Программирование как часть дисциплины информатики

Программирование  как  часть дисциплины информатики. 

Решение любой  задачи на ЭВМ выполняется в несколько  этапов, среди которых можно выделить наиболее крупные и значимые. Этапы  эти таковы:

1) Постановка задачи.

2) Формализация.

3) Разработка метода решения.

4) Разработка алгоритма.

5) Выбор языка программирования.

6) Определение структур данных.

7) Тесты ручной проверки без ЭВМ.

8) Запись программы на конкретном языке программирования.

9) Тестирование и отладка.

10) Вычисление интерпретации результатов. 

На этапе постановки задачи выясняются конечные цели вырабатываются подходы к решению задачи, выясняется, есть ли решение, и единственное ли оно. Формализация сводится к построению математической модели любого явления и на основе этого вырабатывается метод решения задач. При этом решение может быть неточным, что связано с погрешностью представления данных в ЭВМ. После этого следует этап алгоритмизации. Который состоит в разделении вычислительного процесса на части, в определении порядка следования этих частей, проверка по отдельности каждой части. Далее следует процесс поэтапной коррекции вычислений, редактирование, исправление ошибок. Процесс алгоритмизации всегда наиболее сложен. Он проходит ряд стадий детализации. Сначала создается укрупненная схема алгоритма, выделяются крупные блоки и связи между ними. Затем каждая из составных частей рассматривается в виде отдельного алгоритма боле подробно. Как правило каждый этап завершается тестированием. Способы алгоритмизации различны. И здесь основным критерием служит простота и наглядность. После разработки алгоритма, он представляется в форме пригодной для программирования и дальнейшего ввода в машину.

Язык паскаль  является базовым для нашего изучения программирования предложен в 70г профессором Николасом Виртом в Швейцарии. Основное достоинство языка состоит в том. Что он закладывает основу современной методологии программирования.  После того. Как программа составлена на языке программирования. Выполняются различного вида проверки и тесты выявляются смысловые и синтаксические ошибки. Путем сравнения полученных и тестовых значений принимается решение о правильности полученных значений и внедряются на практике согласно поставленной задаче. 

Понятие алгоритма. Свойства алгоритмизации.

Термин предложен арабским математиком Аль Форрезми а 9 веке, который первый формально предложил и описал правило действия в 10чной системе исчисления. В настоящее время под алгоритмом будем понимать некую совокупность действий или правил, обладающих определенными свойствами.

Свойства алгоритмов: 

1. Дискретность-конечность или завершенность пошагового процесса. Это означает некоторую упорядоченную последовательность определенных предписаний, образующих прерывистую структуру. Только выполнив одно предписание можно перейти к другому.
2. Однозначность-это свойство называется свойством детерминированности или определенности. То есть не должно быть многократного толкования предписаний, предписание может быть понято только однозначным.
3. Массовость- это есть применение алгоритма к некоторому классу объектов. То есть алгоритм должен быть пригоден для всех случаев не требуя отдельных доработок.
4. Понятность- он должен быть представлен на понятном языке и содержать предписания которые можно выполнить. На самом деде эти предписания это система команд исполнителя.
5. Конечность- это значит что алгоритм за конечное число повторений обязательно должен приводить к результату. Это свойство может быть истолковано как результативность.
6. Эффективность-алгоритм должен приводить к результату не за какое-то конечное время, а за минимальное. Однако свойство эффективность это не только минимальное время выполнения. Это и минимальные ресурсы ЭВМ и память и программное обеспечение и т.д. исходя из предложенных свойств алгоритма полное определение звучит так -

Алгоритм  это точная последовательность определенных предписаний(шагов) которые за конечное число их повторений должна привести к искомому результату. Процесс разработки и создания алгоритма называется алгоритмизацией. Процесс алгоритмизации состоит из шагов: 

1. разложение  вычислительного процесса на отдельные  этапы или блоки.
2. Установка взаимосвязи между этими этапами или блоками. Определение порядка их следования, который должен привести к искомому результату
3. Полное и точное описание каждого шага алгоритма на определенном языке программирования.
4. Проверка алгоритма. Действительно ли он реализует выбранный метод и действительно ли он приведет к искомому результату.

Алгоритмы могут  быть представлены различными методами, которые зависят от того, для какого пользователя они предназначены. Выделяют 4 основных способа представления алгоритмов: 

1) Словесная форма представления алгоритма.

2) Форма представления алгоритма с использованием псевдо кода.

3) Представление алгоритмов в виде блок схем

4) Структурограммы или диаграммы Насси Шнейдерман. 

Словесная форма- в ней могут быть представлены любые алгоритмы. Так как любой алгоритм может быть предназначен для реализации на вычислительном устройстве, то при построении алгоритма используются тщательно отобранные языковый формы и формулы.

Обязательно в этом случае нужно указывать  начало, конец, ввод, вывод исходных данных. 

Представление алгоритмов в виде схем. 

Смотри стр.19

схема алгоритма  это его графический способ представления с элементами словесной записи. При этом каждое предписание отображается с помощью геометрической фигуры-блока. Переходы между предписаниями изображаются линиями связи. А направления отображаются стрелками. При этом различным действиям соответствуют различные фигуры. 
 

Правила построения схем алгоритма. 

1) Для пояснения выполняемых действий внутри блоков помещаются краткие словесные записи или математические формулы.

2) Основные Направления потока информации могут не помечаться стрелками, при этом основные направления сверху вниз и слева направо. Если направление иное оно обязательно помечается стрелками.

3) Линии потока  могут быть входящими и исходящими. При этом количество входящих  линий потока неограниченно. Количество выходящих линий зависит от типа блока. Логический блок всегда должен содержать не менее двух выходящих линий, блок модификации и 2 выходящие линии.

Допускается разрывать линии потока информации используя на концах разрыва специальный символ разделитель. Внутри помещается маркировка разрыва отдельные буквы, либо буквенно-цифровой координаты блока к которому подходит линия потока. Если схема располагается на нескольких листах, то переход от одного листа к другому осуществляется с помощью межстраничного разделения.

5) Нумерация блоков выполняется в линии разрыва блока в левом верхнем углу либо слева от блока. Нумерация может быть сквозной начало и конец не нумеруются

6) Все блоки должны быть одинаковой величины, стороны блоков a b кратны 5, . b=1,5 a расстояние между линиями меньше 3х мм.

ДОМА  НА ОТДЕЛЬНОМ ЛИСТЕ В ЛЕКЦИИ ПЕРЕРИСОВАТЬ БЛОКИ СО СТРАНИЦЫ 19-20 УЧЕБНИКА. 
 

Примеры отображения  элементов схем алгоритмов.