Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Вычислительная техника и инженерная кибернетика»
КУРС ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «Информатика»
(2 семестр)
2006
Содержание разделов дисциплины:
Лекция 8.
Принципы построения алгоритмов. Правила изображения графических символов.
Лекция 9.
Язык программирования Turbo Pascal. Основные элементы языка Turbo Pascal. Стандартные типы скаляров.
Лекция 10.
Структура программы. Заголовок программы. Раздел описания. Применение подпрограмм-процедур и подпрограмм-функций при проектировании и разработке программ.
Лекция 11.
Раздел операторов. Оператор присвоения. Ввод-вывод данных. Оператор безусловного перехода (goto).
Лекция 12.
Условные операторы. Оператор If. Оператор выбора Case. Операторы повтора For, While, Repeat.
Лекция 8.
Принципы построения алгоритмов. Правила изображения графических символов.
Одним из обязательных компонентов технической документации, сопровождающей программную продукцию, разработанной для решения с помощью ПК практических задач, являются документы, содержащие различной степени детализации графические схемы алгоритмов работы этих программ.
Графическое представление в виде блок-схем наиболее наглядный из существующих способов отображения алгоритмов. Каждая операция вычислительного процесса на такой схеме отображается определенной геометрической фигурой, внутри которой делается каткая запись содержания операции.
Можно выделить следующие этапы составления алгоритма:
- анализ условия задачи;
- выделение элементарных арифметических и логических операций, которые необходимо выполнить;
- определение последовательности выполнения операций. Если решение задачи связано с выполнением определенных условий, то при составлении алгоритма должна быть предусмотрена проверка выполнения условий с целью выбора направлений в процессе вычислений.
- запись алгоритма в виде блок-схемы.
При составлении алгоритма необходимо учитывать следующие требования:
1) Определенность. Алгоритм должен быть однозначным, исключающим любое произвольное толкование отображаемого им вычислительного процесса.
2) Результативность. Реализация вычислительного процесса, предусмотренного алгоритмом, должна через определенное число шагов привести к выдаче результата или сообщения о невозможности решения задачи.
3) Массовость. Решение однотипных задач с различными исходными данными может осуществляться по одному алгоритму. Это дает возможность создавать типовое программное обеспечение для различных задач.
4) Дискретность. Определяемый алгоритмом процесс может быть расчленен на отдельные этапы.
Правила оформления графических символов алгоритмов.
Операции обработки данных и носители информации изображаются на схемах символами, которые представляют собой простейшие геометрические фигуры или их сочетания. Рассмотрим основные правила изображения символов по ГОСТ 13.003-80.
Большая часть символов по построению как бы вписаны в прямоугольник со сторонами а и b.
a = b/2 или a = 2/3b; b = 5, 10, 15, 20,… мм.
В пределах одной схемы рекомендуется изображать символы одинаковых размеров, в случае необходимости допускается не более двух смежных типоразмеров.
Контур символа проводится сплошной основной линией по ГОСТ 2.303-68. Толщина линий берется в пределах от 0,6 до 1,5 мм.
Схемы алгоритмов на сегодняшний день могут подготавливаться на компьютере. В этом случае следует добиваться пропорциональности в толщинах линий символов алгоритмов, пользуясь возможностями встроенных графических редакторов. Например, в MS Word толщину линий можно менять, пользуясь функцией «формат автофигуры» > толщина линий.
Приведем таблично символы схем алгоритмов по ГОСТ 19.002-80 и 19.003-80.
Символы схем алгоритмов по гост 19.002-80 и 19.003-80
|
Наименование |
Обозначение |
Функции |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 Ввод-вывод |
|
Преобразование данных в форму, пригодную для обработки (ввод) или отображения результатов обработки (вывод) |
|
2 Процесс |
|
Выполнение операции или группы операций, в результате которых изменяется значение, форма представления или расположения данных |
|
3 Решение |
|
Выбор направления выполнения алгоритма или программы в зависимости от некоторых переменных условий. |
|
4 Модификация |
|
Выполнение операций, меняющих команды или группу команд, изменяющих программу |
|
5 Предопределенный процесс |
|
Использование ранее созданных и отдельно описанных алгоритмов (процедуры, функции) или программ |
|
Вспомогательные функции | ||
|
6 Пуск-останов |
|
Пуск или останов работы программы |
|
7 Линия потока |
|
Указание последовательности связей между символами |
|
8 Параллельные действия |
|
Начало или окончание двух или более одновременно выполняемых операций |
|
9 Комментарий |
|
Связь между элементами схемы и пояснением |
По назначению и характеру отображаемых функций символы можно разделить на основные и вспомогательные. Основные символы используются для представления операций ввода-вывода, обработки и передачи данных, а также носителей информации. Вспомогательные символы поясняют схемы и обозначают связи между символами. Символы рекомендуется применять в соответствии с определяемыми ими функциями.
4.2. Составление исходной программы
Программирование заключается в записи алгоритма на входном языке ПЭВМ. Текст программы записывается в текстовом редакторе, затем программа компилируется - переводится транслятором (переводчиком) в машинные коды и запускается на выполнение. Процесс отладки программы начинается с выявления:
синтаксических ошибок в тексте (неверно записанных операторов),
ошибок при выполнении программы (недопустимые математические действия, операции с числами, превосходящими предельные значения),
алгоритмических ошибок (неверно составлен или запрограммирован алгоритм).
Языки программирования бывают высокого и низкого уровней. Языки программирования высокого уровня являются более близкими к естественному человеческому языку по сравнению с языками программирования низкого уровня. Создание текста программы на языке программирования выполняется человеком вручную, а перевод текста программы в машинные двоичные коды - трансляция (англ.translation - перевод) выполняется специальными программами- трансляторами.
Программы трансляторы бывают двух типов:
Интерпретаторы транслируют текст программы и сразу же выполняют предписанные в нем действия, не создавая .ехе-файл.
Компиляторы транслируют текст программы и создают готовую к исполнению программу в виде .ехе-файла, который можно будет после запустить на исполнение.
При тестировании программы важно проверить ее работоспособность как можно в большем числе ситуаций, напрмер, при различных вариантах исходных данных. Бывает, что в 1000 случаях программа сработает нормально, а на 1001-й раз обнаружится ошибка.
Программирование на языках высокого уровня, проще, чем на языках низкого уровня. Оно не требует глубоких знаний устройства компьютера и поэтому вполне доступно людям, не являющимися специалистами в вычислительной технике. Однако, программы, написанные на языках низкого уровня, как правило, отличаются более высокой скоростью работы, меньшим объемом и более полным использованием ресурсов вычислительной техники.