Алгоритм линейной структуры

Этапы решения задач с помощью компьютера

При решении любой задачи на компьютере предполагается, что некоторая информация подвергается обработке по предварительно составленной инструкции, называемой программой. Поэтому под решением задач на компьютере подразумевается гораздо больший круг действий, чем только работа машины.

На первом этапе выбирается общий подход к решению, устанавливается, каким целям должно служить решение задачи и при каких условиях оно будет существовать. При этом производится разбиение задачи на более мелкие, определяется последовательность их решения, выявляются взаимосвязи этой задачи с другими задачами, периодичность решения, т.е. осуществляется общая постановка задачи. На этапе постановки задачи формулирует задачу специалист (конструктор, бухгалтер, финансист).

На втором этапе необходимо дать математическое описание задачи. Для того чтобы интересующую нас задачу можно было подвергнуть математическому анализу, должна существовать математическая теория, описывающая закономерности решаемой задачи в виде формул. Такой набор формул называют математической моделью, а второй этап – построение математической модели решаемой задачи – выполняет человек.

Затем следует третий этап – этап алгоритмизации, на котором от математической модели осуществляется переход к расчетной схеме.

После разработки алгоритма наступает этап программирования – перевода расчетной схемы на язык машины. При этом формируется последовательность операций, выполняемых машиной, т.е. разрабатывается программа. Программа – это представление алгоритма в виде символов, воспринимаемых компьютером. Этот этап выполняется программистом.

На пятом этапе выполняется тестирование – контроль над выполнением программы машиной. Контроль включает в себя отладку программы.

Шестой этап предполагает разработку и описание технологии работы программы, т.е. оформление инструкции для конечного пользователя программы. На этом этапе осуществляется регистрация программы для оформления авторских прав.

Последний этап решения – использование программы и обработка результатов.

Основы алгоритмизации

Совокупность значений переменных, которая должна быть задана перед выполнением программы на компьютере, называется исходными данными.

Для решения задачи на компьютере необходимо иметь исходные данные и программу, реализующую алгоритм решения задачи.

Алгоритм – это конечная последовательность однозначных предписаний, исполнение которых позволяет с помощью конечного числа шагов получить решение задачи, однозначно определяемое исходными данными.

Любой алгоритм должен обладать следующими свойствами:

- Повторяемость получаемого результата при многократных расчетах с одними и теми же исходными данными;

- Результативность – обязательным получением некоторого результата (числа, текста, таблицы, звука, изображения и т.п.) или сигнала о том, что данный алгоритм неприменим для решения поставленной задачи;

- Массовость – возможность получения результата при различных исходных данных для некоторого класса сходных задач;

- Дискретность – возможностью разбиения алгоритма на отдельные элементарные действия.

Существуют следующие формы представления алгоритма:

- словесная (текстуальная);

- графическая;

- на языках программирования.

Словесная форма представления алгоритма имеет ряд недостатков. Для достаточно сложных алгоритмов описания становится слишком громоздким и ненаглядным. Эта форма представления обычно используется лишь на начальных стадиях разработки алгоритма.

Графическая форма представления алгоритмов является более компактной и наглядной. Алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких операторов. Такое графическое представление называется блок – схемой алгоритма.

Язык программирования - искусственный язык, являющийся промежуточным при переходе от естественного человеческого языка к машинным двоичным кодам.

Блок – схемы алгоритмов

Наименование блока	Графическое представление блока	Функции блока
Линейный процесс		Выполнение операции или группы операций, в результате которых изменяются значение, форма представления или расположение данных
Проверка условия, решение		Выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от некоторых переменных условий
Ввод - вывод		Преобразование данных в форму, пригодную для обработки (ввод) или отображение результатов обработки (вывод)
Начало – конец алгоритма		Начало, конец процесса обработки данных
Предопределенный процесс, модуль		Использование ранее созданных или отдельно описанных алгоритмов (модулей)
Соединитель		Указание связи между прерванными линиями потока обработки данных

Типы алгоритмов

Алгоритм линейной структуры

Алгоритм линейной структуры состоит из последовательности действий, формирующих одну ветвь вычислений. Примером линейного алгоритма может быть алгоритм расчета У по формуле У = Х²