Презентация "Алгоритмизация. Основные алгоритмические структуры"

Основы алгоритмизации

Алгоритм Основные алгоритмические структуры

Исполнитель – это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определённый набор команд.

Система команд исполнителя (СКИ) – набор команд, которые понимает и может выполнять конкретный исполнитель.

Алгоритм – понятное и точное предписание некоторому исполнителю совершить последовательность действий, обеспечивающую получение требуемого результата из исходных данных.

Неформальный исполнитель ( например – человек) одни и те же команды может выполнять по-разному и сам отвечает за свои действия.

Формальный исполнитель ( например – компьютер, робот, техническое устройство) всегда одинаково выполняет одну и ту же команду. От него не требуется понимание сущности решаемой задачи, за его действия отвечает управляющий им объект (составитель алгоритма).

Для каждого формального исполнителя можно указать :

• круг решаемых задач;
• среду;
• систему команд;
• систему отказов;
• режимы работы.

Свойства алгоритмов

• Дискретность – алгоритм разбивается на последовательность отдельных шагов (команд), следующих в определённом порядке.
• Понятность – алгоритм должен содержать только те команды, которые входят в систему команд исполнителя.
• Определённость (детерминированность) – каждая команда должна строго и однозначно определять действие исполнителя.
• Результативность (конечность) – исполнение алгоритма должно завершиться за конечное число шагов и привести к получению результата.
• Массовость – желательно, чтобы алгоритм обеспечивал решение некоторого класса однотипных задач при различных исходных данных.

Способы описания алгоритмов

• на естественном языке;
• в виде блок-схем;
• на алгоритмическом языке (языке программирования).

Программа – это алгоритм, записанный на понятном исполнителю языке.

Блок-схемы используются для более наглядного представления алгоритмов.

Логический блок (проверка условия)

Начало и конец алгоритма

Выполняемое действие, вычислительный процесс

Счетчик количества повторов

Последовательность выполнения действий

Ввод и вывод данных

Основные алгоритмические структуры:

• Следование (линейный алгоритм)

• Ветвление (разветвляющийся алгоритм)

• Повторение (циклический алгоритм)

Следование

Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором все команды выполняются строго последовательно друг за другом в том порядке, в котором они записаны.

Начало

Начало

Идти гулять

Команда 1

Команда 2

Вернуться домой

Команда 3

Сделать уроки

Конец

Конец

Ветвление

Разветвляющий алгоритм – это алгоритм, в котором в зависимости от некоторого условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий (ветвь).

Полная форма ветвления

Начало

Начало

Условие

Встретил?

нет

да

нет

да

Серия команд 1

Серия команд 2

Сказать

Зайти самому

Конец

Конец

Ветвление

Разветвляющий алгоритм – это алгоритм, в котором в зависимости от некоторого условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий (ветвь).

Полная форма ветвления

Начало

Алгоритмический язык (КуМир):

Условие

да

нет

если то иначе все

Серия команд 2

Серия команд 1

Конец

Ветвление

Разветвляющий алгоритм – это алгоритм, в котором в зависимости от некоторого условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий (ветвь).

Неполная форма ветвления

Начало

Начало

нет

нет

да

да

Встретил?

Условие

Сказать

Серия команд

Конец

Конец

Ветвление

Разветвляющий алгоритм – это алгоритм, в котором в зависимости от некоторого условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий (ветвь).

Неполная форма ветвления

Начало

Алгоритмический язык (КуМир):

да

нет

Условие

если то все

Серия команд

Конец

Циклы

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором одна и та же последовательность команд (тело цикла) повторяется несколько раз.

Цикл со счётчиком – повторение тела цикла заданное число раз

Начало

Начало

Счетчик количества кругов

K раз

Тело цикла

Бежать ещё круг

Конец

Конец

Циклы

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором одна и та же последовательность команд (тело цикла) повторяется несколько раз.

Цикл со счётчиком – повторение тела цикла заданное число раз

Алгоритмический язык (КуМир):

Начало

нц k раз кц

K раз

Тело цикла

Конец

Циклы

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором одна и та же последовательность команд (тело цикла) повторяется несколько раз (или ни разу) в зависимости от некоторого условия.

Цикл со счётчиком (цикл «ДЛЯ») – повторение тела цикла заданное число раз для i, изменяющегося от n до k с шагом 1

Алгоритмический язык (КуМир):

Начало

нц для i от n до k кц

i = n, k

Тело цикла

Конец

Циклы

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором одна и та же последовательность команд (тело цикла) повторяется несколько раз (или ни разу) в зависимости от некоторого условия.

Цикл с предусловием (цикл «ПОКА») – повторение тела цикла пока условие продолжения цикла выполняется

Начало

Начало

Меньше 23.00?

Условие

нет

да

да

нет

Тело цикла

Смотреть ТВ

Конец

Конец

Циклы

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором одна и та же последовательность команд (тело цикла) повторяется несколько раз (или ни разу) в зависимости от некоторого условия.

Цикл с предусловием (цикл «ПОКА») – повторение тела цикла пока условие продолжения цикла выполняется

Алгоритмический язык (КуМир):

Начало

нц пока кц

нет

Условие

да

Тело цикла

Конец

Циклы

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором одна и та же последовательность команд (тело цикла) повторяется несколько раз в зависимости от некоторого условия.

Цикл с постусловием (цикл «ДО») – повторение тела цикла до выполнения условия окончания цикла

Начало

Начало

Точить карандаш

Тело цикла

Пустая коробка?

Условие

нет

да

да

нет

Конец

Конец

Циклы

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором одна и та же последовательность команд (тело цикла) повторяется несколько раз в зависимости от некоторого условия.

Цикл с постусловием (цикл «ДО») – повторение тела цикла до выполнения условия окончания цикла

Начало

Алгоритмический язык (КуМир):

нц кц при

Тело цикла

Условие

да

нет

Конец