9

Тема 3. Информационно-логические основы построения эвм лекция 3.4. Программное управление эвм

1. Понятие и свойства алгоритма

Решение задач на ЭВМ реализуется программным способом, т. е. путем последовательно во времени выполнения отдельных операций над информацией, предусмотренных алгоритмом решения задачи.

Алгоритм - это детально описанный способ получения решения, т.е. точно определенная последовательность действий, которые необходимо выполнить над исходной информацией, чтобы получить решение задачи.

Например, алгоритм разложения натурального числа на простые множители, алгоритм нахождения корней квадратного уравнения, и т. д.

Одним из известнейших и древнейших является алгоритм Евклида:

1. Присвоить переменным x и y значение чисел, наибольший общий делитель которой нужно найти.

2. Если x>y, то перейти к шагу 5.

3. Если x<y, то перейти к шагу 6.

4. Если x=y, то выделить x в качестве наибольшего общего делителя.

5. Заменить пару чисел x и y, парой чисел x-y, y и вернуться к шагу 2.

6. Заменить пару чисел x и y, парой чисел x, y-x и вернуться к шагу 2.

Обычно требуется, чтобы алгоритм обладал следующими свойствами:

1. Конечность. Должен иметь конечное число шагов, причем все шаги алгоритма должны быть такими, чтобы исполнитель мог выполнить их за конечное время.

2. Определённость. Все описания алгоритмов должны допускать однозначную трактовку.

3. Массовость. Алгоритм должен давать решение целой группы задач, отличающихся только исходными данными.

4. Результативность. Алгоритм должен давать некоторый результат(ы).

5. Эффективность. Общее время работы алгоритма должно быть не просто конечным, но и лежать в некоторых разумных пределах.

Алгоритм задаётся в той форме, которая наиболее понятна исполнителю. Если исполнителем является человек, то используют:

• словесный

• табличный

• графические способы задания

Часто эти способы используются, совместно дополняя друг друга. Например, за основу принимается графический способ задания, который дополняется словесным описанием.

Словесное задание позволяет описать алгоритм с помощью слов и предложений. При этом можно использовать как обычные литературные языки (мы таким образом описали алгоритм Евклида), так и алгоритмические языки высокого уровня типа «АЛГОЛ» (макроязыки).

Табличное задание позволяет представить алгоритм в форме таблицы, куда вносят исходные данные, расчетные формулы и результаты расчетов.

Графическое задание позволяет задать алгоритм в виде графических схем. Существуют две разновидности такого задания:

• в виде блок-схем, т.е. представление алгоритма с помощью геометрических фигур (символов) по ГОСТ 19.701-90

• в виде Р - схем по ГОСТ 19.005-85

Подробный разбор графического описания в виде блок-схем вы должны были выполнить в курсе «Программирование».

Если же необходимо задать алгоритм так, чтобы он был понятен ЭВМ, то он задаётся в виде программы. Программа – это алгоритм, записанный на некотором языке программирования. Язык программирования – это совокупность средств и правил представления алгоритма в виде, пригодном для выполнения на ЭВМ.

Программа может быть записана на алгоритмическом языке высокого уровня, либо на машинно-ориентированном языке (ASM), либо в машинных кодах.