в каком способе записи алгоритма используются ключевые служебные слова

Способы записи алгоритмов

Для строгого задания различных структур данных и алгоритмов их обработки требуется иметь такую систему формальных обозначений и правил, чтобы смысл всякого используемого предписания трактовался точно и однозначно. Соответ­ствующие системы правил называют языками описаний. К средствам описания алгоритмов относятся следующие основные способы их представления: словесный, графический (блок-схема), псевдокоды, программный, диаграмма Несси—Шней­дермана (рис. 14.5).

Рис. 14.5. Способы представления алгоритмов

14.2.1. Словесный способ представления алгоритма

Словесный способ записи алгоритмов представляет собой последовательное описание основных этапов обработки данных, заданное в произвольном изложении на естественном языке. Этот способ записи основан на общепринятых средствах общения между людьми. Его удобно использовать на начальном этапе алгоритми­зации задачи.

Этот процесс может быть записан в виде следующей последовательности шагов (инструкций, пунктов, указаний):

1. Присваиваем переменной с значение, равное единице, и переходим к следую­щему шагу.

2. Присваиваем переменной г значение, равное единице, и переходим к следующему шагу.

3. Вычисляем выражение г х с, полученное значение присваиваем переменной с и переходим к следующему шагу.

При графическом представлении алгоритма с помощью схемы каждый пункт алгоритма отображается на схеме некоторой геометрической фигурой (блоком) и дополняется элементом словесного описания. Блоки на схемах соединяются линиями потоков информации. Основное направление потока информации идет сверху вниз и слева направо (стрелки могут не указываться), снизу вверх и спра­ва налево (стрелки обязательны). Количество входящих линий для блока не ограничено. Выходящая линия должна быть одна (исключение составляет блок решения).

Основные элементы блок-схемы алгоритма приведены в табл. 14.2.

На рис. 14.6 в виде блок-схемы представлен алгоритм нахождения минималь­ного числа M в последовательности из п чисел а_и а₂,а_п (п * 0).

Рис. 14.6. Блок-схема алгоритма нахождения минимума в последовательности чисел

14.2.3. Представление алгоритма с помощью диаграммы Нэсси—Шнейдермана

На рис. 14.7 приведены составные элементы диаграммы Нэсси—Шнейдермана. На рис. 14.8 представлен алгоритм нахождения действительных корней ква­дратного уравнения ах 2 + Ьх + с = 0, представленный при помощи диаграммы Нэсси—Шнейдермана.

Рис. 14.7. Элементы диаграммы Нэсси—Шнейдермана

Рис. 14.8. Алгоритм, представленный при помощи диаграммы Нэсси—Шнейдермана

14.2.4. Представление алгоритма с помощью псевдокодов

Широкое распространение получил способ записи алгоритма при помощи псев­докода. Этот способ записи является промежуточным — к нему прибегают перед записью алгоритма в терминах выбранного языка программирования. Псевдокод представляет собой удобный для практического применения промежуточный язык. Это симбиоз естественного языка и языка программирования. Псевдокод похож на язык программирования тем, что в нем, с одной стороны, присутствуют некоторые инструкции и конструкции языка программирования, а с другой — допускается словесная или формульная запись там, где сложно использовать средства языка программирования.

Примером псевдокода является алгоритмический язык (АЯ), содержащий систему обозначений для единообразной и точной записи алгоритмов и задания правил их использования. Важной особенностью алгоритмических языков типа псевдокодов является их близость к языкам программирования.

Как и любой язык, АЯ строится на основе алфавита, включающего в себя набор символов, разрешенных к применению при написании алгоритмов. Алфавит АЯ включает в себя строчные и прописные буквы русского и латинского алфавитов; цифры десятичной системы счисления; специальные символы, имеющиеся на клавиатуре устройства ввода данных ПК и в наборах устройств печати; символы математических операций, используемые при написании выражений.

Для дополнения символов алфавита в АЯ вводятся так называемые ключевые (служебные) слова, которые позволяют сделать запись алгоритма более понятной и выразительной, формализованной. Они используются для формирования типо­вых синтаксических конструкций.

Перечислим основные ключевые слова алгоритмического языка: алг (алгоритм), рез (результат), нач (начало), кон (конец), арг (аргумент), знач (значение), тип, вещ (вещественный), цел (целый), лит (литерный), таб (табличный), сим (символьный), не, то, если, и, все, или, выбор, иначе, нц (начало цикла), кц (конец цикла), от, до, шаг, для, пока, (оператор присваивания), при, да, нет.

Дополнительные ключевые слова: запись, истина, лог (логический), ложь, массив, множество, функция, дано, надо, ввод, вывод, утв (утверждение).

Пример программы, записанной на алгоритмическом языке:

алг Сунна квадратов (арг цел п, рез цел 5) дано | п > О

ввод п; 5:==0 нц для 7 от 1 до л

14.2.5. Программный способ представления алгоритмов

При записи алгоритма в словесной форме, в виде блок-схемы или на псевдокоде допускается определенный произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна настолько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить ал­горитм. Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются компьютеры или иные вычислительные устройства (однокристальные микроЭВМ, промышленные компьютеры, технологические контроллеры и др.), поэтому алго­ритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. И здесь на первый план выдвигается необходимость точной записи команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполни­телем. Следовательно, язык для записи алгоритмов должен быть формализован. Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке — программой для компьютера.

В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения. В зависи­мости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования — чем язык менее детален, тем выше его уровень. По этому кри­терию можно выделить следующие уровни языков программирования (рис. 14.9) [5] I

□ машинно-ориентированные языки — машинные языки и языки ассемблера;

□ машинно-независимые языки — языки высокого уровня.

Рис. 14.9. Классификация языков программирования

Машинно-ориентированные языки — это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уров­ня имитируют естественные языки, используя некоторые слова естественного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

Языки высокого уровня делятся на процедурные, логические и объектно-ориен- тированные.

□ Процедурные, или алгоритмические, языки (Basic, Pascal, С и др.) предназначены для однозначного описания алгоритмов в виде некоторой последовательности операторов языка.

□ Логические языки (Prolog, Lisp и др.) ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи, из которого должно следовать решение.

□ Объектно-ориентированные языки (Object Pascal, С++, Java, С# и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетают в себе данные и действия над ними. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути, описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действитель­ности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.

Дата добавления: 2016-04-14 ; просмотров: 2094 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Учитель информатики

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

§ 2.2. Способы записи алгоритмов

Информатика. 8 класса. Босова Л.Л. Оглавление

Ключевые слова:

Существуют различные способы записи алгоритмов. Основными среди них являются:

Теоретические исследования нашего соотечественника Андрея Андреевича Маркова (младшего) (1903-1979), выполненные в середине прошлого века, показали, что в общем случае алгоритмы должны содержать предписания двух видов:

Именно эти операторы положены в основу большинства способов записи алгоритмов.

2.2.1. Словесные способы записи алгоритма

Словесное описание

Самой простой является запись алгоритма в виде набора высказываний на обычном разговорном языке. Словесное описание имеет минимум ограничении и является наименее формализованным. Однако все разговорные языки обладают неоднозначностью, поэтому могут возникнуть различные толкования текста алгоритма, заданного таким образом. Алгоритм в словесной форме может оказаться очень объёмным и трудным для восприятия.

Пример 1. Словесное описание алгоритма нахождения наибольшего общего делителя (НОД) пары натуральных чисел (алгоритм Евклида).

Чтобы найти НОД двух чисел, составьте таблицу из двух столбцов и назовите столбцы X и Y. Запишите первое из заданных чисел в столбец X, а второе — в столбец Y. Если данные числа не равны, замените большее из них на результат вычитания из большего числа меньшего. Повторяйте такие замены до тех пор, пока числа не окажутся равными, после чего число из столбца X считайте искомым результатом.

Построчная запись

Это запись на естественном языке, но с соблюдением некоторых дополнительных правил:

Кроме слов естественного языка предписания могут содержать математические выражения и формулы.

Пример 2. Построчная запись алгоритма Евклида.

Построчная запись алгоритма позволяет избежать ряда неопре- делённостей; её восприятие не требует дополнительных знаний.

Вместе с тем использование построчной записи требует от человека большого внимания.

2.2.2. Блок-схемы записи алгоритмов

Наилучшей наглядностью обладают графические способы записи алгоритмов; самый распространённый среди них — блок-схема.

Блок-схема представляет собой графический документ, дающий представление о порядке работы алгоритма. Здесь предписания изображаются с помощью различных геометрических фигур, а последовательность выполнения шагов указывается с помощью линий, соединяющих эти фигуры. Направления линий связи слева направо и сверху вниз считаются стандартными, соответствующие им линии связи можно изображать без стрелок. Линии связи справа налево и снизу вверх изображаются со стрелками.

Рассмотрим некоторые условные обозначения, применяемые в блок-схемах.

Выполнение алгоритма всегда начинается с блока начала и оканчивается при переходе на блок конца (рис. 2.2, а). Из начального блока выходит одна линия связи; в конечный блок входит одна линия связи.

Внутри блока данных (рис. 2.2, б) перечисляются величины, значения которых должны быть введены (исходные данные) или выведены (результаты) в данном месте схемы. В блок данных входит одна линия связи, и из блока исходит одна линия связи.

В блоке обработки данных (рис. 2.2, в) содержится описание тех действий, которые должны быть выполнены при переходе на этот блок (выполнение определённой операции или группы операций, приводящее к изменению значения, формы или размещения информации). В блок обработки данных входит одна линия связи, и из блока исходит одна линия связи.

Проверка условия изображается с помощью блока принятия решения, внутри которого записывается это условие (рис. 2.2, г). В блок принятия решения входит одна линия, а выходят две линии, около которых записываются результаты проверки условия.

Комментарии (рис. 2.2, д) используются для добавления пояснительных записей, делающих блок-схему более понятной.

Пример 3. Запись алгоритма Евклида с помощью блок-схемы (рис. 2.3).

Создание детальной блок-схемы сложного алгоритма — трудоёмкая задача. Кроме того, блок-схема, не умещающаяся на одном стандартном листе, теряет своё основное преимущество — наглядность. При разработке сложных алгоритмов блок-схемы удобно использовать в качестве средства для наглядного представлениям решения задачи в общем виде.

2.2.3. Алгоритмические языки

Алгоритмические языки — формальные языки, предназначенные для записи алгоритмов. Каждый из них характеризуется:

Класс алгоритмических языков очень широк. При изучении курса информатики в школах используются различные версии школьного (учебного) алгоритмического языка.

Школьный алгоритмический язык

Для записи алгоритмов на школьном алгоритмическом языке используется некоторое ограниченное множество слов, смысл и способ употребления которых заданы раз и навсегда. Это так называемые служебные слова: алг (алгоритм), дано, надо, нач (начало), кон (конец), арг (аргумент), рез (результат) и др. При записи алгоритмов в книгах служебные слова выделяются жирным шрифтом, в тетради и на доске — подчёркиванием.

В общем виде программу на школьном алгоритмическом языке можно представить так:

Пример 4. Алгоритм, позволяющий из полного сосуда ёмкостью 12 л отлить половину, пользуясь двумя пустыми сосудами ёмкостью 8 и 5 л.

По ссылке http://www.niisi.ru/kumir/ вы можете скачать систему КуМир (Комплект учебных Миров), в которой используется школьный алгоритмический язык, со встроенными исполнителями Робот, Чертёжник, Водолей и др. Кумир работает в операционных системах Windows и Linux.

Далее, говоря об алгоритмическом языке, мы будем иметь в виду именно школьный алгоритмический язык.

Самое главное

Существуют различные способы записи алгоритмов: словесное описание, построчная запись, блок-схемы, школьный алгоритмический язык и др. Каждый из этих способов обладает своими достоинствами и недостатками.

Вопросы и задания

8. В среде КуМир запишите и выполните алгоритм переливаний (пример 4) для исполнителя Водолей.

§ 2.2. Способы записи алгоритмов

Источник

Алгоритмические языки

Урок 13. Информатика 8 класс (ФГОС)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Алгоритмические языки»

· Способы записи алгоритмов;

Алгоритмические языки – это формальные языки, специально разработанные для записи алгоритмов. Причём для каждого алгоритмического языка существуют свои особенности, это:

· Алфавит – или набор используемых символов

· Синтаксис – система правил, по которым из алфавита образуются правильные конструкции языка

· Семантика – система правил, строго определяющая смысл и способ употребления каждой конструкции языка

Существует огромное количество алгоритмических языков. В школьной информатике используются различные версии школьного (учебного) алгоритмического языка.

Рассмотрим некоторые слова из школьного алгоритмического языка. Причём необходимо запомнить, что смысл и способ употребления данных слов заданы раз и навсегда. Потому такие слова называют служебными.

Алгоритм, который записывается на алгоритмическом языке, должен иметь название.

Служебное слово алг указывает на название алгоритма;

После служебного слова дано записываются условия применимости алгоритма; после слова надо указывается цель выполнения алгоритма.

служебное слово нач указывает на начало алгоритма, здесь описывается последовательность команд;

служебным словом кон алгоритм заканчивается.

Для механической записи алгоритма все служебные слова нужно знать наизусть.

Рассмотрим правила оформления записей на алгоритмическом языке.

· Имя (название) алгоритма может быть любым.

· Служебные слова алг, нач и кон пишутся строго одно под другим, между словами нач и кон, правее пишется последовательность команд.

· Также при записи алгоритма служебные слова выделяют жирным шрифтом, а в тетради или на доске подчёркивают.

Если представить программу на школьном алгоритмическом языке в общем виде, то выглядеть она будет так:

Часть алгоритма, которая записана до служебного слова Нач называют заголовком алгоритма.

Вторую часть между служебными словами Нач и Кон называют телом алгоритма.

Рассмотрим пример. Пусть требуется перевести робота из клетки А в клетку Б.

При управлении «вручную» мы можем два раза скомандовать роботу «вправо» и один раз «вниз». Однако, если мы хотим, чтобы роботом управлял компьютер, мы должны записать эти команды в виде алгоритма на алгоритмическом языке:

Дано Робот в клетке А

Надо Робот в клетке Б

Рассмотрим ошибки, которые могут допускаться при записи алгоритма на алгоритмическом языке.

Это могут быть синтаксические ошибки (например, вместо «вниз» написали «внис»);

Или ошибки-Отказы (например, при попытке выполнить команды «вниз», «вправо», «вправо» в текущей обстановке. Робот сталкивается со стеной и не может продолжить выполнение команд).

Правила алгоритмического языка разрешают записывать несколько команд через точку с запятой.

Рассмотрим следующий пример: Пусть требуется перевести робота из начала коридора в его конец.

Путь, который должен пройти Робот, можно разбить на пять одинаковых участков.

Команды прохождения каждого участка можно сгруппировать в одну строку – это сокращает запись и делает её более понятной:

Дано Робот в начале коридора

Надо Робот в конце коридора

вверх; вверх; вправо; вниз; вниз; вправо

вверх; вверх; вправо; вниз; вниз; вправо

вверх; вверх; вправо; вниз; вниз; вправо

вверх; вверх; вправо; вниз; вниз; вправо

вверх; вверх; вправо; вниз; вниз; вправо

При записи алгоритма на алгоритмическом языке служебные слова дано и надо не обязательны и их можно пропускать. В них рекомендуется записывать утверждения, описывающие состояние среды исполнителя алгоритма. Рассмотрим пример,

В наличии имеется 9 кг муки и чашечные весы с гирькой в 200 грамм. Необходимо в 3 приёма отвесить ровно 2 кг муки для приготовления пирога.

ставим на первую чашу весов гирю весом в 200 г

высыпаем всю муку из пакета на обе чаши весов, так чтобы весы уравновесились

муку из первой чаши разделим поровну между двумя чашами

ставим на первую чашу весов двухсотграммовую гирю

берём муку из первой чаши и высыпаем на вторую чашу

весов, до тех пор, пока весы не уравновесятся

В дальнейшем если мы будем говорить про алгоритмический язык, мы будем говорить именно о школьном алгоритмическом языке.

Рассмотрим систему программирования КуМир, версия два, один, ноль, в которой рассматривается школьный алгоритмический язык. КуМир расшифровывается как Комплект Учебных Миров.

Сразу после запуска появляется стартовая страница ‹‹Начало работы››, на которой отображаются ссылки для быстрого доступа к последним файлам, практикумам, книгам справочной системы, а также крупные кнопки, дублирующие некоторые пункты меню программы.

Для начала работы с системой, необходимо создать или загрузить существующую программу, либо открыть практикум.

Главное меню системы содержит 7 основных пунктов и некоторое количество пунктов, которые могут меняться в зависимости от поставки системы. Каждому из этих пунктов соответствует своё раскрывающееся меню.

Редактор системы Кумир обеспечивает стандартные средства редактирования текстов: ввод символов в режиме вставки или замены, удаление символов, выделение / копирование / вставку / удаление фрагмента текста, отмену последних действий, поиск по тексту и т. д. Эти действия можно выполнять как в непосредственном режиме, так и с помощью меню Редактирование.

Меню Вставка содержит 2 группы действий:

Операции вставки конструкций используемого языка программирования

Операции выполнения записанных ранее последовательностей нажатий клавиш.

Элементами меню Выполнение являются действия по запуску и остановке выполнения текущей программы.

Меню Окна содержит действия отображения дополнительных окон системы ‹‹Кумир››, которые реализуются исполнителями.

Меню Практикум содержит следующие опции:

• Загрузить курс – что значит загрузить файл описания курса или тетрадь.

• Недавние тетради/курсы – открывает список недавно использовавшихся тетрадей/курсов.

• Проверить – запускает проверку заданий.

• Сохранить как … – сохраняет тетрадь.

• Вернуться к исходной – возвращает всех исполнителей к исходным обстановкам. Все пользовательские изменения в файле программы также аннулируются.

• Вернуться к проверенной – возвращает состояние исполнителей и файла программы к тому моменту, когда программа последний раз подавалась на проверку.

• Следующая обстановка – загружает следующую обстановку из тех, на которых будет производиться проверка.

• Предыдущая обстановка – загружает предыдущую обстановку из тех, на которых будет производиться проверка.

Различные исполнители системы Кумир могут иметь свои одноименные меню, которые располагаются в главном окне между меню Практикум и Информация. В данном случае открыто меню Робот.

Меню Инфо содержит элементы, вызов которых приводит к отображению информационных окон.

Сверху от редактора находится панель кнопок, которые дублируют часто используемые действия главного меню. При наведении курсора мыши на одну из этих кнопок, отображается всплывающая подсказка, содержащая название действия, и, при наличии – комбинацию клавиш, которая вызывает данное действие.

Итак, решим задачу в системе КуМир.

Исполнитель Робот существует в некоторой обстановке – прямоугольном поле, разбитом на клетки, между которыми могут стоять стены. Обстановка, в которой находится Робот, называется текущей обстановкой Робота. Кроме того, определена ещё одна обстановка Робота – стартовая обстановка. Стартовая обстановка используется при управлении Роботом из программы.

Робот может передвигаться по полю, закрашивать клетки, измерять температуру и радиацию. Робот не может проходить сквозь стены, но может проверять, есть ли рядом с ним стена. Робот не может выйти за пределы прямоугольника (по периметру стоит «забор»).

Система команд исполнителя «Робот» включает:

· 5 команд, вызывающих действия Робота (влево, вправо, вверх, вниз, закрасить);

· 10 команд проверки условий:

· 8 команд вида [слева/ справа/ сверху/ снизу] [стена/ свободно],

· 2 команды вида клетка [закрашена/ чистая];

· 2 команды измерения (температура, радиация).

Командам влево, вправо, вверх, вниз, закрасить соответствуют алгоритмы-процедуры языка КуМир. Остальным командам соответствуют алгоритмы-функции.

Обратите внимание Заголовок алгоритма уже записан.

Итак, в строке дано записано, что робот находится в клетке А. Надо чтобы робот оказался в клетке Б и закрасил отмеченные клетки.

Обратите внимание, слева, снизу и сверху у робота находится стена, значит его передвижение влево, вниз и вверх невозможно. Между служебными словами нач и кон записываем команды вправо, вправо, вправо, вправо, теперь робот оказался в отмеченной клетке, которую нужно закрасить, записываем команду закрасить, далее вниз. Снова робот находится в клетке, которую нужно закрасить. Записываем команду закрасить. Далее записываем команды влево, влево, влево, влево. Робот пришёл в клетку Б. Конец алгоритма.

Пришло время подвести итоги урока.

Алгоритмические языки – формальные языки, специально разработанные для записи алгоритмов.

Причём для каждого алгоритмического языка существуют собственные особенности: Алфавит, Синтаксис, Семантика.

Слова из школьного алгоритмического языка, смысл и способ употребления которых задан раз и навсегда называют служебными.

Также на уроке мы составили алгоритм взвешивания муки для приготовления пирога.

И познакомились с системой программирования КуМир.

Источник