Алгоритмические языки

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 20

СОЗДАНИЕ АЛГОРИТМОВ БАЗОВЫХ СТРУКТУР

Цель работы:

ü ознакомиться с основными правилами построения алгоритмов базовых структур;

ü научиться составлять и описывать алгоритмы с помощью алгоритмического языка, составлять блок-схемы алгоритмов базовых структур.

ü научиться создавать алгоритмы базовых структур используя математические условия.

 

Обеспечение работы:

ü методические указания к выполнению работы (электронный вариант).

ü примеры алгоритмов базовых структур.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с теоретическим материалом данных методических указаний;

2. Выполнить задания, которые приведены в разделе II. Порядок выполнения работы;

3. Ответить на контрольные вопросы, сделать выводы.

4. Оформить отчет.

 

Содержание отчета:

ü тема, цель и порядок выполнения работы;

ü привести все выполненные задания с кратким объяснением;

ü начертить блок-схемы и предоставить код на алгоритмическом языке;

ü ответы на контрольные вопросы;

ü выводы.

Теоретические положения

I. АЛГОРИТМ. СВОЙСТВА АЛГОРИТМОВ.
БЛОК-СХЕМЫ. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЯЗЫКИ

 

Алгоритм — строго определенная последовательность действий для некоторого исполнителя, приводящая к поставленной цели или заданному результату за конечное число шагов.

юбой алгоритм составляется в расчете на конкретного исполнителя с учетом его возможностей. Исполнитель — субъект, способный исполнять некоторый набор команд. Совокупность команд, которые исполнитель может понять и выполнить, называется системой команд исполнителя.

Для выполнения алгоритма исполнителю недостаточно только самого алгоритма. Выполнить алгоритм — значит применить его к решению конкретной задачи, т. е. выполнить запланированные действия по отношению к определенным входным данным. Поэтому исполнителю необходимо иметь исходные (входные) данные — те, что задаются до начала алгоритма.

Рис. 1 – Построение алгоритма

 

В результате выполнения алгоритма исполнитель должен получить искомый результат — выходные данные, которые исполнитель выдает как результат выполненной работы. В процессе работы исполнитель может создавать и использовать данные, не являющиеся выходными, — промежуточные данные.

Способы представления алгоритмов:

- словесная запись (на естественном языке). Алгоритм записывается в виде последовательности пронумерованных команд, каждая из которых представляет собой произвольное изложение действия;

- блок–схема (графическое изображение). Алгоритм представляется с помощью специальных значков (геометрических фигур) — блоков;

- формальные алгоритмические языки. Для записи алгоритма используется специальная система обозначений (искусственный язык, называемый алгоритмическим);

- псевдокод. Запись алгоритма на основе синтеза алгоритмического и обычного языков. Базовые структуры алгоритма записываются строго с помощью элементов некоторого базового алгоритмического языка.

Блок–схема.

Блок–схема — наглядный способ представления алгоритма. Блок–схема отображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий. Определенному типу действия соответствует определенная геометрическая фигура блока. Линии, соединяющие блоки, определяют очередность выполнения действий. По умолчанию блоки соединяются сверху вниз и слева направо. Если последовательность выполнения блоков должна быть иной, используются направленные линии (стрелки).

Основные элементы, использующиеся при проектировании блок-схем:

№	Название элемента	Графическое отображение	Функция
1	Терминатор или блок начало-конец	3 см на 1 см	Обозначает начало или конец программы. Данный блок отделяет границы программы от внешней среды. Как правило, в данный элемент вписывают фразы «Начало», «Старт» или «Конец», «Финиш».
2	Блок команды, процесса, действия	3 см на 2 см	Данный блок отвечает за выполнение одной или нескольких операций. Как правило, в данный элемент блок-схемы вписывают команды, которые меняют данные, значения переменных. Например, арифметическая операция над двумя переменными будет записана в данном блоке.
3	Блок логического условия	3 см на 2 см	Напомню, что результатом логического условия всегда является одно из двух предопределенных значения: истина или ложь. Внутри данного элемента-ромба записывается логическое условие, а из вершин ромба выходят альтернативные ветви решения. Обязательно следует подписывать ветви словами «Да», «Нет», чтобы не вводить в заблуждение читателя блок-схемы.
4	Предопределенный процесс	3 см на 2 см	Если ваша программа предусматривает наличие подпрограмм: процедур или функций, то вызов подпрограммы записывается внутри данного элемента.
5	Блок ввода-вывода данных	3 см на 2 см	Отвечает за форму подачи данных, например, за пользовательский ввод данных с клавиатуры или за вывод данных на монитор персонального компьютера. Очень важно понимать, что данный элемент блок-схемы не определяет носителя данных.
6	Блок цикла со счетчиком	3 см на 2 см	Отвечает за выполнение циклических команд цикла for. Внутри элемента записывается заголовок цикла со счетчиком, а операции тела цикла располагаются ниже элемента. При каждой итерации цикла программа возвращается к заголовку цикла, используя левую стрелку. Выход из цикла for осуществляется по правой стрелке.
7	Парный блок для циклов с пред- и постусловием		Данный блок состоит из двух частей. Операции тела цикла размещаются между ними. Заголовок цикла и изменения счетчика цикла записываются внутри верхнего или нижнего блока – в зависимости от архитектуры цикла.
8	Соединитель	1 см на 1 см	Применяется для обрыва линии связи между элементами блок-схемы. Например, если вы строите масштабную блок-схему на листе формата А4, и она не помещается на один лист, то вам придется осуществить перенос блок-схемы на второй лист. В этом случае необходимо будет воспользоваться данным соединителем. Как правило, внутри окружности указываются уникальный идентификатор, который является натуральным числом.

Алгоритмические языки.

Алгоритмический язык — это искусственный язык (система обозначений), предназначенный для записи алгоритмов. Он позволяет представить алгоритм в виде текста, составленного по определенным правилам с использованием специальных служебных слов. Количество таких слов ограничено. Каждое служебное слово имеет точно определенный смысл, назначение и способ применения. При записи алгоритма служебные слова выделяют полужирным шрифтом или подчеркиванием.

В алгоритмическом языке используются формальные конструкции, но нет строгих синтаксических правил для записи команд. Различные алгоритмические языки различаются набором служебных слов и формой записи основных конструкций.

Алгоритмический язык, конструкции которого однозначно преобразуются в команды для компьютера, называется языком программирования. Текст алгоритма, записанный на языке программирования, называется программой.

Псевдокод.

Псевдокод занимает промежуточное положение между естественным языком и языками программирования. Пример псевдокода — учебный алгоритмический язык. Алфавит учебного алгоритмического языка является открытым. Существенным достоинством этого языка является то, что его служебные слова, конструкции и правила записи алгоритма весьма схожи с теми, что применяются в распространенных языках программирования. Благодаря этому учебный алгоритмический язык позволяет легче освоить основы программирования.

Служебные слова учебного алгоритмического языка: