Глава I. Основные сведения

1. Введение

1. Понятие об алгоритмах.

Вся деятельность человека состоит из решения задач. Каждая задача требует определенных действий, которые выполняются в определенном порядке. Человек следует инструкциям, выполняет правила, использует рецепты.

Пример «Как пройти?»: Выйти из дома, повернуть направо, пройти 2 квартала до остановки, сесть в автобус №25, проехать 3 остановки, выйти из автобуса.

Попробуйте сменить порядок действий. Что из этого получится? Вы видите, что необходимо строгое соблюдение последовательности действий – выполнение так называемого алгоритма.

Алгоритм – это последовательность действий со строго определенными правилами выполнения для достижения цели или решения задачи.

Составление алгоритма предполагает существование исполнителей алгоритма: человек, животное, механические устройства, роботы, компьютер. В целом исполнитель – это устройство управления с набором инструментов: мозг – рука, глаз…; процессор – принтер, монитор… Любой исполнитель умеет выполнять только определенный набор допустимых действий и «понимает» определенный язык команд.

Алгоритм для исполнителя можно записать (задать) различными способами:

• на естественном языке (словесно);

• с помощью алгоритмического языка (программой);

• графически (в виде блок-схем);

• в виде таблицы.

Пример «Закрыть кран»

Словесный способ на алгоритмическом языке

…

…

…

Исполнитель предъявляет ряд требований к алгоритму, в виду этого выделяют следующие свойства алгоритмов:

1. однозначность (понятность) – единственность толкования правил выполнения действий и порядка их выполнения;

2. конечность – завершенность выполнения алгоритма, алгоритм выполняется за некоторое время;

3. дискретность – алгоритм состоит из отдельных шагов;

4. результативность – решение задачи должно завершаться получением результатов;

5. массовость – возможность применения алгоритма для решения целого класса однотипных задач;

6. правильность – отсутствие ошибок.

Задания для самостоятельной работы:

1) Составить алгоритм: движения от школы до дома; заварки чая; решения

квадратного уравнения, написания сочинения.

2) Записать алгоритм решения задачи:

а) Имеются 2 кувшина емкостью 3 и 8 л. Как набрать в больший кувшин 7

литров воды?

б) Как переправить волка, козу и капусту через реку, если в лодке их можно

перевозить только по одному?

2. Понятие о программировании.

Один из способов записи алгоритма – это запись его на специальном алгоритмическом языке в виде программы.

Программирование – процесс описания алгоритма решения задачи средствами конкретного языка программирования и оформление результатов в виде программы.

Язык программирования – совокупность набора символов, правил образования и толкования конструкций из символов для задания алгоритмов. Существуют языки программирования низкого уровня (машинные языки, ассемблер) и высокого уровня (Паскаль, Фортран, Бейсик, Си).

Проведем краткий обзор языков программирования:

1. Алгол (ALGOrithmic Language) – один из первых универсальных языков;

2. Ассемблер – язык машинных команд;

3. Кобол (Common Business Oriented Language) – язык для решения экономических задач;

4. Паскаль (Philips Automatic Sequence CALculator) – язык для создания структурных, модульных программ;

5. Пролог -

6. Си – язык для создания системных программ;

7. Фортран (FORmula TRANslator) – один из первых языков для решения вычислительных задач.

Самый распространенный в мире язык, со множеством диалектов, для создания программ и их решения с помощью компьютера в режиме диалога - это Бейсик.

Программа – последовательность команд (операторов), для ввода исходных данных, их обработки и выдачи результатов – для реализации алгоритма задачи.

Оператор – конструкция в языке программирования, конкретное указание, записанное либо в виде математической формулы, либо в виде служебного слова. В программе отдельные операторы могут быть помечены или пронумерованы.

Сравним две программы, записанные на разных языках.

Пример «Нахождение суммы»

Бейсик Паскаль

cls program summa;

input “a=”;a var a,b:real;

input “b=”;b begin read(a,b);

let s=a+b s:=a+b

print “s=”;s write s

end end.