Алгоритмизация

ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА И ЕГО СВОЙСТВА
Алгоритм (Мухаммеда ибн Муса ал-Хорезми (Alhorithmi), 783—850 гг.) — заранее заданное, понятное и точное предписание возможному исполнителю совершить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.

Алгоритмы предназначены для выполнения некоторым исполнителем.
Исполнитель алгоритма – абстрактная или реальная система, способная выполнить действия, предписанные алгоритмом.

СВОЙСТВА АЛГОРИТМА

ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМОВ

СЛОВЕСНОЕ ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА
Словесное описание алгоритма представляет собой запись алгоритма в произвольной форме на естественном, например, русском языке.

ПРИМЕР: НАЙТИ НАИБОЛЬШЕЕ ЧИСЛО ИЗ ТРЕХ ЗАДАННЫХ
(A, B, C) (СЛОВЕСНОЕ ОПИСАНИЕ)

ГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА
Блок-схема – описание структуры алгоритма с помощью геометрических фигур с линиями-связями, показывающими порядок выполнения отдельных инструкций.
В блок-схеме каждому типу действия соответствует определенная геометрическая фигура, называемая блочным символом.
Блочные символы соединяются линиями переходов, которые определяют очередность выполнения действий.

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕСЯ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ БЛОК-СХЕМ

ПРИМЕР: НАЙТИ НАИБОЛЬШЕЕ ЧИСЛО ИЗ ТРЕХ ЗАДАННЫХ
(A, B, C) (ГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ)

ПСЕВДОКОД
Псевдокод – описание структуры алгоритма на естественном, частично формализованном языке. Представляет собой систему обозначений и правил, используемую для единообразной записи алгоритмов.
В псевдокоде не приняты строгие синтаксические записи, но используются некоторые формальные конструкции и общепринятая математическая символика.
В псевдокоде есть служебные слова смысл которых строго определен.

АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ ЯЗЫК
СЛУЖЕБНЫЕ СЛОВА

КОМАНДЫ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ЯЗЫКА
Команда присваивания: A:=B
Команды ввода и вывода:
ввод имена_переменных;
вывод имена_переменных, выражения, текст
Команды если и выбор: применяются для организации ветвлений
Команды для и пока: применяются для организации циклов

ПРИМЕР: НАЙТИ НАИБОЛЬШЕЕ ЧИСЛО ИЗ ТРЕХ ЗАДАННЫХ
(A, B, C) (ПСЕВДОКОД)
алг max (арг цел a,b,c, рез цел max)
нач
ввод a,b,c
если a>b
то max:=a
иначе max:=b
все
если max>c
то вывод max
иначе вывод c
все
кон

БАЗОВЫЕ АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ

БАЗОВАЯ СТРУКТУРА «СЛЕДОВАНИЕ»
Данная структура состоит из последовательно выполняющихся блоков.
Примером является стандартный процесс вычисления: ввод значений, вычисление по формуле, вывод.
Алгоритмический язык:
Действие 1
Действие 2
…
Действие n

БАЗОВАЯ СТРУКТУРА «ВЕТВЛЕНИЕ»
Имеет 4 формы представления. Позволяет выбрать один из альтернативных вариантов.
Форма 1. если-то (неполная развилка)
Если «условие» верно , тогда выполнить «действия 1», иначе ничего не выполнять
Алгоритмический язык:
если условие
то действия_1
все
Блок-схема:

Форма 2. если-то-иначе (полная развилка)
Если «условие» верно , тогда выполнять «действия 1» (линия Да), иначе выполнять «действия 2» (линия Нет).
Блок-схема:
Алгоритмический язык:
если условие
то действия_1
иначе действия_2
все

Форма 3. Выбор
Алгоритмический язык:
выбор
при условие_1: действия_1
при условие_2: действия_2
…
при условие_N: действия_N
все
Блок-схема:

Форма 3. Выбор-иначе
Алгоритмический язык:
выбор
при условие_1: действия_1
при условие_2: действия_2
…
при условие_N: действия_N
иначе действия_N+1
все
Блок-схема:

БАЗОВАЯ СТРУКТУРА «ЦИКЛ»
С помощью данной структуры выполняется одно и то же действие. Повторение осуществляется с помощью параметра цикла.

Форма 1. Цикл с предусловием (цикл типа пока)
Блок-схема:
Алгоритмический язык:
нц пока условие
тело цикла
кц
В циклах с предусловием сначала проверяется условие, если оно истинно, то выполняются команды из тела цикла.
Выполнение прекращается, когда условие становится ложным.

Форма 2. Цикл с постусловием (цикл типа до)
Блок-схема:
Алгоритмический язык:
нц
тело цикла
кц при условие
В циклах с предусловием сначала выполняется действие (поэтому данный тип цикла выполняется хотя бы раз), а затем проверяется условие.
Выполнение прекращается, когда условие становится истинным.

Форма 3. Цикл с параметром (цикл типа для)
Блок-схема:
Алгоритмический язык:
нц для i от i1 до i2
тело цикла
кц
Счетчику цикла i присваивается начальное значение i1 и выполняется тело. После счетчик i увеличивается на шаг n и проверяется условие i<=i2.
Цикл завершается как только счетчик цикла i становится больше i2.

ИТЕРАЦИОННЫЕ ЦИКЛЫ
Итерационные циклы – это циклы, в которых к решению приходят путем последовательного приближения к искомому результату.
Особенностью данного цикла является то, что заранее число повторений команд неизвестно.
Для корректной работы необходимо обеспечивать достижение условия выхода из цикла, иначе произойдет «зацикливание».
Данные циклы используются в итерационных алгоритмах.

ВЛОЖЕННЫЕ ЦИКЛЫ
Вложенный цикл – это цикл, находящийся внутри другого цикла.
Цикл, содержащий в себе другой цикл называют внешним, а цикл, содержащийся в теле другого цикла – внутренним.
Глубина вложения циклов (количество циклов вложенных в друг друга) может быть различной.