Алгоритмы и языки программирования

За время своего существования человечество выработало правила поведения в конкретных ситуациях. Часто эти правила можно представить в виде инструкций, состоящих из последовательно выполняемых шагов (например, пошаговые инструкции по сборке мебели). Для того, чтобы исполнители таких инструкций могли использовать их на практике, инструкции должны удовлетворять определенным требованиям:

1. должны быть представленными в форме, понятной исполнителю (сформулированы на понятном для него языке);

2. состоять из описаний отдельных элементарных шагов. Это свойство называется дискретностью (от лат. discretus – прерывистый);

3. после завершения каждого шага исполнителю должно быть точно известно, какой шаг выполнять следующим. Это свойство называется детерминированностью (от лат. determinate – определенность);

4. возможностью многократного использования инструкции в похожих ситуациях (массовость);

5. независимо от исходной ситуации тот или иной окончательный результат должен быть достигнут за конечное число шагов (результативность). Это означает, что последовательность выполняемых шагов не должна быть бесконечной.

Описание последовательности действий, обладающее свойствами понятности, дискретности, детерминированности, массовости и результативности называется алгоритмом.

Сам термин “алгоритм” произошел от имени математика IX века Абу Джафара ибн Мусы аль-Хорезми (в Европе его имя писали по-латински – Alhoritmi).

Описание алгоритма в форме, приемлемой для компьютера, называется программой. Программа – это перечень последовательных инструкций (команд) для компьютера, позволяющих компьютеру решить требуемую проблему. Чтобы быть приемлемыми для компьютера, инструкции должны быть закодированы в двоичной форме. Компьютеры не могут функционировать без программ, которые дают им команды.

Имеются два традиционных метода написания программ.

Первый - в виде блок-схем, второй – известен как «псевдокод». Блок-схема - план в форме графического или рисованного представления, которое использует определенные символы, чтобы иллюстрировать логику программы. Это «картина» логических шагов, которые должны быть выполнены компьютером. Форма каждого символа соответствует определенному действию, а специфические особенности вписаны в пределах символа. Этот метод характеризуется большой наглядностью и считается особенно полезным на начальных стадиях обучения программированию.

Наименование блока	Обозначение блока	Содержание
Процесс		Обработка информации
Принятие решения		Логический блок проверки истинности или ложности некоторого условия
Передача данных		Ввод или вывод информации
Пуск, остановка		Начало или конец программы
Модификация		Организация циклического процесса – заголовок цикла

Выполняемые на каждом шаге действия записываются внутри прямоугольных блоков. Внутрь ромбов вписывают условия выполнения шагов. Овалами обозначают начало и конец алгоритма. Линии указывают последовательность выполнения действий. Если прямая линия или последнее звено ломаной линии не заканчиваются стрелкой, то двигаться по ним нужно в направлении сверху вниз.

Структурный проект – так же один из известных подходов к разработке и развитию прикладного программного обеспечения. Смысл структурного проекта состоит в том, чтобы разделить большую, трудную проблему на несколько меньших проблем (на модули), каждая из которых достаточно проста в управлении и решается независимо. Эти модули могут многократно использоваться в других различных программах. Такие блоки или модули программного обеспечения обычно дешевле в развитии и обслуживании и их легче изменять и модернизировать через какое-то время.

Основная цель структурного программирования состоит в том, чтобы упорядочить и уменьшить сложность программ компьютера.

Основная идея структурного программирования состоит в том, чтобы улучшить логический поток программы, разделив программу на группы предложений (наименьших выполняемых блоков в языке программирования). Эти группы сформированы согласно их функций. Одна группа может читать данные, в то время как другая группа выполняет некую задачу обработки данных. При использовании структурного подхода к программированию, предложения в группе должны соответствовать стандартизированной структуре. Может иметься только одна точка ввода в блок предложений и только одна точка выхода из него.

Поэтому, Вы не можете присоединиться или отделиться от середины структурированной группы предложений. Это ограничение устраняет много ошибок программирования и делает отладку программы более легкой. Кроме того, не должно иметься никаких предложений, которые не могут быть достигнуты или выполнены. В соответствии со структурным подходом к программированию, каждая группа может быть проверена отдельно

Как показано на рисунке ниже, в структурном программировании используют три типа структур: структуру следования, структуру ветвления и структуру цикла

Y + 3xX+ 5

Y = 3 x X

1 = 1 + 1

(Decision)

T = T + X (1)

(Sequence) Структура ветвления

Структура следования No

(Loop)

Дата добавления: 2014-01-05