2. Алгоритм и программа

2.1. Понятия об алгоритме и программе

Для решения любой задачи на компьютере необходимо выполнить следующие этапы:

1. Разработать математическую модель, то есть дать математическое описание объекта исследований. При этом следует максимально учесть все факторы, существенно влияющие на результат и отбросить те факторы, которые мало влияют на результат решения, но значительно упрощают процесс вычисления.

2. Выбрать или разработать метод решения.

3. Разработать алгоритм, то есть оставить план вычислений.

4. В соответствии с алгоритмом составить программу на одном из алгоритмических языков.

5. Отладить программу, то есть устранить все допущенные синтаксические и логические ошибки, а затем осуществить ее выполнение.

6. Проанализировать полученный результат и при необходимости внести изменения в математическую модель или алгоритм решения.

Рассмотрение первого, второго и частично шестого пунктов представленного перечня не входит в круг вопросов, рассматриваемых в дисциплине «Введение в информатику» и являются объектом изучения специальных дисциплин. Остальные пункты относятся к области изучения настоящей дисциплины.

Алгоритм – это точное предписание, определяющее строгий порядок вычислительных операций, начиная от ввода исходных данных и заканчивая получением конечного результата. Проще говоря, алгоритм – это план вычислений.

При разработке любого алгоритма необходимо руководствоваться требованиями, согласно которым алгоритм должен обладать следующими свойствами:

• определенностью, то есть иметь однозначное толкование, что должно исключать разное понимание его различными специалистами;

• массовостью, то есть охватывать не одну, а целую группу однотипных задач (этот показатель имеет экономический характер);

• результативностью, то есть приводить к искомому результату во всех случаях, для которых алгоритм создается.

В технике принято представлять алгоритм в графическом виде. При этом все операции изображаются в виде отдельных блоков, каждый из которых представляет собой определенное условное обозначение операции. Изображение всех операций стандартизировано. При таком подходе алгоритм представляет собой схему, состоящей из совокупности соединенных между собой блоков и называется блок-схемой. Конфигурация и размер блоков определяется ГОСТом. В табл.2.1 представлены блоки, изображающие основные операции. Пример блок-схемы, изображающей ход вычисления корней квадратного уравнения вида , приведен на рис.2.1.

Программа – это записанный на алгоритмическом языке (языке программирования) алгоритм решения задачи.

Любой алгоритмический язык является набором символов, слов и фраз, с помощью которых записываются инструкции (команды, сообщения) для компьютера. Для "понимания" компьютером команд программа предварительно "переводится" на понятный для компьютера машинный язык (язык машинных кодов, основанный на комбинациях “1” и “0”). Это выполняется с помощью специальных программ – компиляторов. Каждый алгоритмический язык должен оснащаться своим компилятором, то есть, своим "переводчиком".

Таблица 2.1 – Перечень операционных блоков

№ п.п.	Условное обозначение	Наименование	Комментарий
1	1	Пуск, останов	Начало и конец алгоритма
2		Процесс	Вычислительное действие, совокупность вычислительных действий
3		Решение	Проверка условия ветвления, выбор дальнейшего направления процесса решения в зависимости от условия
4		Модификация	Заголовок цикла, проверка условий цикла
5		Ввод, вывод Данных	Ввод исходных данных, вывод результатов
6		Предопределенный процесс	Использование раннее созданных алгоритмов (подпрограмм)
7		Документ	Вывод данных на печать
8		Соединитель страничный	Разрыв линий потока В пределах одной страницы
9		Соединитель межстраничный	Перенос линий потока На другую страницу
10		Узел	Слияние линий потока

По мере развития вычислительной техники, усложнения решаемых задач совершенствуются и алгоритмические языки – на смену одним приходят другие, более совершенные.

В настоящее время большое распространение получил объектно-ориентированный алгоритмический язык С++. Именно на этот язык сориентированы все задания к лабораторным работам по изучаемой дисциплине.

_

+

Рис. 2.1 Блок – схема вычисления корней

квадратного уравнения