Министерство образования и науки российской федерации

Старооскольский технологически институт им. А.А. Угарова (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования

«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

(СТИ НИТУ «МИСиС»)

Кафедра высшей математики и информатики

Методические указания по выполнению домашнего задания

по курсу «Информатика»

для студентов бакалавриата очной формы обучения специальностей:

13.03.02 – Электроэнергетика и электротехника

15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств

09.03.02 – Информационные системы и технологии

Старый Оскол

2017

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

1. Основы алгоритмизации

Любой алгоритм может быть представлен в виде комбинации трех элементарных алгоритмических структур:

• линейной;

• ветвления;

• цикла.

Блок-схемы этих структур представлены на рисунках 1.1 – 1.4.

Рис. 1.1. Алгоритм линейной структуры.

Рис. 1.2. Алгоритм структуры ветвления.

Простейший алгоритм линейной структуры представляет собой линейную последовательность операций. При этом каждая операция выполняется вне зависимости от результата другой.

Алгоритм является ветвящимся, если для его реализации используется несколько ветвей направлений. Выбор ветви определяется некоторым признаком, принимающим два или более значения. Обычно это логические значения – истина и ложь.

Циклический алгоритм представляет собой многократно повторяющийся фрагмент, содержащий следующие элементы:

1. инициализация цикла;

2. тело цикла;

3. модификация параметра цикла;

4. проверка условия окончания цикла.

Указанный порядок элементов соответствует циклу с постусловием, когда проверка условия окончания выполняется после выполнения тела цикла.

Если же пункт 4 предшествует пункту 2, то такой цикл называется циклом с предусловием.

На рисунках 1.3 – 1.4 представлены структурные схемы циклических алгоритмов с постусловием и с предусловием.

Рис.1.3. Циклический алгоритм с постусловием.

Рис. 1.4. Циклический алгоритм с предусловием

Пример

Дана функция f(x), непрерывная на отрезке [a;b], которому принадлежит корень уравнения f(x)= 0.

Вычислить приближённое значение этого корня с точностью =10^-4 методом Ньютона и посчитать количество приближений к корню.

Очередное n+1‑ое приближение к корню уравнения вычисляется по формуле:

x_n+1= x_n   f(x_n) / f (x_n)

до тех пор, пока соблюдается условие:

x_n+1 x_n  

Начальное приближение x₀ к корню уравнения выбирается из условия:

f (x₀)f(x₀) > 0.

Блок-схема для данной задачи приведена на рисунке 1.5.

Рис. 1.5. Комбинация алгоритмов: линейного, ветвления и итерационного цикла

2. Основы программирования на языке Си

Приведем текст простой программы на языке Си.

/ Первая программа на Си /

# include stdio.h

main()

{

printf(“Добро пожаловать в Си!\n”);

}

Строка, ограниченная символами / и /, является комментарием и игнорируется компилятором языка. Строки комментариев могут находиться везде, где может появиться пробел. Отметим, что комментарии не могут быть вложенными.

Строки, начинающиеся с символа “#”, представляют собой директивы препроцессора - специальной программы, сканирующей до компиляции исходный код программы в поисках символа “#”. В данном случае препроцессору дается указание включить в текст нашей программы файл stdio.h для работы с функциями ввода-вывода. Дело в том, что в языке Си отсутствуют операторы ввода-вывода, а вместо них используются стандартные библиотечные функции.

Каждая программа на языке Си содержит одну или более функций, среди которых должна присутствовать функция main(), с которой и начинается выполнение программы. Тело функции представляет собой программный блок и ограничено фигурными скобками.

В теле функции main() содержится вызов библиотечной функции printf(), которая выводит текст “Добро пожаловать в Си!”. При этом печатные символы отображаются на стандартном устройстве вывода, а часть символов распознается в качестве управляющих. В нашем случае это символ перевода строки \n.

Отметим, что каждый оператор языка Си должен оканчиваться символом “;”

Теперь наша программа должна быть обработана препроцессором и компилятором языка Си, и, если при этом не будет обнаружено ошибок, будет создан объектный модуль. Так как объектный модуль, полученный на предыдущем этапе, содержит “дыры” в виде ссылок на библиотечные функции, то необходим следующий этап – компоновка.

Наконец, с помощью загрузчика программа размещается в памяти ЭВМ и ей передается управление (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Процесс выполнения программы на языке Си.