Лекция по теме Алгоритмизация как необходимое условие автоматизации

Тема 8. Алгоритмизация как необходимое условие автоматизации.

Сейчас, наверное, практически невозможно найти человека, кото­рый бы не слышал таких слов, как информатика, программирование, а профессия программиста стала одной из самых многочисленных.

Чем же занимаются программисты? Наверное, самый простой от­вет - создают программы для решения задач с помощью компьютера.

Попробуем разобраться, из чего состоит процесс написания програм­мы:

ü  Прежде всего, перед программистом ставится определенная зада­ча.

ü  Для решения задачи самое главное - найти спо­соб ее решения, алгоритм.

ü  Сама программа - это запись алгоритма на каком-либо языке, понятном машине.  

ü  Процесс перевода на этот язык и называется программированием, а язык, на который осуществ­ляется перевод, называется алгоритмическим языком.

Именно поэтому самым важным в профессии программиста является умение создавать алгоритмы, которые выполняют поставленную задачу.

Понятие алгоритма

Алгоритм является фундаментальным понятием информатики. Представление о нем необходимо для эффективного применения вы­числительной техники к решению практических задач.

Алгоритм - это последовательность действий, которая должна быть выполнена для достижения желаемого результата.

Алгоритм решения некоторой задачи - это алгоритм, приводящий к решению этой задачи за конечное число действий

История понятия «алгоритм» – работа на дом.

Свойства алгоритма и его исполнители

1.                 Дискретность.

Разде­ление алгоритма на последовательность законченных действий – шагов. Каждое действие должно быть закончено прежде, чем исполнитель приступит к выполнению следующего шага.

Пример: Алгоритмы кулинарных рецептов состоят из отдельных действий, которые обычно нумеруются.

2.                 Результативность.

Получение из исходных данных результа­та за конечное число шагов.

Пример: Алгоритм сложения целых чисел в десятичной системе счисления.

1.                 Записать числа в столбик, так чтобы цифры самого млад­шего разряда чисел (единицы) расположились одна под другой (на одной вертикали).

2.                 Сложить цифры младшего разряда.

3.                                                                                                                                                  Записать результат под горизонтальной чертой на вертикали единиц, если при этом полученная сумма больше или равна величине основания системы счисления (в данном случае 10), перенести десятки в старший разряд десятков.

4.                 Повторить пункты 2 и 3 для всех разрядов с учетом пере­носов из младших разрядов.

3.                 Массовость.

Возможность применения алгоритма к большому коли­честву различных исходных данных.

4.                 Детерминированность.

Выполнение команд алгоритма в строго определенной последовательности.

Пример: При управлении самолетом ис­пользуются сложные алгоритмы, исполнителями которых являются пилот или бортовой компьютер. Последователь­ность выполнения действий, например, при взлете должна быть строго определенной (например, нельзя отрываться от взлетной полосы, пока самолет не набрал необходимую взлетную скорость). Исполнитель алгоритма, выполнив оче­редную команду, должен точно знать, какую команду необхо­димо исполнять следующей.

5.                 Выполнимость и понятность.

Алгоритм не должен содержать предписаний, смысл которых может восприниматься неоднозначно.

Пример: После включения компью­тера начинают выполняться алгоритмы тестирования ком­пьютера и загрузки операционной системы. Исполнителем этих алгоритмов является компьютер, поэтому они должны быть записаны на понятном компьютеру машинном языке.

6.                 Точность.

Запись алгоритма должна быть такой, чтобы на каждом шаге его выполнения было известно, какую команду нужно выполнять следующей.

7.                 Конечность.

Завершение работы алгоритма за конечное число шагов.

Вопрос о рассмотрении бесконечных алгоритмов остается за рамками теории алгоритмов. 

Способы описания алгоритма

Найти сумму двух чисел 2 и 3

1.                 Словесный способ

Алгоритм представляет собой описание на естественном языке последовательных этапов обработки данных.

К двум прибавляем три получаем пять.

2.               Графический способ

Изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков.

Блок-схема позволяет сделать алгоритм более нагляд­ным и выделяет в алгоритме основные алгоритмические структуры (линейная, ветвление, выбор и цикл). Если испол­нителем алгоритма является человек, он может по блок- схеме легко проследить выполнение алгоритма, так как эле­менты блок-схемы соединены стрелками, указывающими шаги выполнения алгоритма.

Элементы алгоритма изображаются на блок-схеме с по­мощью различных геометрических фигур, внутри которых записывается программный код

3.                 Псевдокод

Система обозначений и правил, предназначенная для единообразной записи алгоритмов.

Алг Сумма

  дано а, b, с;

  надо с=а+b;

нач а:=2, b:=3;

с:= а+b;

кон.

4.                 Программный способ (алгоритмический  )

Алгоритм,  предназначенный для записи на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. Такой язык называется языком программирования, а запись алгоритма на этом языке – программа.

Скачано с www.znanio.ru