Базовые алгоритмические конструкции

ПЛАН:
Алгоритмы линейной структуры.
Алгоритмы разветвляющейся структуры.
Алгоритмы циклической структуры.

Базовые алгоритмические конструкции
Для повышения эффективности применения компьютера как инструмента решения задач необходимо освоение основной фундаментальной концепции подхода к использованию цифровых вычислительных средств. В информатике таким фундаментом является алгоритмизация задач.

Исполнитель алгоритма — это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.
Исполнителя характеризуют:
система команд;
среда;
отказы.

Базовые алгоритмические конструкции

Кафедра информатики
1.Алгоритмы линейной структуры
Алгоритм линейной структуры - алгоритм, в котором блоки выполняются последовательно друг за другом, в порядке, заданном схемой. Такой порядок выполнения называется естественным.
Пример.
Вычислить периметр треугольника со сторонами a,b,c
P

Алгоритмы линейной структуры
Составить алгоритм вычисления функции вида y=x+3z, для заданных значений x и z.
Основу линейного алгоритма составляют три алгоритмические конструкции : операция ввода , операция присваивания , операция вывода.

Алгоритмы линейной структуры
Требования к именам (идентификаторам) переменных: имена могут включать латинские буквы, цифры, всегда начинается с буквы.
Например, возможен объект с именем A1, но не 1A.
Переменные должны иметь определенный тип данных.
Справа от знака "присвоить" может находиться не только переменная или константа, но и арифметическое выражение (формула).
Арифметические выражения строятся из операндов, которыми могут быть константы, переменные и стандартные функции.
S:= v*t
A:= 0

Алгоритмы линейной структуры
В выражение могут входить арифметические операции и круглые скобки. В большинстве языков определено 6 арифметических операций, перечислим их в соответствии с приоритетом, операции с одинаковым приоритетом равноправны между собой и выполняются слева направо, как и в математике.

Алгоритмы линейной структуры
При необходимости изменить обычное старшинство операций в записи выражения используются дополнительные круглые скобки.
Запись выражения
Запись неверна
y:=a+b/2
Правильная
y:=(a+b)/2
y:=2012;
c:=y div 100;
n:=y mod 100;
переменная c = 20,
n = 12

Пример
Исходные данные: a - длина прямоугольника, b - ширина прямоугольника.
Выходные данные: s – площадь.
S=a*b математическая модель
Составить алгоритм вычисления площади прямоугольника s по известным длинам сторон a, b.

2.Алгоритмы разветвляющейся структуры
Разветвляющимся называется алгоритм, в котором действие выполняется по одной из возможных ветвей решения задачи, в зависимости от выполнения условий.

Алгоритмы разветвляющейся структуры
Структура «ветвление» существует в трёх основных вариантах:
если-то-иначе (рисунок 3.а); если-то (рисунок 3.б);
выбор-иначе (рисунок 3.в).

Кафедра информатики
Алгоритмы ветвления
Условие – логическое выражение, которое может быть истинным или ложным.
В качестве условия в разветвляющемся алгоритме может быть использовано любое понятное исполнителю утверждение, которое может быть выражено как словами, так и формулой.
Алгоритм ветвления состоит из условия и последовательностей команд.
.

Виды условий
А>=0
А<=9
А<В
(А>=10)и(А<=99)

Кафедра информатики
Пример алгоритма ветвления
Составить алгоритм решения квадратного уравнения
ax2 + bx + c = 0

Кафедра информатики
Алгоритмы ветвления
Составить алгоритм, который по номеру месяца n выводит название времени года, соответствующего данному месяцу

Кафедра информатики
3. Алгоритмы циклической структуры
Базовая структура «цикл» обеспечивает многократное выполнение некоторой совокупности действий.
Повторяющаяся совокупность действий называется –телом цикла.
Величина, с которой связано многократное выполнение тела цикла называется – параметром цикла. Параметр цикла имеет начальное и конечное значения.
Шаг цикла – величина на которую изменяется значение параметра цикла при каждом выполнении цикла.

www.themegallery.com
Company Name
Виды циклов
Цикл с параметром
(с заранее известным числом повторений)
Цикл
Циклы с условием
Цикл с предусловием (цикл «пока»);
Цикл с постусловием (цикл «до»)

Кафедра информатики
Цикл с параметром
Параметру цикла P присваивается начальное значение N и происходит выполнение тела цикла.
Далее значение параметра цикла увеличивается на величину шага H и проверяется условие: (текущее значение параметра цикла должно быть меньше конечного K значения или равно ему P<= K).
Цикл будет повторяться до тех пор, пока это условие истинно.
Как только P станет больше K (P > K) произойдет выход из цикла
Работа цикла

Кафедра информатики
Цикл с параметром
С клавиатуры вводится последовательность из N чисел. Определить сумму положительных элементов этой последовательности

Кафедра информатики
Цикл с предусловием
Проверка условия продолжения цикла проводится до выполнения действий цикла. В циклах с условием, как правило, выполняется подготовительный процесс:
- задаются начальное n и конечное k значения параметра цикла p
- задается величина шага h
В теле цикла значение параметра цикла увеличивается на величину шага h

Кафедра информатики
Цикл с предусловием
Цикл начинается с проверки условия выполнения цикла. В данном случае цикл должен выполняться пока значение параметра i <= N. В теле цикла вычисляется значение суммы, а далее производится изменение параметра цикла на величину шага равную 1. Как только условие станет ложным, производятся выход из цикла и вывод результата

Цикл с постусловием
В цикле с постусловием сначала выполняется тело цикла, затем управление передается на проверку условия.
В зависимости от истинности или ложности условия, тело цикла выполняется повторно или же происходит переход к оператору, следующему за телом цикла.
Цикл с постусловием гарантированно выполняется хотя бы раз.

Кафедра информатики
С клавиатуры вводится последовательность из N чисел. Определить сумму положительных элементов этой последовательности
Цикл с постусловием
Условие i <= N проверяется после выполнения тела цикла. Поэтому тело цикла выполнится хотя бы один раз

Кафедра информатики
Катков К.А.
Примеры
Вводятся ненулевые координаты точки М(x,y). Определить к какой четверти координатной плоскости принадлежит точка М

Кафедра информатики
Катков К.А.
Примеры
С клавиатуры вводятся размеры сторон треугольника: a, b, c. Определить, является ли треугольник равнобедренным, равносторонним или разносторонним

Кафедра информатики
Катков К.А.
Примеры
С клавиатуры вводится последовательность из N чисел. Определить количество нулей и сумму отрицательных элементов этой последовательности

Кафедра информатики
Катков К.А.
Примеры
С клавиатуры вводится последовательность из N чисел. Определить минимальный положительный элемент этой последовательности

Кафедра информатики
Катков К.А.
Примеры
С клавиатуры вводится последовательность чисел. Ноль – конец последовательности. Определить минимальный и максимальный элементы этой последовательности

Кафедра информатики
Катков К.А.
Примеры
С клавиатуры вводится последовательность чисел. Ноль – конец последовательности. Определить количество отрицательных и сумму положительных элементов этой последовательности