Основы алгоритмизации 17

ВОРОНЕЖСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ИНСТИТУТ

ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ

РАБОТНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ

СТРЕЛИЦКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

А. Н. Цицилин

Информатика и ИКТ.

Основы алгоритмизации

9 класс

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ

ПОСОБИЕ

ВОРОНЕЖ 2008

Основы алгоритмизации

Решение любой задачи на ЭВМ принято разбивать на следующие этапы:

• разработка алгоритма решения задачи;

• составление программы решаемой задачи на понятном ЭВМ языке;

• ввод программы в ЭВМ;

• отладка про­граммы (исправление ошибок);

• выполнение программы на ПК;

• анализ полу­ченных результатов.

Эта глава будет посвящена первому этапу решения задачи - разработке алго­ритма.

5.1. Понятие алгоритма

5.1.1. Алгоритм и его свойства

Алгоритмы могут описывать процессы преобразования самых разных объектов. Широкое распространение получили вычислительные алгоритмы, ко­торые описывают преобразование числовых данных. Само слово «алгоритм» происходит от algorithmi – латинской формы написания имени выдающегося математика IX века аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических операций.

Алгоритм - четкое описание последовательности действий, которые необходи­мо выполнить при решении задачи, записанных с помощью понятных исполнителю команд.

Можно сказать, что алгоритм описывает процесс преобразования исходных данных в результаты, так как для решения любой задачи необходимо:

1. Ввести исходные данные;

2. Преобразовать исходные данные в результаты (выходные данные);

3. Вывести результаты.

Разработка алгоритма решения задачи - это разбиение задачи на последова­тельно выполняемые этапы, причем результаты выполнения предыдущих эта­пов могут использоваться в качестве исходных данных для последующих. При этом должны быть четко указаны как содержание каждого этапа, так и порядок их выполнения. Отдельный этап алгоритма представляет собой либо более простую, чем исходная, задачу, алгоритм решения которой известен (разрабо­тан заранее), либо достаточно простую и понятную без пояснений последова­тельность действий.

Алгоритмы состоят из отдельных команд, которые испол­нитель выполняет одну за другой в определенной последова­тельности. Разделение информационного процесса в алгоритме на отдельные команды является важным свойством алгоритма и называется дискретностью.

 Каждая команда алгоритма должна быть понятна тому, кто исполняет алгоритм; в противном случае эта команда и, следовательно, весь алгоритм в целом, не может быть выполнена. Данное свойство алгоритма указывает на его понятность.

Команды, образующие алгоритм, должны быть предельно четкими и однозначными. Их результат не может зависеть от какой-либо дополнительной информации извне алгоритма. Это свойство алгорит­ма называется детерминированностью (или определённостью).

Должны быть определены начальное состояние объекта и его конечное состояние (цель преобразования). Алгоритм должен обеспечивать преобразование объекта из начального состояния в конечное за конечное число шагов. Такое свой­ство алгоритма называется результативностью и конечностью.

Один и тот же вид алгоритма подходит для решения большого количества задач. Это свойство называется массовостью и корректностью.

Каждый исполнитель обладает определенным набором, системой команд, которые он может выполнить. Алгоритм должен быть понятен исполнителю, то есть должен содер­жать только те команды, которые входят в систему его команд.

5.1.2. Способы описания алгоритма

Если алгоритм – это последовательность каких-то вполне определённых действий, то как тогда эти действия можно записать? Давайте себе представим следующую ситуацию: Вы приехали к своему другу в город. Ваш друг живёт на 16 этаже. Подниматься по лестнице долго и нудно, и что мы делаем?… Конечно же, вызываем лифт. А дальше? ... Получился набор команд, которые вам нужно выполнить.

Способ описания алгоритма, в котором используется простое перечисление команд, понятных пользователю (но не компьютеру!), называют записью алгоритма на естественном языке.

Вот вы сами решили задачу по составлению простейшего алгоритма – "Подняться на лифте на 16 этаж". А если, скажем, нам нужно подняться не на 16 этаж, а на 5 или 12, что тогда? Что изменится в нашем алгоритме? Да ничего! Нужно в кабине лифта вместо кнопки с цифрой "16" нажать на кнопку с цифрой "5" или "12". Все остальные действия останутся теми же самыми. Вот что означает свойство массовость.

Основные способы записи алгоритмов являются:

• словесный (мы его рассмотрели выше);

• словесно-формульный (часто используемый в математике);

• на учебном алгоритмическом языке (в настоящее время редко где используется);

• графический (блок-схема);

• на языке программирования высокого уровня.

В информатике большее распространение получил способ описания алгоритма с помощью фигур геометрии и на языке программирования высокого уровня.

Запись алгоритма с помощью фигур геометрии называют блок-схемой.