Министерство образования Российской Федерации

Московская Государственная академия приборостроения и информатики

Конспект лекций по информатике и программированию

для специальности 3514

Автор доц., к.т.н. Каширская Е.Н.

Москва, 2001

Часть 3. Организация данных в эвм и основы программирования

1. Введение в программирование

1.1. Основные этапы решения задач на эвм:

• постановка задачи;

• построение математических моделей;

• разработка методики решения задач;

• разработка алгоритма решения задачи;

• составление программы по разработанному алгоритму;

• ввод программы в ЭВМ;

• отладка программы (поиск и исправление ошибок);

• проведение расчетов по программе;

• вывод результатов;

• анализ результатов.

При составлении любого вида программы для ЭВМ понятие алгоритма является ключевым. Основным в процессе программирования является разработка алгоритма. Это один из наиболее сложных этапов решения задачи с использованием ЭВМ. В начале обучения программированию целесообразно не привязываться сразу к какому-либо языку, разрабатывать алгоритмы без записи на ЯПВУ, а, например, с помощью блок-схем или иным аналогичным способом. После такой "чистой" алгоритмизации проще перейти к записи того же алгоритма на определённом языке программирования.

Само слово «алгоритм» означает правило выполнения арифметических действий с использованием арабских цифр.

В средние века были две враждующие партии, среди приверженцев различных традиций счета. Абакисты считали на абаках, алгоритмики же использовали зачатки математической символики.

Слово «алгоритм» происходит от латинской формы написания имени математика IXвека Аль-Хорезми, автор учебника арифметики, который сформулировал правила выполнения арифметических действий.

Первоначально под алгоритмом понимали только правила выполнения четырех арифметических действий над многозначными числами. В дальнейшем же это понятие стали использовать вообще для обозначения последовательности действий, приводящих к решению поставленной задачи.

Будем под алгоритмом решения задачипониматьсистему правил, задающих строго определенную последовательность операций, приводящих к искомому результату за конечное число шагов.

Итак, алгоритм – это набор инструкций, который описывает, как некоторое задание может быть выполнено. Первоначально этот термин использовался для чисто численных процессов, но в вычислительной технике он приобрел более широкое значение.

Примеры алгоритмов в этом широком смысле встречаются в повседневной жизни: рецепт какого-нибудь блюда можно считать алгоритмом, описывающим процесс приготовления пищи, выкройку – алгоритмом изготовления одежды. Программы для ЭВМ являются алгоритмами, только выраженными некоторыми специальными средствами языка программирования.

Пять характеристик алгоритмов:

1. вход алгоритма;

2. выход алгоритма;

3. определенность шагов алгоритма;

4. выполнимость шагов;

5. конечность.

Примерневыполнимого шага: присвоить Х значение, равное наибольшему вещественному числу, меньшему 1.

Это невозможно сделать, какое бы значение для Х мы не выбрали, всегда можно составить большее, добавив к десятичной части числа любую цифру: 0,999→0,9994 и т.д.

Пример.Алгоритм сложения столбиком: 315

⁺48

363

Указана последовательность действий, приводящих к результату за конечное число шагов. Можно дать точное словесное описание алгоритма:

Шаг 1. Ввод– любых двух слагаемых (из класса объектов, к которым применим алгоритм).

Шаг 2.Сложить цифры, стоящие в разрядах единиц; единицы полученного результата записать в разряд единиц суммы.

Шаг 3. Сложить цифры, стоящие в разрядах десятков и прибавить к ним единицу, если результатшага 2не меньше десяти.

Шаг 4. То же для разряда сотен и т.д., пока не закончатся разряды слагаемых.

Шаг N. Вывод – значение суммы.