Алгоритм, его свойства, способы описания. Программный принцип работы компьютера

1. ТО-201 16.11.2020

Алгоритм, его свойства, способы
описания.
Программный принцип работы
компьютера

2.

Что такое алгоритм?
Алгоритм - это сформулированное на некотором языке
правило, указывающее на действия, последовательное
выполнение которых приводит от исходных данных к
искомому результату. Значение слова алгоритм очень схоже
со значением слов рецепт, процесс, метод, способ. Однако
любой алгоритм, в отличие от рецепта или способа,
обязательно обладает следующими свойствами.
Алгоритм - это предписание исполнителю (человеку или
автомату)
выполнить
точно
определенную
последовательность действий, направленных на достижение
заданной цели.

3.

4. Свойства алгоритма:

Понятность - алгоритм должен быть записан на понятном для
исполнителя языке;
Конечность (результативность) - выполняемый алгоритм
должен приводиться к результату за конечное число шагов;
Дискретность- любой алгоритм должен состоять из конкретных
действий, следующих в определенном порядке;
Массовость- один и тот же алгоритм можно использовать с
различными исходными данными;
Детерминированность (определенность) – каждая команда
алгоритма (предписание, выдаваемое на каждом шагу) должна
быть понятна исполнителю, не оставлять места для ее
неоднозначного толкования и неопределенного исполнения.

5. Способы записи алгоритма

1. С помощью рисунка (например, процесс подключения монитора);
2. На естественном языке – построчно, каждая команда – с новой
строки (последовательность проявления фотопленки,
последовательность склеивания поверхностей на тюбике с клеем и
т.д.);
3. Использование псевдокода – некоторую систему обозначений и
правил.
Псевдокод
занимает
промежуточное
место
между
естественным и формальным языками. Единого или формального
определения псевдокода не существует, поэтому возможны различные
псевдокоды, отличающиеся набором служебных слов и основных
(базовых) конструкций (например, школьный АЯ).
4. Графическое представление – блок-схема.

6. Блок- схема

Блок-схема – это совокупность
геометрических фигур, каждая из которых
описывает какое-либо действие в алгоритме.

7.

8. Основные типы алгоритмических структур:

Линейная
Разветвляющаяся
Циклическая

9. Линейный алгоритм

Линейные алгоритмы, в которых все действия совершаются одно за
другим, независимо от исходных данных и результатов
промежуточных вычислений. Характерная форма для линейного
алгоритма – последовательное выполнение команд.

10. Разветвляющийся алгоритм

Разветвляющимся называют алгоритм, в котором в зависимости от
исходных данных и результатов промежуточных вычислений
осуществляется выбор по одному из возможных вариантов.
Варианты
(направления
вычислений),
по
которым
может
реализоваться вычислительный процесс, называют ветвями. Выбор
ветви зависит от результатов проверки некоторого условия. Если
условие выполняется, то выбирается одна ветвь, если не
выполняется, то другая ветвь.

11.

Разветвляющийся алгоритм может быть в полной или
неполной форме
Неполная форма
Полная форма

12.

Из нескольких ветвлений можно сконструировать структуру «выбор»
(множественное ветвление), которая будет выбирать не из двух, а из
большего количества вариантов действий исполнителя, зависящих от
нескольких условий. Существенно, что выполняется только одна ветвь
- в такой структуре важное значение приобретает порядок следования
условий: если выполняются несколько условий, то сработает только
одно из них - первое сверху.

13. Циклические алгоритмы

Циклическим называют алгоритм, в котором получение результата
обеспечивается многократным выполнением одних и тех же операций.
Цикл – многократно повторяющийся участок вычислительного процесса.
В
цикле
всегда
имеется
четыре
действия:
подготовка – задание начального значения параметру цикла;
основные действия (тело цикла) – реализация необходимых вычислений;
подготовка к следующему циклу (модификация) – изменение параметра
цикла;
проверка
условия
–
проверка
условия
окончания
цикла.
Способ организации цикла зависит от условия задачи. Иногда
указывается количество повторений цикла. Это так называемые циклы
со
счетчиками
(или
арифметические
алгоритмы)
.

14. Типы циклических алгоритмов:

Цикл с предусловием. Перед выполнением цикла проверяется условие
выполнения цикла. Если условие истинно, то цикл выполняется. При
ложности условия цикл заканчивается.
Цикл с постусловием. Условие продолжения цикла проверяется уже после
того, как выполнено тело цикла.
Основное различие: во втором случае цикл выполняется, по крайней мере,
один раз, а в первом – может получиться, что цикл вообще не выполняется.
Цикл с заданным числом повторений, когда указывается количество
повторений цикла. Это так называемые циклы со счетчиками (или
арифметические циклы).
Итерационный цикл используется, когда задана точность вычисления
результата. В таком цикла на каждом шаге (итерации) происходит
постепенное уточнение результата. В большинстве задач вычислительный
процесс, реализующий алгоритм, является комбинированным, т.е. он
содержит разветвления, является циклическим, или итерационным.
.

15.

Отметим разницу между понятиями «команда алгоритма» и
«шаг алгоритма». Команда — это отдельная инструкция в
описании алгоритма, а шаг алгоритма — это отдельное действие,
которое исполнитель выполнит по команде. В циклических
алгоритмах число шагов при выполнении алгоритма может быть
больше, чем число команд в алгоритме, за счет повторного
выполнения одних и тех же команд.
x1
… xn
условие 1
… условие n
формула 1
…
формула n

16.

Вычислить площадь и периметр прямоугольника
начало
Ввести a, b
S = a*b
Р = (a+b)*2
Вывести S, Р
конец

17. Вычисления значения гипотенузы прямоугольного треугольника, если известны значения его катетов

начало
Ввести a, b
с = √ a2+b2
Вывести с
конец

18. Вычислить функцию, заданную в зависимости от значения аргумента

начало
Х <1
Y = 2x+1
Y = 3x - 1
конец

19. Составить блок-схему определения значения функции у = √ х, при х – неотрицательном.

начало
Х >=0
у=√х
не сущ-ет
конец

20. Сумма чисел из промежутка от 5 до 10

начало
S=0
начало
А= 5 : S = 0
а от 5 до 10
a < 11
s=s+a
s=s+a
конец
конец

21. Произведение всех чисел из промежутка от 5 до 10

начало
S=1
а от 5 до 10
s=s*a
конец
начало
А= 5 : S = 1
a < 11
s=s*a
конец

22. Попробуйте сформулировать известную русскую пословицу по ее блок-схеме

Препятствие в виде
возвышенности
да
обход
умный?
нет
восхождение

23. Попробуйте сформулировать известную русскую пословицу по ее блок-схеме

да
нет
Лето?
да
Сани
Телега
Зима?
нет

24. Попробуйте сформулировать известную русскую пословицу по ее блок-схеме

I=0
I=I+1
I 7
нет
да
Отмерь
Отрежь

25. Определить результат работы алгоритма, представленного в виде блок-схемы

начало
ввод числа
да
нет
> 10
-4
да
+1
< 15
+3
нет
да
-2
-6
вывод числа
конец
>8
нет
-7

26. Составьте блок-схему по высказыванию

«Если мысль нельзя выразить
простыми словами, значит, она
ничтожна и надо ее отбросить.»

27. Составить блок-схему к задаче: В корзине имеются белые и черные шары. Нужно белые шары положить в белую коробку, а черные – в

черную.

28. Определить значение переменной a после выполнения фрагмента алгоритма

а:= 16
b:= 2
да
b:= 32
нет
b:= b*2
a:= a+2

29. Определить значение переменных х и у после выполнения фрагмента алгоритма

x:= 5
y:= 10
нет
x <10
да
да
x<y
нет
x:= x-5
y:= y+5
x:= x+1
y:= y-1

30. Определить значение переменной х после выполнения фрагмента алгоритма

х:= 136
у:= 72
да
х=у
нет
да
x>y
x:= x-y
нет
y:= y-x

31.

Определить значение переменной n после
выполнения фрагмента алгоритма
n:= 10
m:= 12
да
m<6
нет
m:= m – 2
n:= n*2

32.

Определить значения целочисленных переменных х и у
после выполнения фрагмента алгоритма
x:= 15
y:= 35
нет
x < 30
да
да
x>y
нет
x:= x+10
y:= y-10
x:= x-5
y:= y+5

33. Программный принцип работы компьютера

Компьютер – двуединая система, состоящая из
аппаратной части (технических устройств) и
информационной
части
(программного
обеспечения):
КОМПЬЮТЕР
АППАРАТУРА
= (hardware)
ПРОГРАММНОЕ
+ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
(software)

34. Программное обеспечение (ПО)

ПО – это совокупность программ, хранящихся на
устройствах долговременной памяти компьютера и
предназначенных для массового использования.
Использование компьютера человеком происходит
по схеме:
ЗАДАЧА
ВЫБОР И
ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ
ПРОГРАММЫ
РАБОТА

35. Программы и данные

Программное обеспечение – это не только собственно
программы, но и данные, с которыми работают эти
программы.
Данные и программы хранятся на дисках, в отдельных
файлах.
Часто объем данных во много раз превышает размер
программ.

36.

Программное обеспечение (ПО)
Системное ПО
Операционные системы:
- Однозадачные (MS DOS )
- Многозадачные (Unix,
Windows и др. )
Сервисные программы
Прикладное ПО
Текстовые редакторы
(MS Word, WordPad и др. )
Графические редакторы
(Adobe Rhotoshop, Corel
Draw, MS Paint и др. )
Электронные таблицы
(MS Excel и др. )
Среды разработки
Интегрированные
(Visual Studio, Eclipse,
XCode, RAD )
Поддерживающие только
конкретный язык
программирования
(Borland C++, DrJava,
Delphi )

37. Этапы решения задачи на компьютере

Работа по решению любой задачи с использованием компьютера
делится на следующие этапы:
1.Постановка задачи.
2.Формализация задачи (формальное математическое описание
алгоритма).
3.Построение алгоритма.
4.Составление программы на языке программирования.
5.Отладка и тестирование программы.
6.Проведение расчетов и анализ полученных результатов.
Часто эту последовательность называют технологической
цепочкой решения задачи на компьютере.

38.

Вся наша жизнь – это алгоритм
сложной структуры.
Надо стремиться к тому, чтобы
каждое наше действие было
обдуманным и приводило к
правильному, достойному
результату!