2. Способи описання алгоритмів.

Існує чотири способи запису алгоритмів, вибір яких залежить від того, хто його записує і на кого він орієнтований: словесний, графічний (блок схеми), за допомогою псевдокодів, формальний (мовою програмування).

1. Словесний спосіб - це найбільш проста і доступна форма представлення алгоритму. Словесна форма зазвичай викорис­товується для алгоритмів, орієнтованих на виконавця – людину.

2. Запис алгоритмів за допомогою блок схем. Схеми дозволяють зоб­разити алгоритм в наочній графічній формі. Цей спосіб вже потребує деяких спеціальних знань, зокрема ознайомлення з певними стандартами графічних зображень блоків, в які поміщаються команди алгоритму.

3. Мова псевдокодів. Для запису алгоритмів за допомогою мови псевдокодів використовуються службові слова та спеціальні правила запису окремих дій. Мова псевдокодів є проміжною між природною і формальною мовами.

4. Мови програмування - фіксована систему позначень для опису структур даних та алгоритмів, призначених для виконання обчислювальними машинами. (Розроблено багато різних мов програмування кожна з яких призначена для опису алгоритмів розв’язання специфічних задач. Всі ці мови можна поділити на мови програмування високого рівня (формальна мова) та мови програмування низького рівня (машинна мова))

Білет №15

1. Функціональна організація процесора. Арифметико-логічний та керуючий пристрої ПК, їх функції.

2. Базові елементи та основні структури алгоритмів.

1. Процесор повинен виконувати наступні команди:

• Додавання з нормалізацією;

• Завантаження та перевірка;

• Завантаження PSW.

Центральний процесор є другим головним компонентом комп’ютера. Він містить в собі дві підкомпоненти: арифметично/логічний пристрій та керуючий пристрій. АЛП виконує всі арифметичні операції: +, – , : , х , та логічні операції, такі як, наприклад, порівняння двох чисел для з’ясування яке з них є більшим. Звісно, що ці операції виконуються у двійковій системі числення. Після виконання кожної операції АЛП виробляє спец. код завершення операції (0 або 1), який є ознакою результату виконання операції і який може бути використаний КП. КП у певному сенсі можна назвати мозком комп’ютера, бо він керує діями інших компонентів. Саме КП зчитує команду з ОП, інтерпретує її, примушуючи діяти той чи інший пристрій комп’ютера - чи то АЛП, чи то ЗП введення/виведення. При необхідності КП може використовувати код завершення попередньої операції К, що виробляє АЛП, для визначення адреси наступної команди. КП припиняє роботу процесора, коли до нього потрапляє команда зупинки.

2. Базові елементи та основні структури алгоритмів.

Всього їх 3: проходження (слідування), розвилка, цикл

1. Слідування. Команда слідування подається у вигляді послідовності двох (або більше) простих команд, що виконуються одна за одною. Якщо алгоритм можна подати у вигляді послідовності команд S1, S2,…, Sn, то його називають лінійним алгоритмом.

2. Розгалуження (вибір). Команда розгалуження – це вказівка виконати одну з двох команд: команду1 або команду2 залежно від істинності чи хибності деякого твердження Р.[if вираз then оператор / if вираз then оператор1 else оператор2/ case перемикач of список констант : оператор; end/ case перемикач of список констант : оператор; else операторn end]

3. Цикл означає повторне виконання тієї самої дії або блока дій, що мають назву тіло циклу, доти, доки певний логічний вираз залишається істинним – це цикл із передумовою (цикл-поки) [while умова do begin тіло циклу end]. Цикл з післяумовою (цикл-до) повторюється доти, доки значення логічного виразу є помилковим, і завершується, коли воно стає істинним. [repeat тіло циклу until умова].

Алгоритм, який приписує повторне виконання дій, називається алгоритмом із повторенням, або алгоритмом із циклом

Білет №16

1. Принцип програмного керування

2. Елементи “розвилка” та “обхід”. Алгоритми з розгалуженням

Принцип програмного керування

Суть принципу – процес оборки даних здійснюється автоматично по командам програми, яка розміщена в оперативній пам'яті, і над даними, що розміщені в оперативній пам'яті. Кожна програма складається з послідовності команд. Кожна команда – послідовність дій. Команда – вказівка, яку операцію виконати і куди помістити результат.

Всі команди виконуються у природній послідовності, за винятком спеціальних команд (команда зупинки).

Елементи "розвилка" та "обхід". Алгоритми з розгалуженням

Алгоритм, що містить хоча б одну умову, в результаті перевірки якої здійснюється перехід до одного з можливих кроків, називається розгалуженим.

Д осить часто вибір тих чи інших дій для продовження алгоритму залежить від виконання або не виконання певних умов. Команди, які аналізують ці умови та наступний вибір виконуваних дій алгоритму, називаються командами розгалуження. Якщо в алгоритмі є умова, в залежності від якої виконуються або одні команди, або інші (і він не є лінійним), то такий алгоритм є алгоритмом з розгалуженням.

Розвилка, яка також називається "якщо-то-інакше", означає вибір одного з двох варіантів залежно від значення певного логічного виразу.

if <вираз> then <оператор 1> else <оператор 2>

О бхід, або "якщо-то" – якщо при одному із значень логічного виразу не потрібно виконувати жодних дій.

if <вираз> then <оператор>

Білет №17

1. Система команд ЕОМ. Класифікація та представлення основних машинних команд.

2. Види циклічних алгоритмів

Система команд ЕОМ. Класифікація та представлення основних машинних команд

Класифікація основних машинних команд:

• арифметичні й логічні – для цілочисельних арифметичних і логічних обчислень (додавання, віднімання, множення, зсуви й логічні операції, порівняння тощо);

• пересилання даних – команди завантаження/збереження в RISC-процесорах, команди переміщення даних в архітектурах, що допускають пряму роботу з пам'яттю;

• управління – для умовної або безумовної зміни ходу виконання програми, обробки виняткових ситуацій;

• системні або привілейовані – команди управління віртуальною пам'яттю, переключенням контексту, привілейовані команди ОС;

• арифметичні з плаваючою комою – для арифметичних операції із числами у форматі плаваючої коми;

• команди десяткової арифметики;

• робота з рядками (strings) – пошук в рядку, пересилання рядка, порівняння рядків;

• графічні – векторні операції, що прискорюють обробку графічних сцен.

Види циклічних алгоритмів

Цикл означає повторне виконання тієї самої дії або блока дій, що має назву "тіло циклу". Є три типи циклів:

1. цикл із передумовою (цикл "поки"): спочатку перевіряється значення певного логічного виразу, повторюється доти, доки логічний вираз залишається істинним;

while <логічний вираз> do <оператор>

2. цикл з післяумовою (цикл "до"): значення логічного виразу перевіряється після виконання циклу (це означає, що тіло циклу буде виконане принаймні один раз); повторюється доти, доки значення логічного виразу є помилковим, і завершується, коли воно стає істинним;

repeat <оператори> until <логічний вираз>

3. цикл з відомою кількістю повторень (цикл "для"): виконується задану кількість разів.

for <змінна>:=<вираз 1> to <вираз 2> do <оператор>

Білет №18

1. Схема виконання команди

2. Цикли з відомою кількістю повторень. Елемент “для”.

Схема виконання команд

Цикли з відомою кількістю повторень. Елемент "для"

Цикл означає повторне виконання тієї самої дії або блока дій, що має назву "тіло циклу".

Циклічні процеси часто називають ітераційними (від англ. "to iterate" – повторювати), а кожен крок циклу – ітерацією.

Цикл "для" виконується задану кількість разів:

for <змінна>:=<вираз 1> to <вираз 2> do <оператор>

Білет №19

1. Зовнішні пристрої ПК, їх види та основні характеристики

2. Ітераційні цикли з передумовою. Елемент “поки”.

Зовнішні пристрої ПК, їх види та основні характеристики

До зовнішніх пристроїв належать:

1. клавіатура – пристрій для введення символьної інформації;

2. монітор – пристрій для відображення на екрані текстової та графічної інформації. Основними характеристиками моніторів є:

   • параметри текстових режимів роботи (кількість символів у рядку та кількість рядків);

   • параметри графічних режимів (роздільна здатність, глибина кольору – кількість бітів, необхідних для запам'ятовування коду кольору однієї точки);

   • розміри по діагоналі.

3. ручний маніпулятор мишка – для вибору тих чи інших параметрів, режимів роботи, команд програм та для керування роботою рухомих об'єктів на екрані;

4. накопичувачі на гнучких магнітних дисках (дисководи) для читання та запису даних на дискети;

5. накопичувачі на жорстких магнітних дисках для читання та запису на жорстких дисках (вінчестер);

6. DVD-ROM – пристрій для читання інформації з компакт-дисків (оптичних дисків);

7. принтер – пристрій для роздрукування інформації на папері;

8. сканер – пристрій для отримання електронних копій текстових та графічних документів;

9. модем – пристрій для підключення ПК до мережі.

Ітераційні цикли з передумовою. Елемент "поки"

Цикл означає повторне виконання тієї самої дії або блока дій, що має назву "тіло циклу", доти, доки певний логічний вираз залишається істинним – це цикл із передумовою (цикл "поки").

С початку перевіряється значення логічного виразу, далі, залежно від результату, виконується тіло циклу і повернення до логічного виразу, або цикл закінчується (можливий варіант, коли цикл не буде виконаний жодного разу, коли значення логічного виразу на першому кроці виявляється хибним).

Циклічні процеси часто називають ітераційними (від англ. "to iterate" – повторювати), а кожен крок циклу – ітерацією.

while <логічний вираз> do <оператор>

Білет №20

1. Зв’язки між пристроями ПК. Системна шина, контролери та адаптери.

2. Структури даних, їх види та зберігання:прості змінні, масиви, таблиці, черги, стеки.

1. Різноманітні вузли комп'ютера пов'язані з мікропроцесором та між собою через пристрій, що називається системною шиною. Оскільки основний обмін даними відбувається через системну шину, її також називають магістраллю. Магістраль містить такі три шини:

* шина управління, яка служить для управління з боку МП усіма системами та процесами, що відбуваються в комп'ютері;

* шина адреси (адресна шина), за допомогою якої здійснюється вибір по¬трібної комірки пам'яті, а також портів введення-виведення;

* шина даних, по якій інформація передається від МП до будь-якого прист¬рою або, навпаки, від пристрою до МП.

Для введення та виведення даних служать зовнішні пристрої, які підключаються до комп'ютера. Однак обмін інформацією між оперативною пам'яттю та зовнішнім пристроєм відбувається не прямо, а через спеціальні електронну схему, яка називається контролером (або адаптером, що у перекладі означає „допоміжний пристрій"). Існують контролери дисків, монітора клавіатури тощо. Контролер (адаптер) — це електронна схема, яка керує роботою зовнішнього пристрою. їх слід було накреслити між шиною та кожним зовнішнім пристроєм.

2. Структури даних, їх види та зберігання:прості змінні, масиви, таблиці, черги, стеки.

Структура даних поряд з алгоритмами є основними частинами створюваних програм.

Використовуванні в програмуванні дані можна розділити на дві великі групи:

Дані статичної структури – це такі дані, взаємо розміщення і взаємозв’язок елементів котрих завжди залишаються постійними. [можуть бути 1) простими (скалярними): дані типів що визначаються програмістом, дані стандартних (базових) типів (арифметичного типу: натуральні, цілі, дійсні, комплексні числа; символьного типу; булівського (логічного) типу; вказівного (посилального) типу. 2) складеного (агрегативного) типу: однорідні: масиви, рядки, множини; неоднорідні (комбіновані): прості записи, варіативні записи, об’єднання, об’єкти.]

Дані динамічної структури – це дані, внутрішня будова котрих будується за певним законом, але кількість елементів, їх взаємо розміщення і взаємозв’язки можуть динамічно змінюватися під час виконання програми згідно закону формування. [це 1) файли: текстові, типізовані, не типізовані; 2) незв’язані динамічні дані: класифікуються аналогічно даним статичної структури; 3) зв’язані динамічні дані: лінійної структури (черга, стек, дек, список, багатозв’язані лінійні списки ) кільцеві структури (одно / багато- зв’язані), розгалужені структури (дерева, графи)].