Вычислить разность полученной суммы и 4 (16-4)

Основы программирования. Алгоритмы.

Виды алгоритмов

Следуя определенным правилам, алгоритмы делят на следующие виды:

- линейные;

- условные;

- циклические;

- смешанные.

Линейный алгоритм

В линейном алгоритме команды выполняются последовательно, одна за другой.

Примером линейного алгоритма может служить алгоритм заварки чая:

вскипятить воду

сполоснуть заварочный чайник горячей водой

насыпать заварку

залить заварку кипятком

закрыть чайник чем-нибудь теплым

подождать 5 минут

... теперь можно пить чай

Условный алгоритм

Условные алгоритмы всегдасодержат какое-либо условие, от выполнения которого зависят дальнейшие действия алгоритма.

Условный алгоритм легко определить по ключевым словам: если, то, иначе.

Примером условного алгоритма может служить алгоритм перехода улицы:

подойти к пешеходному переходу

если есть светофор, то

ждать зеленого света

перейти улицу

иначе

ждать, пока слева не будет машин

перейти улицу до середины

ждать, пока справа не будет машин

перейти вторую половину улицы

Циклический алгоритм

Циклические алгоритмы основаны на каких-либо повторяющихся действиях.

В циклическом алгоритме некоторые действия повторяются несколько раз.

Существуют два вида циклических алгоритмов. В одном из них мы знаем заранее, сколько раз надо сделать эти действия, в другом мы должны остановиться лишь тогда, когда выполнится некоторое условие.

Примером цикла первого типа является наша жизнь в рабочие дни (от понедельника до субботы) – мы выполняем 6 раз почти одни и те же действия.

Пример цикла второго типа – алгоритм распилки бревна: мы не можем заранее сказать, сколько раз нам надо провести пилой от себя и на себя – это зависит от плотности дерева, качества пилы и наших усилий. Однако мы точно знаем, что надо закончить работу, когда очередное отпиленное полено упадет на землю.

Свойства алгоритмов

Алгоритм – это последовательность действий для решения какой-либо задачи.

Но всякую ли последовательность действий можно считать алгоритмом?

К алгоритмам предъявляют специальные требования, которые необходимо соблюдать при их составлении.

Эти требования называют свойствамиалгоритмов:

- понятность

- дискретность

- определенность

- результативность

- массовость.

Рассмотрим по порядку все свойства алгоритмов

Понятность алгоритма

Это свойство означает, что исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять.

То есть, имея алгоритм и какие-то исходные данные, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма.

Примером невыполнения свойства понятности может являться следующий случай.

Ты хочешь, чтобы машина постирала белье. Подходишь к ней и громко говоришь: «Машина, а ну-ка возьми это белье и постирай его!».

Машина – формальный исполнитель алгоритма. И она лишь те команды, которые ты даешь ей, нажимая на кнопки.

Как бы ты ни старался объяснить ей, что тебе нужно постирать белье, машина не начнет выполнять алгоритм стирки, так как не понимает человеческого языка.

Дискретность алгоритма

Дискретность или пошаговость алгоритма означает, что алгоритм должен состоять из последовательного выполнения простых отдельных шагов.

Свойство дискретности будет нарушено в том случае, если алгоритм будет представлен не в виде четких отдельных шагов, а виде какого-либо повествовательного рассказа.

Определенность алгоритма

Это свойство означает, что каждый шаг алгоритма должен быть четким, однозначным и не оставлять исполнителю возможность самому принимать какие-то решения.

Благодаря этому свойству, выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

Результативность алгоритма

Результативность или конечность алгоритма состоит в том, что алгоритм должен приводить к нужному результату.

Массовость алгоритма

Свойство массовости означает, что алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть он должен быть применим для похожих задач, различающимися лишь исходными данными.

Способы представления алгоритмов

Один и тот же алгоритм можно представить в одной из трех форм:

- словесная

- графическая

- программная

Словесная форма представления алгоритма отображает алгоритм в виде последовательности действий на обычном языке, например, на русском.

Пример

Алгоритм нахождения среднего арифметического трех чисел:

Сложить два числа

К полученной сумме прибавить третье число

Разделить сумму чисел на 3

Словесная форма представления алгоритма не имеет широкого распространения, так как текстовое описание не всегда можно задать четко и лаконично.

А если необходимо описать сложный алгоритм, то потребуется несколько страниц длинных предложений.

Графическийспособ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным.

При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой блоков, каждый из которых соответствует выполнению определенного действия.

Такое графическое представление называют схемой алгоритмаили блок-схемой.

В блок-схеме каждому типу действия соответствует своя геометрическая фигура.

Пример

Блок-схема алгоритма нахождения среднего арифметического трех чисел:

Начало

Введи

Три числа

Сложи три числа

Раздели сумму

Чисел на три

Выведи результат

Конец

Программный способ представления алгоритмов – это и есть самая настоящая программа, написанная на языке программирования.

Пример

Программа вычисления среднего арифметического трех чисел:

Main

{

int a, b, c, sred;

input a, b, c;

sred = (a + b + c)/3;

print sred;

}

Блок-схемы алгоритмов

Блок-схема представляет собой алгоритм в виде последовательно соединенных блоков.

Для того чтобы все программисты понимали, что за алгоритм представлен в виде блок-схемы, существует специальные правила записи блок-схем алгоритмов.

Правила очень просты. Чтобы использовать блок-схемы, необходимо запомнить какой блок за что отвечает, т.е. каким блоком и какое действие представляют в алгоритме.

В блок-схеме каждому типу действия соответствует своя геометрическая фигура.

Рассмотрим основные блоки блок-схем.

Блок начала алгоритма изображается в виде овала, внутри которого пишут слово НАЧАЛО (рис.).

Рис.

Блок начала алгоритма всегда имеет один выход и не имеет входов.

Блок ввода-вывода информации отображается в виде параллелограмма (рис.).

Рис.

Этот блок используют в том случае, когда необходимо ввести информацию в компьютер с клавиатуры (рис.) или вывести на экран монитора (рис.). Внутри блока записывают то, что необходимо ввести или вывести. Этот блок имеет один вход и один выход.

Рис. Ввод информации с клавиатуры

Рис. Вывод информации на экран монитора

Блок действияотображается в виде прямоугольника (рис.). В этом блоке записываются действия, выполняющиеся в алгоритме. Обычно, это выполнение каких-либо операций. Например, выполнение арифметических действий (рис.).

Рис.

Этот блок также имеет один вход и один выход.

Блок условия отображается в виде ромба (рис.). Внутри ромба записывают условие, которое нужно проверить. Этот блок имеет один вход и два выхода.

Если А > В

Над линиями выходов пишут слово «да», «нет» (рис.) или ставят «+», «-» (рис.).

Рис.

Рис.

Таким образом, если условие внутри ромба выполняется, то алгоритм следует дальше по ветке, соответствующей слову «да» или знаку «+».

А в том случае, если условие не выполняется, то алгоритм продолжает выполняться по ветке «нет» или знака «-».

Блок конца алгоритма изображается в виде овала, внутри которого пишут слово КОНЕЦ (рис.).

Рис.

Это всегда завершает алгоритм и имеет один вход и не имеет выходов.

Примеры блок-схем

Пример № 1

Построить блок-схему алгоритма вычисления выражения: 10+2*8-4=

Решение

Словесное описание алгоритма:

1. Вычислить произведение 2*8

2. Вычислить сумму произведения 2*8 и 10 (16+10)

Вычислить разность полученной суммы и 4 (16-4)

Вывести ответ на экран

Начало

Произведение = 2*8

Сумма = 10 + Произведение

Ответ = Сумма – 4

Ответ

Конец

Пример № 2