Контрольная работа по "Информатике"

5. Основные  структуры алгоритмов.

 

     Основные  структуры алгоритмов — это ограниченный набор блоков и стандартных способов их соединения для выполнения типичных последовательностей действий. Приводимые ниже структуры рекомендуются при использовании так называемого структурного подхода к разработке алгоритмов и программ. Структурный подход предполагает использование только нескольких основных структур, комбинация которых дает все многообразие алгоритмов и программ.

     К основным структурам относятся:

     1. Следование. Последовательное размещение блоков и групп блоков. В программе реализуется последовательным размещением операторов.

     2. Цикл «До» (рис. 8.3). Применяется при необходимости выполнить какие-либо вычисления несколько раз до выполнения некоторого условия. Особенность этого цикла в том, что он всегда выполняется хотя бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла происходит после того, как тело цикла выполнено. Тело цикла — а последовательность действий, которая выполняется многократно (в цикле). Начальные присвоения — задание начальных значений тем переменным, которые используются в теле цикла.

 

     На  естественном языке циклу «До» соответствует последовательность операторов:

     1 Операторы начальных присвоений

     2 Операторы тела цикла

     3 Если условие идти к 2

     Цикл, использованный в приведенном выше примере, это цикл «До».

     3. Цикл «Пока» (рис. 8.4). Цикл «Пока» отличается от цикла «До» тем, что проверка условия проводится до выполнения тела цикла, и если при первой проверке условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу.

     На  естественном языке циклу «Пока» соответствует последовательность операторов:

     1 Операторы начальных присвоений

     2 Если условие идти к 5

     3 Операторы тела цикла

     4 Идти к 2

     5 ...

     4. Разветвление (рис. 8.5). Применяется, когда в зависимости от условия нужно выполнить либо одно, либо другое действие. Действие 1 или действие 2 может в свою очередь содержать несколько этапов.

 

     На  естественном языке разветвлению соответствует последовательность операторов:

     1 Если условие идти к 4

     2 Операторы действия 2

     3 Идти к 5

     4 Операторы действия 1

     5 ...

     5. Обход (рис. 8.6). Частный случай разветвления, когда одна ветвь не содержит никаких действий.

     6. Множественный выбор (рис.8.7). Является обобщением разветвления, когда в зависимости от значения переменной (I) выполняется одно из нескольких действий. При I=1 выполняется действие S1,при I=2— действие S2 и т. д.

     Особенностью  всех приведенных структур является то, что они имеют один вход и один выход, и их можно соединять друг с другом в любой последовательности. В частности, каждая структура может содержать любую другую структуру в качестве одного из блоков.

     Обычно  при составлении схемы блоки  размещаются друг под другом в  порядке их выполнения. Возврат назад осуществляется только на циклах. Это дает простую и наглядную структуру алгоритма, по которой далее легко составить программу.

Рис. 8.7

     Одним из приемов разработки алгоритма  решения более сложных задач  является метод пошаговой детализации, когда первоначально продумывается  и фиксируется общая структура  алгоритма без детальной проработки отдельных его частей, но при этом также используются лишь основные структуры алгоритмов. Блоки, требующие дальнейшей детализации, обозначаются пунктирной линией. Далее прорабатываются (детализируются) отдельные блоки, не детализированные на предыдущем шаге. То есть на каждом шаге разработки уточняется реализация фрагмента алгоритма (или программы), и, таким образом на каждом шаге мы имеем дело с более простой задачей. Полностью закончив детализацию всех блоков, мы получим решение всей задачи в целом. Описанный метод пошаговой детализации называется также программированием сверху вниз.

     В некоторых случаях стремление во что бы то ни стало остаться в  рамках структурного подхода приводит к необоснованному усложнению программы  и потере ее наглядности и естественности. Если учесть, что структурное программирование имеет целью не подчинить программы каким-то правилам, а сделать их более удобными для восприятия, то в ряде случаев оказывается целесообразным отдать предпочтение ясности и естественности программы.  
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача 1. 

Определить  объем текстового выражения в символах, битах,  байтах,             килобайтах.

Средства  разработки Web-страниц. 

Решение.

     1 байт=1 символу, значит данное выражение состоит из 32-х символов, а значит имеет объем 32 байта.

     Т.к 1 байт=8 бит, то данное выражение имеет объем 256 бит.(32*8=256 бит)

     Т.к  в 1 килобайт=1024 байт=2¹⁰ байт, то данное выражение имеет объем 0,03125 килобайт.(32=2⁵, 2⁵/2¹⁰=1/32 Кбайт) 
 

Задача 2. 

Два десятичных числа 74,361 и 196,12 перевести в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную  систему счисления. С двоичными числами выполнить сложение и вычитание. Результаты сложения и вычитания перевести в десятичную систему счисления. 

Решение. 

1. 74.361 переведем в двоичную систему счисления:

_74 | 2

      6 | _37 | 2

      _ 14  2  |  _18 | 2

         14 _17      18 | _ 9 | 2

           0    16        0      8 | _4 | 2

                   1                1     4 | _2 | 2

                                            0     2 | 1

                                             0 

.361*2=0.722      .208*2=0.416             

.722*2=1.444      .416*2=0.832    

.444*2=0.888      .832*2=1.664    

.888*2=1.776     .664*2=1.328    

.776*2=1.552        и т. д.

.552*2=1.104     

.104*2=0.208                                     1001010.010111000110₂

2. 196.12 переведем в двоичную систему счисления:

_196 | 2

  18   | _98 | 2

    _16   8   | _49 | 2

           16 _18    4  | _24 | 2

             0    18     _9    2   | _12 | 2

                 0       8     _4    12 | _6 | 2

                       1       4    0     6 | _3 | 2

                               0            0     2 | 1

                                                  1 

.12*2=0.24      .68*2=1.36   

.24*2=0.48      .36*2=0.72

.48*2=0.96      .72*2=1.44

.96*2=1.92      .44*2=0.88

.92*2=1.84      .88*2=1.76

.84*2=1.68      .76*2=1.52                               11000100,000111101011₂

  

3. 74.361 переведем в восьмеричную систему счисления, используя таблицу:

 

74.361=1001010.010111000110₂ =112.2706₈

001 001 010. 010 111 000 110

   1        1        2         2        7        0       6 
 
 

4. 196.12 переведем аналогично:

196.12=11000100,000111101011₂=304.0753₈

011 000 100. 000 111 101 011

       3        0        4         0        7        5       3 
 
 
 

5. 74.361 переведем в шестнадцатеричную систему счисления с помощью таблицы: