рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Базовые алгоритмические структуры

Базовые алгоритмические структуры - раздел Информатика, Конспект лекций по дисциплине Информатика Введение в информатику Алгоритмы Можно Представлять Как Некоторые Структуры, Состоящие Из Отдельных ...

Алгоритмы можно представлять как некоторые структуры, состоящие из отдельных базовых (т.е. основных) элементов. Естественно, что при таком подходе к алгоритмам изучение основных принципов их конструирования должно начинаться с изучения этих базовых элементов. Для их описания будем использовать язык схем алгоритмов и школьный алгоритмический язык АЯ.

Логическая структура любого алгоритма может быть представлена комбинацией трех базовых структур: следование, ветвление, цикл.

Характерной особенностью базовых структур является наличие в них одного входа и одного выхода.

1. Базовая структура следование. Образуется из последовательности действий, следующих поочередно одно за другим, например:

 
действие 1 действие 2 . . . . . . . . . действие n

 

2. Базовая структура ветвление. Обеспечивает в зависимости от результата проверки условия (да или нет) выбор одного из альтернативных путей работы алгоритма. Каждый из путей ведет к общему выходу, так что работа алгоритма будет продолжаться независимо от того, какой путь будет выбран.

Структура ветвление существует в четырех основных вариантах:

· если ... то … ;

· если … то … иначе … ;

· выбор …;

· выбор … иначе … .

Школьный алгоритмический язык  
1. если то  
если условие то действия все  
2. если -то- иначе  
если условие то действия 1иначе действия 2 все  
3. выбор  
выбор при условие 1: действия 1 при условие 2: действия 2 . . . . . . . . . . . . при условие N: действияN все  
4. выбор -иначе  
выбор при условие 1: действия 1 приусловие 2: действия 2 . . . . . . . . . . . . при условие N: действияN иначе действия N+1 все  
     

 

Примеры команды если

 

Школьный алгоритмический язык
если x > 0 то y := sin(x) все
если a > b то a := 2*a; b := 1 иначе b := 2*bвсе
выбор при n = 1: y := sin(x) при n = 2: y := cos(x) приn = 3: y := 0все
выбор при a > 5: i := i+1 при a = 0: j := j+1 иначе i := 10; j:=0все


3. Базовая структура цикл. Обеспечивает многократное выполнение некоторой совокупности действий, которая называется телом цикла. Основные разновидности циклов представлены в таблице:

Школьный алгоритмический язык  
Команда цикла типа пока. (цикл с предусловием) Предписывает выполнять тело цикла до тех пор, пока выполняется условие, записанное после слова пока перед телом цикла.
нц покаусловие тело цикла (последовательность действий) кц  
Команда цикла типа для. (цикл со счетчиком) Предписывает выполнять тело цикла для всех значений некоторой переменной (параметра цикла) в заданном диапазоне.
нц дляi от i1 до i2 тело цикла (последовательность действий)кц  

 

Примеры команд цикла пока и для

Школьный алгоритмический язык Результат выполнения
I :=1 нц пока i <= 5 S := S+A[i] i := i+1 кц S=A[1]+A[2]+A[3]+A[4]+A[5]
нц для i от 1 до 5 X[i] := i*i*i Y[i] := X[i]/2 кц X[1]=1;X[2]=8;X[3]=27;x[4]=64;X[5]=125; Y[1]=0.5;Y[2]=4;Y[3]=13.5;Y[4]=32;Y[5]=62.5;


4. Какие циклы называют итерационными?

Особенностью итерационного цикла является то, что число повторений действий в теле цикла заранее неизвестно. Для его организации используется только цикл типа пока. Выход из итерационного цикла осуществляется в случае выполнения заданного условия.

На каждом шаге вычислений происходит последовательное приближение результата и проверка условия достижения искомого приближения результата.

Пример. Составить алгоритм вычисления суммы ряда:

с заданной точностью Eps (для данного знакочередующегося степенного ряда требуемая точность будет достигнута, когда очередное слагаемое станет по абсолютной величине меньше Eps).

Вычисление сумм — типичная циклическая задача. Особенностью же нашей конкретной задачи является то, что число слагаемых(а, следовательно, и число повторений тела цикла) заранее неизвестно. Поэтому выполнение цикла должно завершиться в момент достижения требуемой точности.

При составлении алгоритма нужно учесть, что знаки слагаемых чередуются и степень числа х в числителях слагаемых возрастает.

Решая эту задачу "в лоб" путем вычисления на каждом i-ом шаге частичной суммы

S:=S+(-1)**(i-1)*x**i/i ,

мы получим очень неэффективный алгоритм, требующий выполнения большого числа операций. Гораздо лучше организовать вычисления следующим образом: если обозначить числитель какого-либо слагаемого буквой р, то у следующего слагаемого числитель будет равен -р*х (знак минус обеспечивает чередование знаков слагаемых), а само слагаемое m будет равно p/i, где i – порядковый номер слагаемого.

Сравните эти два подхода по числу операций. Алгоритм на школьном АЯ
алг Сумма (арг вещ x, Eps, рез вещ S) дано | 0 < x < 1 надо | S = x - x**2/2 + x**3/3 - ... нач цел i, вещ m, p ввод x, Eps S:=0; i:=1 | начальные значения m:=1; p:= -1 нц пока abs(m) > Eps p:= - p*x | p - числитель | очередного слагаемого m:= p/i | m - очередное слагаемое ряда S:=S+m | S - частичная сумма i:=i+1 | i - номер | очередного слагаемого кц вывод S кон

Алгоритм, в состав которого входит итерационный цикл, называется итеpационным алгоpитмом. Итерационные алгоритмы используются при реализации итерационных численных методов.

5. Что такое вложенные циклы?

Возможны случаи, когда внутри тела цикла необходимо повторять некоторую последовательность операторов, т. е. организовать внутренний цикл. Такая структура получила название цикла в цикле или вложенных циклов. Глубина вложения циклов (то есть количество вложенных друг в друга циклов) может быть различной.

При использовании такой структуры для экономии машинного времени необходимо выносить из внутреннего цикла во внешний цикл все операторы, которые не зависят от параметра внутреннего цикла.

Пример вложенных циклов вида для.

Вычислить сумму элементов заданной матрицы А(5,3). Матрица А   нц для i от 1 до 5 нц для j от 1 до 3 S:=S+A[i,j] кц кц

Пример вложенных циклов вида пока.

Вычислить произведение тех элементов заданной матрицы A(10,10), которые расположены на пересечении четных строк и четных столбцов.

i:=2; P:=1нц пока i<= 10 j:=2нц пока j <= 10P:=P*A[i,j] j:=j+2 кц i:=i+2 кц

 

6. Что такое стандартная функция?

При решении различных задач с помощью компьютера бывает необходимо вычислить логарифм или модуль числа, синус угла и т.д.

Вычисления часто употребляемых функций осуществляются посредством подпрограмм, называемых стандартными функциями, которые заранее запрограммированы и встроены в транслятор языка.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекций по дисциплине Информатика Введение в информатику

Введение в информатику Определение инфоpматики В году.. Формы существования информации.. Информация может существовать в самых разнообразных формах..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Базовые алгоритмические структуры

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Определение инфоpматики
Термин "информатика" происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает "информационная автоматика"

Информация и данные
  Кратко, но неполно связь между информацией и данными можно охарактеризовать следующим образом. Информация – это есть полезное содержание данных. Данные – э

Виды информации
Для выделения видов информации необходимо выбрать классификационные признаки, которыми обычно становятся существенные свойства информации и способы восприятия их человеком. Так, с помощью

Понятие о количестве информации
Возможно ли объективно измерить количество информации? Важнейшим результатом теории информации является вывод: В определенных условиях можно пренебречь качественн

Свойства информации
Свойства информации следующие: · достоверность; · полнота; · ценность; · своевременность; · понятность; · доступность; · краткость; · и д

Информационные ресурсы и информационные технологии
Информационные ресурсы – это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме информации, позволяющей их воспроизводство. Э

V Поколение
В стадии разработки. В качестве элементной базы предполагается использовать оптоволоконную технику и оптоэлектронные элементы. 1. Что такое компьютер?

Понятие об архитектуре и структуре компьютера
При рассмотрении компьютеров принято различать их архитектуру и структуру. Архитектурой компьютера называется его описание на общем уровне, включающее опис

Многопроцессорная архитектура.
При наличии в компьютере нескольких процессоров параллельно может быть обработано много потоков данных и команд. Так что, параллельно могут выполняться разные фрагменты одной задачи. ·

Основные блоки персонального компьютера.
Современный персональный компьютер состоит из нескольких основных компонент: системного блока, монитора, клавиатуры и манипуляторов. В системном блоке размещаются:

Устройство персонального компьютера.
Персональным компьютером (ПК) называют универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры

Принципы построения памяти
Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов — битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. Все байты пронумерованы. Номер байта наз

Оперативная память
Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объ

Специальная память
К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые друг

Внешняя память компьютера.
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и её содержимое не зависит от того, включен или выключен компьютер. Внешняя память не имеет прямой связи с процессором

Клавиатура.
Клавиатура – это устройство ввода данных, служит для ввода информации в компьютер. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш, управляющие и функциона

Видеосистема компьютера.
Видеосистема компьютера состоит из трех компонент: · монитор, или дисплей; · видеоадаптер; · программное обеспечение (драйверы видеосистемы).

Жидкокристаллические мониторы.
В современных компьютерах все больше используются плоские жидкокристаллические (ЖК или LCD) мониторы. Жидкие кристаллы — это особые органические вещества, которые обладают св

Принтер, плоттер, сканер.
Принтер — печатающее устройство вывода данных. Осуществляет вывод из компьютера информации в виде печатных копий текста или графики. Основ

Модем и факс-модем.
Модем — устройство для передачи компьютерных данных по телефонным линиям связи. Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компью

Устройства - манипуляторы.
Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) — это специальные устройства, которые используются для управления курсором на экране дисплея компьютера. Мышь

Организация межкомпьютерной связи.
Определим основные задачи, для которых необходима информационная связь между различными компьютерами: · перенос информации на большие расстояния; · совместное использование нескол

Компьютерные сети и топологии.
Компьютерная сеть — это система, служащая для обмена информацией между компьютерами. Представляет собой совокупность трех компонент: · сети передачи данных (включ

Соединения устройств в сети.
Для организации связи используется специальное оборудование: · Сетевые кабели (коаксиальные, состоящие из двух изолированных между собой концентрических пров

Устройства для соединения локальных сетей между собой.
Для соединения локальных сетей используются следующие устройства, которые различаются между собой по назначению и возможностям: Мост — это устройство, которое связы

Беспроводные сети и их топологии
Беспроводные сети используются там, где прокладка кабелей затруднена, нецелесообразна или просто невозможна. Например, в исторических зданиях, промышленных помещениях с металлическим или железобето

Коммутация сетей в Интернет.
Отдельные участки Интернет представляют собой сети различной архитектуры, которые связываются между собой с помощью маршрутизаторов. Передаваемые данные разбиваются на отдельные порции, назы

Структура сетевого адреса.
Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет, имеет два равноценных уникальных адреса: цифровой IP-адрес и символический доменный адрес. Присваивание адресов про

Информационные сервисы Интернет.
WorldWideWeb (WWW, или “Всемирная паутина”) — основной инструмент Интернет, её главный информационный сервис Интернета. World Wide Web — это гиперте

Система счисления.
Система счисления — это способ записи чисел с помощью заданного набора цифр. Существуют позиционные и непозиционные системы счисления.

Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.
Двоичная система, удобная для компьютеров, для человека неудобна из-за ее громоздкости и непривычной записи. Перевод чисел из десятичной системы в двоичную и наоборот выполня

Пеpевод пpавильной десятичной дpоби в другую позиционную систему счисления.
Правило: Пpи переводе правильной десятичной дpоби в систему счисления с основанием q необходимо сначала саму дробь, а затем дробные части всех последующих произведений пос

Сложение
Для сложения используется следующее Правило Счета - при сложении цифры суммируются по разрядам, и если при этом возникает избыток, то переносится влево единица. Пример 1

Операция вычитания является обратной по отношению к сложению.
Пример 3. Вычтем единицу из чисел в разных системах счисления: 102, 108 и 1016 : 102 – 12 = 12 ;

Умножение
Правило. Для умножения многозначных чисел в различных позиционных системах счисления можно использовать обычный алгоритм перемножения чисел в столбик ( как в десятичной системе счи

Деление
Правило. Деление в любой позиционной системе счисления производится по тем же правилам, как и деление уголком в десятичной системе. Пример8. Разделим

Диапазоны значений целых чисел со знаком
Формат числа в байтах Диапазон Запись с порядком Обычная запись –27 ...

Сложение и вычитание
В большинстве компьютеров операция вычитания не используется. Вместо нее производится сложение уменьшаемого с обратным или дополнительным кодом

Представление в компьютере вещественных чисел.
Вещественными числами (в отличие от целых) в компьютерной технике называются числа, имеющие дробную часть. При их написании в программе вм

Сложение и вычитание
При сложении и вычитании сначала производится подготовительная операция, называемая выравниванием порядков чисел. В процессе выравнивания порядков мантисса

Логические основы компьютеров
1. Что такое алгебра логики? Алгебра логики — это математический аппарат, с помощью которого записывают, вычисляют, упрощают и преобразовы

С х е м а И
Схема И реализует конъюнкцию двух или более логических значений. Условное обозначение на структурных схемах схемы И с двумя входами представ

С х е м а ИЛИ
Схема ИЛИ реализует операцию дизъюнкцию для двух или более логических значений. Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на её выходе также будет единица.

С х е м а НЕ
Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания. Связь между входом x этой схемы и выходом z можно записать соотношением z =

Программное обеспечение компьютеров
1. Что такое программное обеспечение? Под программным обеспечением (т.н. software) понимается совокупность программ, предназначенных для в

Системные программы
Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера — центральным процессором, памятью, вводом-выводом данных. Это програ

Операционная система.
Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие (интерфейс) пользователя с компьютером и выпо

Файловая система ОС.
Файл — это область данных, служащая для постоянного хранения информации: программ, данных для их работы, текстов, закодированных изображений, звуков и др. Файл

Операционная система MS DOS.
До появления Windows самой распространенной для 16-разрядных персональных компьютерах была операционная система MS DOS (Microsoft Disk Operating System). Она состояла из следующих основных модулей:

Программы - оболочки.
Оболочки — это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами, такими, например, как MS DOS. Они преобразуют неудобный командный польз

Операционные системы Windows и Windows NT.
Windows NT (NT — англ. New Technology) — это самостоятельная операционная система, а не просто графическая оболочка. Она использует все возможности персональных компьютеров и р

Инструментальные системы программирования.
Система программирования — это система, предназначенная для разработки новых программ на конкретном языке программирования. Современные си

Текстовый редактор.
Текстовый редактор — это программа, используемая специально для ввода и редактирования текстовых данных. Этими данными могут быть текст ис

Графический редактор.
Графический редактор — это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений. Предоставляет возможности

Табличный процессор.
Табличный процессор — это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для обработки электронных таблиц. Электронная таблица — это компьютерный эквив

Системы управления базами данных - СУБД.
База данных — это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации.

Пакеты прикладных программ.
Пакеты прикладных программ (ППП) — это специальные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной области и дополненные технической документ

Интегрированные пакеты программ.
Интегрированные пакеты представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя

Определение алгоритма.
Алгоpитм — это точное и понятное пpедписание исполнителю совеpшить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. Назв

Словесный способ записи алгоритмов
Словесный способ записи алгоритмов представляет собой словесное описание последовательных шагов обработки данных. Пример. За

Графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой.
В блок-схеме каждому типу действий (вводу данных, вычислению значений выражений, проверке условий, повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует своя геометрическая фигура, предст

Основные алгоритмические структуры.
Алгоритмы можно представлять как некоторые структуры, состоящие из отдельных базовых (т.е. основных) элементов. Логическая структура любого а

Уровни языков программирования.
В настоящее время в мире существует несколько сотен языков программирования для разных областей применения. Различают следующие языки программирования: · машинные; · маши

Правила записи арифметических выражений.
Арифметические выражения записываются по следующим правилам: · Нельзя опускать знак умножения (*) между сомножителями , а также ставить рядом два знака операций. · Индексы элемент

Правила записи логических выражений.
В записи логических выражений помимо арифметических операций сложения, вычитания, умножения, деления и возведения в степень используются операции отношения < (меньше), <= (меньше или равно),

Этапы решения задач с помощью компьютера.
Решение задач с помощью компьютера включает следующие основные этапы : 1. Постановка задачи: · сбоp инфоpмации о задаче; · фоpмулиpовка условия задачи;

Понятие о математической модели.
Математическая модель — это система математических соотношений — формул, уравнений, неравенств, отражающих существенные свойства объекта или явления.

Предварительный контроль текста программы.
Текст программы можно предварительно контролировать тремя способами: просмотра, проверки и прокрутки. · Просмотр. Текст программы просматрив

Тестирование программы.
Для проверки программы используется контроль программы по результатам выполнения системы тестов – простых задач. Программу условно можно считать правильной, если

Характерные ошибки программирования.
Ошибки могут быть допущены программистом на всех этапах решения задачи — от ее постановки до оформления результатов. Характерные ошибки следующие: неправильная постановка задачи, неверный

Базы знаний и экспертные системы
База знаний – это совокупность знаний, относящихся к какой-либо предметной области и формально представленных таким образом, чтобы на их основе можно было осуществлять

Компьютеры в административном управлении
Основные применения компьютеров в административном управлении следующие. Электронный офис. Это система автоматизации работы учреждения, основанная на использовании ком

Роль компьютеров в образовании
В наше время основная задача среднего и высшего образования состоит не в том, чтобы сообщить как можно больший объем знаний, а в том, чтобы научить эти знания добывать самостоятельно и творчески пр

Роль компьютеров в управлении технологическими процессами в производстве
Основных применений компьютеров два: · в гибких автоматизированных производствах (ГАП); · в контрольно-измерительных комплексах. Вгибких автоматизированных линиях

Применение компьютеров в медицине
Врачи используют компьютеры для многих целей. Компьютерная аппаратура широко используется при постановке диагноза, проведении обследований и профилактических осмотров. Приведем примеры сов

Применение компьютеров в торговле
В организации компьютерного обслуживания торговых предприятий широкое распространение получил так называемый штриховой код (бар-код). Он представляет собой серию широких и узких линий

Банки и Электронные деньги
Одной из важнейших составляющих информатизации становится переход денежно-кредитной и финансовой сферы к электронным деньгам. Основные направления использования электронных денег следующие

Основные служебные слова алгоритмического языка
алг (алгоритм) сим (символьный) дано для да арг (аргумент) лит (литерный)

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги