5.2.2. Компьютер — автоматический исполнитель алгоритмов

Представление информационного процесса в форме алгорит­ма позволяет поручить его автоматическое исполнение раз­личным техническим устройствам, среди которых особое место занимает компьютер. При этом говорят, что компью­тер исполняет программу (последовательность команд), реа­лизующую алгоритм.

Алгоритм, записанный на "понятном" компьютеру языке программирования, называется програм­мой.

• Контрольные задания:

1. Кого или что называют исполнителем алгоритма?

2. С какой задачей может справиться только человек?

3. Как вы понимаете высказывание Норберта Винера: «Любая машина стоит лишь столько, сколько стоит человек, который на ней работает»?

4. Опишите достоинства и недостатки исполнителя «Ро­бот» и исполнителя «Человек», выполняющих перевод текста с иностранного языка на русский по следующе­му алгоритму:

1) прочитать первое предложение на иностранном языке;

2) поочередно перевести все слова предложения на русский язык;

3) составить из полученных слов фразу на русском языке и записать ее;

4) если не все предложения переведены, то взять пер­вое непереведенное предложение и перейти к п. 2; иначе выполнить п. 5;

5) закончить работу.

5. Что называют программой?

5.3. Алгоритмические конструкции:

следование, ветвление, повторение.

Как было сказано в пункте 5.1.4. алгоритмы имеют три вида: линейный, разветвляющийся и циклический. Рассмотрим их более подробно.

5 Рис. 5.8. Линейный алгоритм .3.1. Линейный алгоритм

Существует большое количество алгоритмов (например, рассмотренный в вашей домашней работе алгоритм "Переводчик"), в кото­рых команды должны быть выполнены последовательно одна за другой. Такие последовательности команд будем называть сериями, а алгоритмы, состоящие из таких серий, линейными.

Алгоритм, в котором команды выполняются после­довательно одна за другой, называется линейным алгоритмом.

На блок-схеме хорошо видна струк­тура линейного алгоритма, по которой исполнителю (челове­ку) удобно отслеживать процесс его выполнения (Рис. 5.8).

Рассмотрим несколько примеров линейных алгоритмов.

ПРИМЕР 5.1. Имеется две ячейки памяти А и В. Поменять местами содержимое этих ячеек.

РЕШЕНИЕ:

Прежде чем начать решать данную задачу, давайте себе представим следующую ситуацию. У нас имеется две клетки. В первой находится кошка, во второй – мышка. Нам нужно пересадить животных. Одновременно кошку и мышку сажать в одно место нельзя (кошка съест мышку). Как же быть? Нужна ещё одна клетка. Первое, что мы сделаем – это пересадим в пустую клетку одного из животных. В освободившуюся клетку посадим второе животное. Теперь со спокойной душой можно посадить в освободившуюся клетку первое животное. Пустая клетка осталась пустой. Она выполняла промежуточные функции.

Точно также поступим и с ячейками А и В. Введём ячейку С (Рис. 5.9).

А

В

2

1 3

С

н ачало

ввод

A, B

C=A

A=B

B=C

вывод

А, В

конец

Рис. 5.9. Алгоритм решения задачи примера 5.1.

ПРИМЕР 5.2. Зная длины трех сторон треугольника, вычислите его площадь и периметр.

РЕШЕНИЕ:

Пусть a, b, c - длины сторон треугольника. Необходимо найти S - площадь треугольника, Р - периметр. Для нахождения площади можно воспользоваться формулой Герона: , где r - полупериметр.

Входные данные: a, b, c. Выходные данные: S, Р.

Итак, составляем блок-схему (Рис. 5.10).

начало

ввод

a, b, c

P=a+b+c

r=P/2

вывод

P, S

конец

Рис. 5.10. Алгоритм решения задачи из примера 5.2.

Примечание. В этих блоках знак "=" означает не математическое равенство, а операцию при­сваивания. Переменной, стоящей слева от оператора, присваивается значение, указанное справа. Причем это значение может быть заранее определенным либо вычисляться при помощи математического выражения. Например, операция P=a+b+с – имеет смысл (переменной P присвоить значение а+b+с, а выражение а+b+с=P – бессмыслица).

ПРИМЕР 5.3. Известны плотность и геометрические размеры цилиндриче­ского слитка, полученного в металлургической лаборатории. Найти объем, мас­су и площадь основания слитка.

Входные данные: R – радиус основания цилиндра, h – высота цилиндра, ρ –плотность материала слитка.

Выходные данные: m – масса слитка, V – объем, S – площадь основания.

Формулы для расчётов:

S=2πR;

V=πR²h;

m=ρV.

ПРИМЕР 5.4. Заданы длины двух катетов в прямоугольном треугольнике. Найти длину гипотенузы, площадь треугольника и величину его углов.

Входные данные: а, b – длины катетов.

Выходные данные: с – длина гипотенузы, S – площадь треугольника, α, β –углы.

Формулы для расчётов:

;

β=arctg(b/a);

α=π/2-β;

S=ab/2.

ПРИМЕР 5.5. Имеется три ячейки памяти А, В и С. Поменять их содержимое местами в любом направление.

 Домашнее задание:

Составить блок-схемы к оставшимся примерам самостоятельно.