Файл: Алгоритмизация как обязательный этап разработки программы (Алгоритмизация как обязательный этап разработки программы).pdf

Семантика определяет смысл предложения языка. Как система правил истолкования отдельных языковых конструкций, семантика определяет, что последовательность действий, которые описаны в

в других фраз, языка и, в конечном счете, алгоритм, который определяет текст на алгоритмический язык.

Понятия, используемые в алгоритмических языках

Каждое понятие алгоритмического языка подразумевает некоторую синтаксическую единицу (конструкцию) и определяемые ею свойства программных объектов или процесса обработки данных. Понятие языка определяется во взаимодействии синтаксиса и семантики правила. Синтаксические правила показывают, как создать это понятие из других понятий и букв алфавита, а семантические правила определяют свойства данного понятия.

Основные понятия в языках, как правило, следующие:

- Имена (идентификаторы) – используется для обозначения объектов программы (переменных, массивов, функций и т. д.).

- Операции бывают следующих типов:

- арифметические операторы +,–,·, / и другие;

- логические операции и, или, нет;

операции отношений < , > , <= , >= , = , <>;

- операция стыковки (иначе-присоединение, конкатенация) знаков ценностей между собой с образованием длинной цепочки; представлена знаком "+".

Данные величины, обрабатываемые программой. Существует четыре основных типа данных: константы, переменные, массивы и структуры данных (списки, стеки и очереди, деревья и леса). Константы-это данные, которые фиксируются в тексте программы и не изменяются в процессе ее выполнения.

Переменные указывают имена и могут изменять их значение во время выполнения программы. Переменными являются целые числа, числа, логические значения, символы и значения.

Массивы-последовательности, один и тот же тип элементов, число которых фиксировано и которым назначается то же имя. Положение элемента в массиве определяется только своими индексами (одним, в случае array измерения или несколькими, если массив многомерный). Иногда массивы называются таблицы.

Один линейный список-это форма организации последователь-

один и тот же тип элементов, в которой каждый элемент, кроме первого, имеет предшественника (предыдущий элемент) и каждый элемент, кроме последнего, имеет правопреемника (следующий элемент). Каждый элемент списка можно получить, последовательно движется через список элемента. Другие типы списков, стеков, очередей, деревьев и лесов, они подробно обсуждены в [5, 17].

Выражения, используемые для выполнения необходимых вычислений, состоят из констант, переменных, указателей функций (например, sin(x)), США по операции признаки. Выражения записываются в виде линейных последовательности символов (без подстрок и superstrings,

"multi-storey" дроби и т. д.), что позволяет ввести в компьютер, там нажать на клавиатуре. Есть арифметические, логические и строковые выражения.

Все арифметические выражения используются для определения одного числового значения. Например, (l + sin (x))/2. Значение этого выражения при х = 0 равен 0,5, а при х = π/2 – единица.

Логические выражения описывают некоторые условия, которые могут или не могут быть удовлетворены. Таким образом, Логическое выражение может принимать только два значения: истинно или ложно (Да или нет).

Значения строки (literal) выражения. Могут войти в строковые константы, строковые переменные и строковые функции времени, деленный знак операции соединения.

Операторы (команды). Оператор-это наиболее широкое понятие языка: каждый оператор представляет собой фразу языка и определяет некоторый, вполне законченный этап обработки данных. Операторов входят: ключевые слова, данные, выражения и т. д.Операторы подразделяются на исполняемые и неисполняемые. Неис- полняемые операторы предназначены для описания данных и структуры про- граммы, а исполняемые – для выполнения различных действий (например, оператор присваивания, операторы ввода и вывода, условный оператор, операторы цикла, оператор процедуры и др.).

При решении различных задач с помощью компьютера бывает необходимо вычислить логарифм или модуль числа, синус угла и т. д. Вычисления часто употребляемых функций осуществляются посредством подпрограмм, называемых стандартными функциями, которые заранее запрограммированы и встроены в

транслятор языка. В качестве аргументов функций можно использовать константы, переменные и выражения. Каждый язык программирования имеет свой на- бор стандартных функций.

Арифметические выражения записываются по следующим правилам: 1. нельзя опускать знак умножения между множителями и ставить рядом два знака операций; 2. индексы элементов массивов записываются в квадратных (C++, Pascal) или круглых (Basic) скобках; 3. для обозначения переменных используются буквы латинского алфавита; 4. операции выполняются в порядке старшинства: сначала вычисление функций, затем возведение в степень, по- том умножение и деление и в последнюю очередь сложение и вычитание. Операции одного старшинства выполняются слева направо.

В записи логических выражений, помимо арифметических операций сложения, вычитания, умножения, деления и возведения в степень, используются операции отношения: < (меньше), <= (меньше или равно), > (больше), >= (больше или равно), = (равно), <> (не равно), а также логические операции

– и, или, не.

К основным принципам написания программ относятся: 1) соблюдение требований структурного программирования (модульность, наличие лишь одной точки входа и одной точки выхода в процедурах, максимально возможный отказ от оператора go to); 2) использование комментариев для описания названия и назначения программ и отдельных модулей, идентификаторов и т.д.; 3) ступенчатое расположение операторов программы, визуальное выделение отдельных процедур, функций, внутренних и внешних циклов и т.д.

4. Структуры алгоритмов

Преобразование величин, продаваемых на языке алгоритмов, осуществляется операторами (командами), утверждающими в определенной последовательности. Логическая структура любого алгоритма может быть представлена комбинацией трех базовых структур: трасса, цикл вилкой. Характерной особенностью подчеркивающих структур является наличие в них входа и выхода.

Структура алгоритма линейна, если она формируется последовательностью простых операторов (команд).

Ветвление алгоритма заключается в том, что алгоритм содержит в себе одно из условий, в результате проверки ПК приводит к одному из двух возможных шагов.

Цикл от алгоритма к алгоритму, который предусматривает несколько повторов одного и того же действия (одной и той же операции) на новом источнике данных. - Группа команд (операторов), выполняющихся одна за другой, называется серией. Серия может состоять из одного оператора.

Для построения ветвящихся и петлевых структур алгоритма в языке алгоритмов используются операторы. Их " операторы ветвления и цикла рассылки.

Оператор вилами писано следующим образом: если условие то серия 1 иначе серия 2 Все. В зависимости от общего количества условий проверки выполняется только одна из двух серий, входящих в состав команды рассылки ветвления. Если условие выполнено, то оно должно выполнить ряд из 1, если не ряд 2. Оператор вилки и используется в сокращенном виде: если условием является ряд всех

В этом случае, если условие выполнено, необходимо выполнить ряд команд, следующих в реестре алгоритма ради слова, в противном случае, прохождение ряда тратит на выполнение команды, следующей командой почтового ветвления (после обслуживания слова all).

Структура бифуркации существует в четырех основных вариантах [1] (см.

таблица. 3): Если – то; если – то – иначе; выбор; выбор другого режима.

Оператор выбора используется в тех случаях, когда возникает необходимость выбора альтернативы из трех и более возможных вариантов.

Различия в реализации перехода к источнику онлайн, которые получены из свойств дивергенции.

С официальной точки зрения рассматриваемые в конструкции эквивалентны, их использование определено для удобства изготовления алгоритма.

Оператор повтора (цикла) используется для описания алгоритмов, в которых необходимо организовать многократное повторение одних и тех же действий.

Круговой структуры (см. табл. 3) имеют особое значение для построения алгоритмов, так как только из них можно добиться компактного написания алгоритмов, требующих выполнения большого количества действий.

При выполнении этой серии инструкций, которая включает один или несколько компьютеров, повторяется несколько раз, пока условие не будет выполнено. Как только условие нарушено, реализация ряда останавливается. Если условие изначально неверно, серия не выполняется.

Алгоритм, включающий итерационный цикл, называется рациональным алгоритмом. Итерационные алгоритмы используются при применении итерационных численных методов.

Возможны случаи, когда внутри тела цикла должна повторяться определенная последовательность операторов, то есть организовываться внутренняя петля. Эта структура получила название от цикла к циклу или тестируемому циклу. С глубиной циклов (число вложенных друг в друга циклов) может быть больше персонала.

При использовании данной структуры для экономии времени необходимо брать с внутренней стороны внешнего цикла всех операторов, не зависящих от внутреннего параметра цикла тестируемых циклов.

.

7. Технология решения задач с использованием компьютера

• 1. Основные этапы решения задач с помощью компьютера

Создание программы для PC-это сложный и длительный процесс. Включает в себя следующие основные действия, которые отображает логическую последовательность действий, начиная с формулировки проблемы, чтобы получить решение.

• 1. Общая формулировка задачи.

Этот момент, несмотря на кажущуюся простоту, очень важен. Здесь следует сформулировать задачу содержательно с точки зрения определения того, что является "входными" данными задачи и что мы получим в результате решения. Не действует требование "найти что-то, не знаю что".

Математическая формулировка задачи.

Здесь необходимо определить, расчет сумм, опишите проблему, и получить математические связи между ними, то есть, сделать математическую модель. Этот шаг имеет решающее значение, так как, что плохо, модель отказывается от всех дополнительных усилий. В то же время, во многих случаях, этот этап, очевидно, если они не являются общепринятыми уравнений, которые описывают, какие проблемы в стадии рассмотрения.

7.4 Выбор математического метода решения.

Вот что на основе приобретенного опыта Арсенал математических методов выбрать тот, который пригодится для решения предложенных задач. Как правило, такой отбор производится на основании как субъективных причин (знания различных математических методов), так и объективных причин, по которым в первую очередь необходимо вывести ресурсы системы (память, скорость). Если для получения решения необходимы ресурсы, превышающие имеющиеся ресурсы (из-за превышения времени счета или объема памяти), то необходим поиск других математических методов или упрощение математической модели.

Составление алгоритма решения.

Этот этап тесно связан с предыдущим, должна быть направлена, в основном, в разработке эффективных алгоритмов, то есть те, которые требуют меньше ресурсов ПК для его осуществления.

1. Составление и отладка программы.

Этот этап может быть очень сложным, особенно для начинающих программистов. При отладке большой программы удобно использовать специальные программы

инструменты, которые делают процесс поиска ошибок.

1. Тестирование программы.

На этом этапе, чтобы убедиться, что алгоритм работает правильно, проблем с эти начальные данные, можно решить, для надежного известно, или некоторые косвенного доказательства, которая используется. Так, в ряде задач, что существует связь между источником данных и результатов, например, закон сохранения энергии, импульса и т. д.