информатика. Вопрос Понятие, структура и задачи информатики
 Скачать 6.17 Mb.
|
Вопрос 3. Свойства алгоритма.Если вычислительный процесс заканчивается получением результатов, то говорят, что соответствующий алгоритм применим к рассматриваемой совокупности исходных данных. В противном случае говорят, что алгоритм неприменим к совокупности исходных данных. Любой применимый алгоритм обладает следующими основными свойствами: дискретностью; определенностью; результативностью; массовостью. Дискретность – последовательное выполнение простых или ранее определённых (подпрограммы) шагов. Преобразование исходных данных в результат осуществляется дискретно во времени. Определенность состоит в совпадении получаемых результатов независимо от пользователя и применяемых технических средств (однозначность толкования инструкций). Результативность означает возможность получения результата после выполнения конечного количества операций. Массовость заключается в возможности применения алгоритма к целому классу однотипных задач, различающихся конкретными значениями исходных данных (разработка в общем виде). Вопрос 4. Типы структур алгоритмов.Существуют три основные структуры алгоритмов: 1. Линейная. 2. Разветвляющаяся. 3. Циклическая. В  алгоритмах линейной структуры все действия выполняются последовательно (рис. 8).Рис. 8. Линейная структура алгоритма Рассмотрим пример. Заданы две стороны (катеты) прямоугольного треугольника – а и в. Требуется составить алгоритм вычисления гипотенузы по формуле: С =  Результат решения представлен на рисунке 9.  Рис. 9. Блок-схема алгоритма расчета длины гипотенузы В алгоритмах разветвляющейся структуры переход к следующей операции зависит от результата проверки некоторого заданного условия (рис. 10).  Рис. 10. Разветвляющаяся структура алгоритма Рассмотрим пример. Требуется напечатать чётные цифры в интервале от 0 до 10 красным цветом, а нечётные – черным. Решение: 1. Ввод Х = 0, 1, 2, …, 10 2. Проверка условия Х – чётно или нечётно? 3. Если чётно: печатаем Х красным 4. Если нечётно:печатаем Х черным Блок-схема алгоритма приведена на рисунке 11.  Рис. 11. Блок-схема алгоритма В алгоритмах циклической структуры отдельные операции могут циклически повторяться в зависимости от результата проверки заданного условия (рис. 12).  Рис. 12. Циклическая структура алгоритма В реальных условиях алгоритмы содержат большое число фрагментов различных структур. Алгоритм всегда рассчитан на конкретного исполнителя. В нашем случае таким исполнителем является ЭВМ. Для обеспечения возможности реализации на ЭВМ алгоритм должен быть описан на языке, понятном компьютеру, то есть на языке программирования. Вопрос 5. Программы.Рассмотренные ранее способы описания алгоритмов «грешат» существенным недостатком: записи предписаний не могут непосредственно восприниматься машиной и в дальнейшем выполняться. Поэтому они используются только для предварительной работы с алгоритмом в расчете на то, что существуют средства описания алгоритмов, применяя которые можно ввести символы алгоритма в память ЭВМ и затем выполнить заданные предписания для получения искомых результатов. Средствами такого описания алгоритмов являются языки программирования, позволяющие на основе строго определенных правил формировать последовательность предписаний, однозначно отражающих смысл и содержание частей алгоритма с целью их последующего исполнения на ЭВМ. Понятия алгоритма и программы разграничены не очень чётко. Обычно программой называют окончательный вариант алгоритма решения задачи, ориентированный на конкретного пользователя. Таким образом, можно дать следующее определение программы для ЭВМ: Программа – это описание алгоритма и данных на некотором языке программирования, предназначенное для последующего выполнения на компьютере. Язык программирования – это формальный, искусственный язык, предназначенный для представления алгоритмов в виде, пригодном для выполнения ЭВМ. Различают языки программирования низкого уровня (ассемблеры) и высокого уровня (Бейсик, Паскаль и др.). Языки низкого уровня близки к языку машинных команд, а языки высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека. Вот пример фрагмента программы на языке Бейсик: 1. program имя(ввод,вывод); 2. program echo(input,output); 3. описания;var n:integer;BEGIN 4. BEGIN оператор; 5. write('число?');оператор;read(n);операторwrite(n)END. Каждый язык программирования, равно как и «естественный язык» (русский, английский и т.д.), имеет алфавит, словарный запас, свои грамматику и синтаксис, а также семантику. Алфавит – фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке. Синтаксис – система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования. Семантика – система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных. |