Читайте также:
|
Алгоритмы
Понятие “алгоритм”
Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к искомому результату (ГОСТ 19.004-80).
Алгоритм – конечный набор правил, расположенных в определенном логическом порядке, позволяющий исполнителю решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач (Немнюгин С.А.).
Алгоритм – конечный набор правил, однозначно раскрывающий содержание и последовательность выполнения операций для систематического решения определенного класса задач за конечное число шагов (Косарев В.П.).
Алгоритмом называют формально описанную последовательность действий, которые необходимо выполнить для получения требуемого результата (Иванова Г.С.).
Свойства алгоритма
Любой алгоритм обладает следующими свойствами: детерминированностью, массовостью, результативностью и дискретность.
Детерминированность означает, что набор указаний алгоритма должен быть однозначно и точно понят любым исполнителем. Это свойство определяет однозначность работы алгоритма при одних и тех же данных.
Массовость алгоритма предполагает возможность варьирования исходными данными в определенных пределах. Это свойство определяет пригодность использования алгоритма для решения множества задач данного класса. Свойство массовости алгоритма является определяющим фактором, обеспечивающим экономическую эффективность решения задач, т.к. для задач, решение которых осуществляется один раз, целесообразность использования ЭВМ, как правило, диктуется внеэкономическими категориями.
Результативность алгоритма означает, что для любых допустимых исходных данных он должен через конечное число шагов (или итераций) завершить работу.
Дискретность алгоритма означает возможность разбиения определенного алгоритмического процесса на отдельные элементарные действия, возможность реализации которых человеком или ЭВМ не вызывает сомнения, а результат их выполнения вполне определен и понятен.
Процесс алгоритмизации решения задачи обычно реализуется по следующей схеме:
- выделение автономных этапов процесса решения задачи (как правило, с одним входом и выходом);
- формализованное описание содержания работ, выполняемых на каждом выделенном этапе;
- проверка правильности реализации выбранного алгоритма на различных примерах решения задачи.
Способы описания алгоритмов
Существует несколько способов описания алгоритмов: словесный, формульно-словесный, графический, средствами языка операторных схем, с помощью таблиц решений и др. Помимо требования обеспечения наглядности, выбор конкретного способа диктуется рядом факторов, из которых определяющими являются: степень необходимой детализации представления алгоритма, уровень логической сложности задачи и т.п.
Словесный способ описания алгоритма отражает содержание выполняемых действий средствами естественного языка. К достоинствам этого способа описания следует отнести его общедоступность, а также возможность описывать алгоритм с любой степенью детализации. Недостатками способа являются достаточно громоздкое описание (и, как следствие, низкая наглядность), отсутствие строгой формализации в силу неоднозначности восприятия языка, вытекающего из свойств синонимии, омонимии, полисемии.
Формульно-словесный способ описания алгоритма основан на записи содержания выполняемых действий с использованием изобразительных возможностей языка математики, дополненного необходимыми пояснениями средствами естественного языка. Данный способ, обладая всеми достоинствами словесного способа, более лаконичен, а значит, и более нагляден, имеет большую формализованность, хотя и не является строго формальным.
Графический способ описания алгоритма представляет собой изображение логико-математической структуры алгоритма, при котором все этапы процесса обработки информации отображаются с помощью установленного набора геометрических фигур (блоков), имеющих строго определенную конфигурацию в соответствии с приписанным им характером выполняемых действий. Изображение схем алгоритмов в виде блок-схем стандартизировано и отображено в ГОСТ 19.002-80 и 19.003-50 (международные стандарты ISO 2636-73 или ISO 1028-73). Приведем основные блочные символы. Все блоки алгоритма должны иметь одинаковые размеры, то есть длина и высота всех блоков должна быть одна для всего алгоритма программы. Размеры должны быть кратны 5мм, a:b=2:1 или 1.5:1, где а - высота блока, b - длина блока.
| Наименование | Обозначение и размеры | Функция | ||
| Выполнение операции или группы операций, в результате которых изменяются значение, форма представления или расположение данных | |||
 Решение
| Выбор направления выполнения алгоритма ил программы в зависимости от некоторых переменных условий; описание поисковых и итерационных циклов | |||
 Модификация
| Выполнение операций, меняющих команды, или группы команд, меняющих программу | |||
 Предопределенный процесс
| Использование ранее созданных и отдельно описанных алгоритмов (вызов процедур) | |||
 Ввод-вывод
| Преобразование данных в форму, пригодную для обработки (ввод) или отображения результатов (вывод) | |||
 Линия потока
| Указание последовательности обработки символов | |||
| Параллельные вычисления
| Начало или окончание двух и более одновременно выполняемых операций | |||
 Соединитель
| Указание на наличие связи между прерванными линиями потока, связывающими символы | |||
 Пуск-останов
| Начало, конец, прерывание процесса обработки данных или выполнения программы | |||
 Комментарий
| Связь между элементом схемы и пояснением | |||
 Межстраничный соединитель
| Указание на наличие связи между разъединенными частями схем, расположенных на разных листах |
Линии потока проводит параллельно внешним краям рамки листа. Допускается пересечение их и изгиб под углом 90 °. Направление линий потока сверху вниз и слева направо принимают за основное: если линии потока основного направления не имеют изломов, то это направление стрелками можно не обозначать. В остальных случаях направление линий потока обозначать стрелкой обязательно.
Описание языка средствами языка операторных схем – это изображение последовательности операций процесса обработки данных с помощью заданного набора буквенных символов, обозначающих ту или иную типовую операцию. Последовательность выполнения операций алгоритма определяются расположением операторов в схеме (при чтении слева направо в соответствии с цифровой индексацией). Передача управления от оператора к оператору осуществляется в порядке следования в символической записи алгоритма, в случае отсутствия передачи управления от очередного оператора к последующему оператору записи между ними ставится признак завершения ветви алгоритма – символ точка с запятой. Нарушение естественного порядка выполнения операторов отражается с помощью символов передачи управления (стрелок), которые используются: для указания перехода от условного оператора при разветвлении алгоритма; в случае отражения безусловного перехода от последнего оператора, завершающего одну из ветвей алгоритма.
Использование операторного способа представления алгоритма значительно упрощает процесс его записи, так как каждому оператору схемы обычно соответствует определенная совокупность достаточно простых операций обработки информации. Однако из-за малой наглядности и информативности отображения процесса решения задачи использование языка операторных схем не нашло широкого практического использования при разработке и отражении алгоритмов решения задач. Для разработки алгоритмов решения многовариантных расчетов с большим количеством проверок условий, определяющих выбор той или иной ветви процесса обработки информации, целесообразно использовать изобразительные средства в виде таблиц решений.
Дата добавления: 2015-01-12; просмотров: 84 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Домашнее задание №19 | | | Слайд 3 |