Презентация на тему "Алгоритмы и способы их описания"

Алгоритмы и способы их описания

Презентацию разработала : Хоркина Виктория Дмитриевна

Иркутск, 2020

Введение

• Процессор электронно-вычислительной машины, это чудо техники, умеет, тем не менее, выполнять лишь простейшие команды. Каким же образом компьютер решает сложнейшие задачи обработки информации? Для решения этих задач программист должен составить подробное описание последовательности действий, которые необходимо выполнить центральному процессору компьютера. Составление такого пошагового описания процесса решения задачи называется  алгоритмизацией  , а  алгоритмом  называется конечный набор правил, расположенных в определённом логическом порядке, позволяющий  исполнителю  решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач. В разных ситуациях в роли исполнителя может выступать электронное или какое-либо иное устройство или человек (например, военнослужащий, охраняющий склад боеприпасов и действующий согласно алгоритмам, записанным в устав караульной службы).

Алгоритмы и способы их описания

• Алгоритмы могут описывать процессы преобразования самых разных объектов. Само слово «алгоритм» происходит от «algorithmi» — латинской формы написания имени выдающегося математика IX века аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических операций.
• Алгоритм  — набор команд, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное число действий.

Свойства алгоритмов

1. Дискретность  — алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение некоторых простых шагов. При этом для выполнения каждого шага алгоритма требуется конечный отрезок времени, то есть преобразование исходных данных в результат осуществляется во времени дискретно.

2. Детерминированность (определённость). В каждый момент времени следующий шаг работы однозначно определяется состоянием системы. Таким образом, алгоритм выдаёт один и тот же результат (ответ) для одних и тех же исходных данных.

Свойства алгоритмов

3. Понятность  — алгоритм должен включать только те команды, которые доступны исполнителю и входят в его систему команд.

4. Завершаемость (конечность)  — при корректно заданных исходных данных алгоритм должен завершать работу и выдавать результат за конечное число шагов. 

5. Массовость (универсальность). Алгоритм должен быть применим к разным наборам исходных данных.

6. Результативность  — завершение алгоритма определёнными результатами.

Способы записи алгоритмов:

1. Словесный способ записи

Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке.

Пример

В качестве примера словесного способа записи алгоритма рассмотрим алгоритм нахождения площади прямоугольника

  S=a*b.

  где S – площадь прямоугольника; а, b – длины его сторон.

Очевидно, что a, b должны быть заданы заранее, иначе задачу решить невозможно.

Способы записи алгоритмов

Словесный способ записи алгоритма выглядит так:

• Начало алгоритма.
• Задать численное значение стороны a.
• Задать численное значение стороны b.
• Вычислить площадь S прямоугольника по формуле S=a*b.
• Вывести результат вычислений.
• Конец алгоритма.

Способы записи алгоритмов

2. Графический способ

При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой. В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий. Далее приведены наиболее часто употребляемые символы.

Способы записи алгоритмов

Элемент блок-схемы

Наименование

Содержание

Блок вычислений (вычислительный блок)

Вычислительные действия или последовательность действий

Логический блок (блок условия)

Блок ввода-вывода данных

Выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от некоторого условия

Общее обозначения ввода (вывода) данных (вне зависимости от физического носителя)

Начало (конец)

Начало или конец алгоритма, вход или выход в подпрограмме

Способы записи алгоритмов

Элемент блок-схемы

Наименование

Содержание

Процесс пользователя (подпрограмма)

Вычисление по стандартной программе или подпрограмме

Блок модификации

Функция выполняет действия, изменяющие пункты (например, заголовок цикла) алгоритма

Соединитель

Указание связи прерванными линиями между потоками информации

Способы записи алгоритмов

Пример:

Найти площадь прямоугольника.

Алгоритм:

Способы записи алгоритмов

3. Псевдокоды

полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.

Единого или формального определения псевдокода не существует, поэтому возможны различные псевдокоды, отличающиеся набором служебных слов и основных (базовых) конструкций.

Способы записи алгоритмов

Пример

• Начало. Перейти к пункту 2.
• Ввод чисел a и b. Перейти к пункту 3.
• Вычислить S=a*b. Перейти к пункту 4.
• Вывод S. Перейти к пункту 5.
• Конец.

Способы записи алгоритмов

4. Программный способ

Запись алгоритма на выбранном языке программирования.

Пример

…

begin

Writeln (‘’);

Readln (a,b);

S:=a*b;

Writeln (‘S=‘ , S);

end.

Виды алгоритмов

1. Линейный алгоритм

Это алгоритм, в котором есть только структура следование.

Следование – это расположение действий друг за другом.

Виды алгоритмов

2. Разветвляющийся алгоритм (если … то… иначе…)

Это алгоритм, в котором есть структура ветвление.

Ветвление – это выбор действия в зависимости от выполнения какого-нибудь условия.

Виды алгоритмов

3. Циклический алгоритм

это алгоритм, в котором есть структура цикл.

Цикл – это неоднократное повторение каких-либо действий.

Виды алгоритмов

4. Комбинированный алгоритм

Алгоритм, в котором содержится несколько структур одновременно.

Заключение

• Создание алгоритма для решения задач какого-либо типа, его представление исполнителю в удобной для него форме – это творческий акт. Алгоритм может быть представлен различными способами: на разговорном естественном язык; на языке блок-схем; на языке программирования. Выбор и разработка алгоритма и численного метода решения задачи имеют важнейшее значение для успешной работы над программой. Тщательно проработанный алгоритм решения задачи – необходимое условие эффективной работы по составлению алгоритму.

Благодарю за внимание!