Лекция №2 План лекции

1.Алгоритмизация вычислительных процессов

2. Правила оформления алгоритма

3. Этапы подготовки и решения

задач на ЭВМ (САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА)

1. Алгоритмизация вычислительных процессов

Строго говоря, ни одна ЭВМ не решает задачи, а лишь выполняет, шаг за шагом, ту последовательность операций, которую предусматривает пользователь – программист.

При выполнении задач средней и высшей сложности от пользователя требуется в обязательном порядке разработка алгоритма, то есть подробное, последовательное описание той инструкции, которая бы обеспечила решение задачи и получение результатов.

Алгоритмом называется, точное предписание, инструкция, где указывается четкая последовательность операций, приводящих к однозначному решению задачи.

Каждый алгоритм должен обладать тремя свойствами: детерминированностью, результативностью, массовостью.

Детерминированность – (однозначность) означает, что многократное выполнение алгоритма при одних и тех же исходных данных должно приводить к одному и тому же результату.

Результативность – получение определенного результата за конечное число шагов для допустимых исходных данных.

Массовость – или же универсальность, алгоритма означает возможность его применения к любым допустимых множествам исходных данных, т.е. обеспечивает решению не одной, а любых аналогичных задач.

Таким образом, алгоритмизация задачи является первым этапом программирования. При алгоритмизации устанавливается строгая последовательность арифметических и логических действий.

На ЭВМ не могут быть решены задачи, для которых невозможно разработать алгоритм. Данный вопрос заслуживает отдельного рассмотрения.

Описание алгоритма в виде блок-схемы (структурной схемы) осуществляется в виде последовательности специальных блоков, каждому из которых соответствует определенный этап вычислений.

Известны несколько методов алгоритмизации задач: символьный, словесный и метод записи алгоритма в виде геометрических фигур, при этом структура алгоритма описывается в виде блок-схем. Этот метод является наиболее удобным. При этом каждый фрагмент выполняемых операций представляется математическими символами, формулами, либо словесно указывается, что нужно делать.

Вычислительные алгоритмы и процессы можно разделить на следующие группы: линейный, разветвляющиеся и циклический.

Линейный алгоритм представляет собой последовательности операций вычисления по формуле. Допустим, требуется вычислить значения функции у=а*х² +с.

Основными блоками алгоритма являются:

1) Блок «Начало» или «Конец»:

Блок обозначает начало и конец алгоритма. Масштаб этих блоков а:в=1:4. Для всех остальных блоков масштаб - 1:2.

2) Блок ввода данных

Этот блок означает: прочитать данные и запомнить их под именем а, х, с. Следует отметить, что этот блок никаких других функций, кроме указанных выше не обозначает. Поэтому внутри блока нельзя записывать арифметические или логические выражения, функции и константы.

3) Вычислительный блок

Выполнение операции или группы операций, в результате которых изменяются значение, форма представления или расположение данных.

Обычно функции этого блока трактуются следующим образом: вычислить правую часть и результат запомнить под именем у.

Следует обратить внимание на то, что выражения, например, Х=Y и Y=X не идентичны, поскольку знак "=" используется для обозначения операции присваивания и истолковывается не так, как в элементарной алгебре. В алгебре знак "=" означает "равняться", а при алгоритмизации – "вычислить значение выражения, стоящего справа от знака "=", и сделать его значением переменной, стоящей слева от знака присваивания".

Поэтому запись X=Y означает не равенство значения Х значению Y, а означает: вычислить значение Y и запомнить результат под именем Х. Для выражения Y=X – вычислить значение Х и запомнить результат под именем Y.

В связи с таким истолкованием знака "=" становиться возможной следующая запись:

К=К+1.

В алгебре при обозначении трех равных между собой переменных возможна запись X=Y=A. При алгоритмизации следует писать X=A и Y=A. Запись X=Y=A возможна, но это означает не равенство трех переменных, а нечто другое, смысл которого возможно рассмотреть после знакомства с так называемыми логическими выражениями.

В качестве результата выполнения задачи в блоке вывода данных указывают имя вычисляемой функции.

Комментарий используется для отражения связи между элементом блок-схемы и пояснением. Комментарий применяется, например, при записи большой формулы, не вмещающейся в блоке. Пусть следует вычислить значение функции

Y=(x+z)-ln(x+12)+cos(z²).

Запись в блок-схеме можно оформить с помощью комментария.

Блоки в алгоритме соединяются линиями, показывающими последовательность выполнения операции данной задачи.