АЛГОРИТМЫ. ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.

Методические указания к лабораторным занятиям по учебной практике

Введение

Программирование – процесс творческий и увлекательный. Научиться программированию можно, только решая конкретные задачи. Основная цель этих методических указаний – помочь студентам в изучении и освоении основных методов и приемов программирования. Часть задач составлена автором, остальные отобраны из сборников задач и учебников по программированию. При составлении методических указаний на первое место ставилась цель – привить навыки математической формализации задачи, разработки алгоритмов и их реализации на языке программирования.

1. Этапы разработки программы

При решении даже самой простой задачи необходимо выполнить последовательно несколько этапов.

1. Постановка задачи. На этом этапе подробно описывается исходная информация и формируются требования к результату, а также описывается поведение программы в особых случаях.

2. Математическое или информационное моделирование. Этот этап создает математическую модель решаемой задачи, которая может быть реализована на компьютере. Данный этап очень тесно связан с первым, а выделять его имеет смысл только в том случае, когда нет единого метода решения.

3. Разработка или выбор алгоритма. Здесь необходимо определить последовательность действий, которые надо выполнить для получения решения.

4. Программирование. Программой называют последователь-ность действий, направленных на выполнение их компьютером.

5. Ввод программы и исходных данных в ЭВМ.

6. Тестирование и отладка программы. На этом этапе происходит исполнение алгоритма с помощью ЭВМ, поиск и исправление ошибок. Отладка программы заключается в тестировании программы на контрольных примерах.

7. Исполнение отлаженной программы и анализ результатов. На этом этапе программист задает исходные данные и анализирует результаты, полученные в ходе выполнения программы.

Алгоритм – это точное предписание, определяющее процесс перехода от исходных данных к результату.

Алгоритм от обычного предписания отличают следующие свойства:

• однозначность – наличие единственного толкования правил выполнения действий и порядка их выполнения;

• конечность – обязательное завершение каждого из действий, составляющих алгоритм, а также завершение выполнения алгоритма в целом;

• результативность – получение при выполнении алгоритма определенного результата;

• массовость – возможность применения алгоритма для решения целого класса задач (предполагается его правильная работа при меняющихся в заданных пределах значениях исходных данных);

• правильность – способность алгоритма давать правильные результаты при решении поставленных задач.

Графическое представление хода решения задачи – самый наглядный способ записи алгоритма. Блок-схемы – наиболее распространенный способ графического изображения алгоритма.

Блок-схемы строятся по определенным правилам и включают в себя геометрические фигуры (блочные символы), соединенные между собой стрелками, указывающими порядок выполнения операций. Блочные символы стандартизованы и различаются по типу выполняемых действий (ГОСТ 19.002-80 и 19.003-80, международные стандарты ISO 2636-73 или ISO 1028-73).

В табл. 1.1 представлены наиболее часто используемые блочные символы.

Рассмотрим более подробно применение основных графических элементов блок-схемы.

В схеме начало и завершение алгоритма, а также вход и выход из вспомогательных алгоритмов (подпрограмм, функций и т. п.) отмечаются соответственно блочными символами начала и конца.

Эти блоки в отличие от большинства других имеют один вход или выход, отмечающие начало и конец пути обработки информации. Каждая схема обязательно должна начинаться и заканчиваться этими символами.

Таблица 1.1