АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ

10.2. Понятие об алгоритме и его св-вах, способы представления алгоритмов. Понятие исполнителя алг-в, система команд исп-ля. Базовые структуры алг-ов. Разр-ка алг-ов на основе структурн подх.

Эт. реш-я зад. на ЭВМ: 1Пост-ка зад(форм-ка зад.начин-ся с опис-я исх-х данных).Опред-ся цель реш-я,арг-ты(входн. данные) и рез-ты(вел-ны,к-ые надо найти);2Постр-е мат.м-ли(требов-я к мат.м-ли:проста(решаема),адекватна(ф-лы д/опис-ть именно дан. пр-сс);3Выбор м-да реш-я;4 Постр-е алг-ма реш-я(определ-ся последоват-ть выполн-я д-ий;алг-м в виде блок-схемы); 5Запись в виде, понятном ЭВМ(на языке прогр-я); 6Отладка(исправл-е синтакс-х и семант-х ошибок зад.); 7Тестир-е(реш-е зад. с пом-ю пр-мы,ответ на к-ый уже известен.Тест-е проводят с нек-ым заранее продум-м набором исходных данных); 8Получение рез-тов; 9Анализ рез-тов(получ-й резул-т д/лежать в обл. реш-я дан.зад.); 10 Сопровожд-е пр-мы.

Алг-м–понятн. и точн. предпис-е исполнителю совершать последоват-ть д-ий, направл-х на достиж-е указ-х целей. В осн. постр-я алг.–принцип расчлен-я сложн. пр-сса реш-я на элемент. д-я.(от имени Аль Хорезми)

Св-ва алг-ма:

• Масс-ть(алг-м д/описывать круг однотипных задач,входн.данные к-ого измен-ся в определ-х пределах)

• Детерминиров-ть (определ-ть всех шагов алг-ма потребн-тям дан. задач)

• Понятность(разработчику и исполнителю)

• Дискретность(четкое раздел-е всего пути реш-я зад. на отд.этапы, шаги)

• Результ-ть(точн. выполн-е за конечн. кол-во шагов)

Способы представл-я алг-мов:1.Опис-е с пом-ю алг.яз.(алг.яз. предст-т собой совок-ть обознач-ий и правил для единообразной записи алг-ма(яз.прогр-я). 2.Словесное опис-е алг-ма(рецепт). 3.С пом-ю блок-схем(графич-ое представл-е алг-ма).

Отдельные предписания (указания) исполнителю-команды. В алг-ме команды исп-ся последоват-но. Чтобы решить зад-у исп-ль д/н уметь вып-ть команды. Совокупность команд, к-ую м/т вып-ть исп-ль наз-ся системой команд исп-ля (д-ны вх-ть все команды алг-ма). Исполнитель действует формально.

Базовые стр-ры алг-мов:1.Линейный(пр-ма,в к-ой все оп-ры выполн-ся последоват-но,в том пор-ке,в к-ом они описаны).2.Развилка(Ветвл-е).В-е задает выполн-е либо одного,либо др. оп-ра в завис-ти от выполн-я какого-либо усл-я (Б/т полная, неполная). 3.Цикл(задает многократное выполн-е одних и тех же команд).ц.”пока”с предусловием (пока условие истинно вып-ся команда)-(0, ) (While<>do<>) цикл ”до” с постусл-м. (repeat< >until<>), вып-ся до истинности усл-я, если усл ложно, цикл повт-ся (1, ). Структурное прог-е - (основатели: Кнут и Милс; требов-я: простота, надежность и наглядность)Т: алгоритм практически любой задачи м/о сост-ть только из структур следования, ветвления, цикла.(Др метод -м-д последовательной детализации -сверху – вниз, в маленьком большой).

11.1. ЭВМ как универсальный исполнитель алг-в. Алфавит, величины, имена, выр-я, ф-ии, операторы. Концепция типов данных. Простые, структурир-ые, динамические структуры данных. Реализация основных конструкций в конкр яз прогр-я.

ЭВМ-автомат, являющ-ся формальным исполнит-м алг-мов. Для того, чтобы он был понятен, он д/н быть записан в системе команд данной ЭВМ – машинных кодах. Появление яз низкого ур (ассемблер); Появл-е языков высокого ур –(алгоритмические-процедурные яз.) Отличие от машинного: 1.Алг яз обладает больш выразительн способн-ми (значител отлич алф-та); 2.Отличие набора операций(удобства прогр); 3. Операц задад-ся в удобном виде (общепринят мат обознач-я); 4. Алг яз машинно независ-ы (есть трансляторы); 5. Явл-ся формальн яз. Осн составл: алф, синтаксис, семантика.

Алфавит–фиксиров-й для данн. языка набор символов, допускаемых для составл-я текста пр-мы на этом языке. Синтаксис–с-ма правил,определ-х допустимые конструкции ЯП из букв алфавита. Семантика–с-ма правил однозначного толков-я отдельных языковых конструкций, позвол-х воспроизвести пр-сс обработки данных.

Алфавит языка: лат. буквы,арабские цифры(0-9),спец символы (+, –,. ,, ,; ,: ,{} и др),управляющие символы и служ слова(\t, \n, \b, repeat).

Вел-на – мн-во информац-х объектов(числа,табл.,списки):постоян, перем. При написании алг-ма для переменной вел-ны вводится обознач-е–имя переменной –идентификатор(перв 63 симв). С т.з. ЭВМ, Вел-на - знач-е,к-ое хранится в ячейке памяти (имя в.-номер яч-ки).

Хар-ки вел-н: 1.Имя (идентиф-р); 2.Тип(опр-ет мн-во опрец и объем памяти и диап изм-ий); 3.Диапазон знач-ий; 4.Мн-во допустимых о-ций. Арг-т–исходн. данные, Рез-т – исход-е вел-ны.

Имя-Идентификатор–символич-ое имя определ-го программного объекта(перем-ой,константы,ф-ции).

(Инд. начинается только с буквы и _,м/т состоять из букв,цифр, _.)

Выраж-е -это правило вычисл-я знач-я.В выражении участвуют операнды,объед-ые знаками оп-ций.Операндами выраж-я м/б константы,переем-ые и вызовы ф-ций.Оп-ции выполн-ся в определ-ом пор-ке в соответствии с приоритетами,как и в мат-ке.Для измен-я пор-ка выполн-я оп-ций использ-ся круглые скобки.Ур-нь их вложенности практически неограничен.Резтом выраж-я всегда явл-ся знач-е определ-ого типа,к-ый определ-ся типами операндов.Вел-ны,участвующие в выражении,д/б совместимых типов.Ф-ции использ-ые в выражении вычисл-ся в 1-ую очередь.

Функции: В Раск реализ-ся почти все мат ф-ии <имя ф-ии>(<арг ф-ии>); всегда в прав части присваив-я, арг-т м/б арифм выр-ем. Ф-ии: (exp(x), ln(x),sqr(x), sqrt(x),abs(x),cos(x), round(x), int(x)-цел часть,frac(x)-др часть, pred(x),succ(x),odd(x)-четн/нечетн, chr(0-256)-ASCII, ord(x)-№).

Опис-е ф-ции: Function имя(<список пар-ров>):тип;{заголовок} разделы описаний begin раздел оп-ров имя:=выраж-е; end; Ф-ция вычисляет одно знач-е,к-ое перед-ся ч/имя.След-но,в заголовке д/б описан тип этого знач-я,а в теле ф-ции-оп-р,присваивающий вычисл-ое знач-е ее имени.Этот оп-р необязат-но д/наход-ся в конце ф-ции.Более того,таких оп-ров м/б неск-ко-это определ-ся алг-мом,реализов-ым в ф-ции.

Операторы. Присваивание-чтобы переменная получила знач-е, оно д/но быть зап-но в яч-ку памяти. <операнд>:= <знач-е выр-я>.