструкцией ПОКА – ДЕЛАЙ, по-английски WHILE – DO. Соответствующий алгоритм называется циклическим алгоритмом. Он задает многократное выполнение одних и тех же действий. Запись в общем виде:

ПОКА условие ВЫПОЛНИТЬ

последовательность действий.

Последовательность может выполняться 0,1,…,∞ раз.

Этих трех конструкций (трех типов алгоритмов) достаточно для написания алгоритмов любой сложности.

Р ассмотрим алгоритм еще с одной точки зрения. Если не вдаваться в его структуру, то любой алгоритм можно представить в виде “черного ящика”:

Вход – совокупность переменных и их значений, которые используются алгоритмом для вычислений.

Выход – совокупность переменных и значений, которые получены после вычислений.

Правила, описывающие алгоритмический язык, распадаются на две части: семантику и синтаксис.

Семантика – смысловая часть описания языка. Она определяет, как понимать (человеку) и выполнять (машине) алгоритмы.

Синтаксис – набор формальных правил написания алгоритмов на алгоритмическом языке.