Реферат: Методические указания по выполнению контрольной работы №1 по дисциплине Информатика На тему: Линейные алгоритмы. Разветвляющиеся алгоритмы для студентов II курса заочного отделения специальности

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

филиал в г. Воскресенске


Факультеты: Химико-технологический

Строительный

Энергетический


Кафедра Прикладной математики


УТВЕРЖДАЮ


Зав. кафедрой

филиала МГОУ в г. Воскресенске

к. т. н. ______________Баринов А. Н.

«_____»_____________2007 г.


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
^ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1

по дисциплине Информатика

На тему: Линейные алгоритмы. Разветвляющиеся алгоритмы

для студентов II курса заочного отделения специальности:

140211 (100400) «Электроснабжение»

240301 (250200) «Химическая технология неорганических веществ»

240801 (170500) «Машины и аппараты химических производств»

270106 (290600) «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»


Составитель: ст. преподаватель _______________ Кулькина Г. А.


г. Воскресенск, 2007 г.

ВВЕДЕНИЕ

Контрольная работа — это самостоятельная работа студента по дисциплине «Информатика».

Цель написания контрольной работы:

закрепить теоретические и практические знания по предмету;

научиться применять, полученные знания при решении практических вопросов;

научиться самостоятельно находить информационную базу1 на основе знакомства с библиографическим фондом библиотеки и читального зала ВУЗа, с помощью электронной справки и других источников информации.

^ 1. ПОРЯДОК И СРОКИ СДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ НА РЕГИСТРАЦИЮ, ПРОВЕРКУ И ДОРАБОТКУ

Сроки выполнения и защиты контрольной работы определяются преподавателем в соответствии с учебным планом и программой курса дисциплины. Студент приносит печатный вариант контрольной работы в установленный срок на кафедру «Прикладной математики» и сдает ее лаборанту кафедры. Лаборант кафедры фиксирует дату сдачи контрольной работы, дату выдачи на проверку и, позднее, дату проверки контрольной работы преподавателем. Контрольная работа представляется на проверку не менее чем за две недели до зачета или экзамена. Проверка контрольной работы происходит в течение двух недель со дня передачи работы на проверку. В тех случаях, если работа не отвечает требованиям (по содержанию или по оформлению), она возвращается студенту на доработку. Замечания, заверенные своей подписью, преподаватель оставляет на первом или последнем листе работы. Студент имеет право выслушать замечания в устной форме при личной беседе с преподавателем для разъяснения необходимости доработки контрольной работы. Доработка осуществляется в трёхдневный срок со времени проверки контрольной работы.

Не засчитываются работы, оказавшиеся идентичными по своему содержанию, причем обе работы аннулируются, а их авторам выдаются новые темы. Не могут быть засчитаны работы, полностью скопированные с образцов компьютерных обучающих программ, из сети «Интернет» и т. п.

В случаях сомнений преподавателя в подлинном авторстве, он вправе потребовать от студента черновой или электронный вариант работы.

Зачёт (незачёт) контрольной работы может проводиться после завершения цикла проверок и доработок, или после проведения собеседования по контрольной работе по усмотрению преподавателя.

При проведении собеседования студент должен иметь при себе электронную версию контрольной работы.

Студенты не получившие зачёт по контрольной работе не допускаются к итоговой аттестации — зачёту, экзамену.

Выполненные студентами контрольные работы сдаются в архив филиала МГОУ в г. Воскресенске.

^ 2. СТРУКТУРА КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Структура контрольной работы должна быть следующей:

титульный лист (Приложение 1);

оглавление;

задание;

практическая часть;

список использованной литературы.

В разделе задание студент помещает свой вариант задания контрольной работы.

В практической части должны быть представлены математическое описание задачи объясняющие ход её решения, блок-схема алгоритма с пояснениями и листинг2 программы.

В список использованной литературы студент должен включать только те документы, которые он использовал при написании контрольной работы.

^ 3. ОФОРМЛЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Оптимальный объем курсовой работы не должен превышать 10-15 страниц печатного текста формата А4. В этот объем не входят приложения и список использованной литературы (библиография).

Контрольная работа оформляется при помощи текстового процессора Microsoft Word.

Каждая страница основного текста и приложений должна иметь поле: левое – 20 мм, верхнее, правое и нижнее — 10 мм.

Требования к тексту курсовой работы:

шрифт — Times New Roman;

размер шрифта — 12 пт;

межстрочный интервал — полуторный.

Ссылки на литературу размешаются непосредственно в самом тексте, (например, «Стандартное отклонение» [1, стр. 195], где 1 — номер источника согласно списку использованной литературы, с 195 — номер страницы в данном источнике).

Нумерация страниц проставляется в середине нижней части листа последовательно, начиная с 3-й страницы (задание), то есть после титульного листа и оглавления.

Текст контрольной работы разбивается на главы (разделы), параграфы (подразделы) и пункты, которые должны иметь порядковые номера. После номера раздела ставиться точка. Введение и заключение не нумеруются. Подразделы (параграфы) каждого раздела (главы) нумеруются двумя арабскими цифрами, разделенными точкой. Первая цифра обозначает номер раздела, вторая — номер подраздела. Например, 1.1. — первый подраздел первого раздела.

Название глав работы пишутся с новой страницы прописными буквами, шрифтом — Arial. Заголовки подразделов пишутся с отдельной строки, обычным шрифтом.

В контрольно работе большое значение имеет правильное определение абзацев, каждый из которых, как правило, говорит о новой мысли автора. Абзацу должны быть присуши единая тема и логическая целостность. Каждый абзац должен однообразно начинаться на удалении 1 см от левого поля.

Если в контрольной работе автором приводится цитата для подтверждения рассматриваемых предложений, то в ее тексте должны сохраняться все особенности документа, из которого она взята, орфография, пунктуация, расстановка абзацев, шрифтовые выделения. Цитата внутри текста, как правило, заключается в кавычки. Все цитаты подтверждаются ссылкой на первоисточник.

Текст практической части работы должен соответствовать следующим требованиям: каждый расчет, таблица и график должен иметь свое название, единицы измерения и номер.

Список использованной литературы включает перечень всех первоисточников, использованных в работе по определенной форме и последовательности:

Законы Российской Федерации и субъектов РФ. Постановления Правительства, Положения и Инструкции Министерств и ведомств

Учебники, монографии — в алфавитном порядке фамилий авторов с указанием места и года издания

Журнальные и газетные публикации — в алфавитном порядке фамилий авторов с указанием печатного органа и времени издания.

Архивные материалы — с указанием архивов, фондов, описей и номеров дел Последовательность элементов библиографического описания источников следующая:

а) для монографий и учебников:

если произведение имеет автора, то пишется его фамилия, а затем инициалы;

если авторов два или три, то указываются все фамилии авторов с инициалами в той же последовательности, что и в книге;

если авторов более трёх, то указывается фамилия первою автора с добавлением слов «и др.»;

если содержатся дополнительные сведения (курс лекций, пособие, учебник и т.д.), то после основного названия ставиться двоеточие, а затем дополнительные сведения с прописной буквы;

если книга издана под общей редакцией, то после ее наименования ставится одна косая линия (/) и далее с прописной буквы пишется «Под общ. ред.», затем инициалы и фамилия редактора в родительном падеже. Аналогично указывается редактор и составитель, фамилии, которых пишутся в именительном падеже.

если приводятся ссылки на какую-либо статью, изданную среди других авторов, объединенных в одной книге, то после фамилии с инициалами дается название статьи, затем одна косая линия (/), после чего все библиографические данные источника.

при описании многотомных изданий после названия книги ставится двоеточие;

при библиографическом описании документа название места издания приводиться полностью в именительном падеже, за исключением названий городов: Москва- М.;

наименование издательств пишется без кавычек. При наличии двух издательств — приводят наименование обоих, каждому предшествует двоеточие;

год издания обозначается лишь цифрой без указания буквы «г», в случае отсутствия; года издания пишутся буквы «б. г.»;

при ссылке на тома, часть, разделы, главы или страницы данные пишутся сокращенно.

б) для описания статей или нормативных актов из периодических изданий (газет, журналов, собраний постановлений) даются фамилии и инициалы автора, названия статьи затем две косые линии (//), название газеты или журнала, точка, тире, год издания, точка, тире, номер журнала (если источником является газета, то вместо номера указывается дата выпуска), точка.

в случае ссылки на постановление правительства РФ или закон РФ указываются дата их принятия, номер, полное издание, откуда взят документ

Контрольная работа скрепляется степлером или помещается в папку.

Контрольная работа считается завершенной в том случае, если она соответствует предъявленным требованиям по структуре, содержанию, языку и стилю изложения материала, правильно оформлена, отпечатана, проверена на предмет орфографических ошибок, сброшюрована, подписана автором.


^ 4. ТЕМА И ЗАДАНИЯ ПО КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ


Тема контрольной работы — Линейные алгоритмы. Разветвляющиеся алгоритмы.


Варианты заданий

Номер варианта соответствует последней цифре в номере зачетной книжки студента.

Задания по контрольной работе указаны в Приложении 2.


^ 5. СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ


Порядок выполнения каждого пункта задания контрольной работы должен быть подробно описан и проиллюстрирован в виде рисунков, представленных в практической части.

Контрольная работа должна содержать следующие разделы.

Словесное или математическое описание задачи, объясняющее ход её решения.

Блок-схему алгоритма. При составлении блок-схемы алгоритма необходимо придерживаться рекомендаций по вычерчиванию графических символов, приведённых в разделе «Краткие теоретические сведения» настоящих методических указаний. Блок-схема обязательно должна содержать не менее 60 % пояснений действий описываемых алгоритмом. Блок-схема выполняется в электронном виде. Для этого используются графические средства MS Word, MS Paint и других известных программ.

Листинг3 программы. Программу записать на языке QBasic. Программа должна соответствовать приведённому алгоритму и содержать все пояснения. При выводе программы на бумажный носитель можно использовать средства MS Word или любого текстового редактора, а также программу Shtirlitz.exe, которую можно получить у преподавателя.

По требованию преподавателя содержимое контрольной работы и программа должны быть представлены в электронном виде.

^ 6. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ЭВМ решают сегодня самые разнообразные задачи — управляют технологическими процессами, доказывают теоремы, переводят тексты с одного языка на другой, рисуют картины, сочиняют музыку, играют в шахматы. Это могут быть задачи, связанные с моделированием различных явлений и процессов, анализом результатов эксперимента, кодированием и декодированием информации, разработкой алгоритмов решения математических и иных задач, выполнением вычислений, поиском нужной информации и т. п.

Для успешного применения в практической деятельности компьютерной техники, помимо общих знаний о принципах её работы, требуется уметь строить собственные алгоритмы для решения возникающих задач.

Это пособие знакомит читателя с основными понятиями программирования и позволяет самостоятельно составлять алгоритмы решения небольших задач.
^ 6.1. ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА
Процесс решения задачи представляет собой совокупность определённых действий над данными. Данными называют все величины, участвующие в решении задачи. Данные, известные перед решением, являются начальными, исходными данными. Результат решения задачи — это конечные, выходные данные. А данные, получаемые в результате обработки исходных данных и являющиеся вспомогательными данными на этапе получения выходных данных, называются промежуточными данными.

Решить задачу — значит получить результат. Для каждой точно сформулированной задачи всегда известно, что считать результатом.

Последовательность чётких однозначных указаний (действий), применение которых к определённым исходным данным, обеспечивает получение требуемого результата, называется алгоритмом.

Понятие алгоритма является одним из базовых понятий в программировании. Строгого определения алгоритма не существует. Остановимся на содержательном определении.

Алгоритмом называется конечный набор точных и понятных предписаний (правил, инструкций, команд), позволяющих механически решать конкретную задачу из определенного класса однотипных задач.


 ^ Создание алгоритма доступно исключительно живым существам!


Алгоритм создаётся в расчёте на определённого исполнителя. Исполнителей алгоритма называют формальными исполнителями. В качестве исполнителя может выступать не только человек, но и техническое устройство — автомат, робот, ЭВМ. В первую очередь к формальным исполнителям относятся автоматические устройства, в том числе и компьютер.

Для того чтобы исполнитель мог выполнить алгоритм, необходимо, чтобы он мог выполнить каждый шаг алгоритма. Совокупность команд, которые могут быть выполнены исполнителем, называют системой команд исполнителя. Для правильного построения алгоритма и программы необходимо знать систему команд исполнителя.

 Создание алгоритма — процесс творческий!
^ 6.2. СПОСОБЫ ЗАПИСИ АЛГОРИТМОВ
Алгоритмы могут описываться различными способами, отличающимися друг от друга наглядностью, компактностью, степенью формализации. Наибольшее распространение получили способы описательный, графический и в виде программы для ЭВМ.

^ Описательный способ записи алгоритма ориентирован на исполнителя-человека. Записывается на естественном, в частности математическом, языке. Этот способ характеризуется высокой степенью понятности для исполнителя.

Графический – компактная форма записи в виде специальных графических символов (блоков) с указанием связей между ними. Каждый блок предписывает выполнение определённых действий. Совокупность блоков образует схему алгоритма (блок-схему). Графический способ записи алгоритма получил наибольшее распространение. Он характеризуется большой наглядностью и ориентирован на исполнителя-человека.

^ Алгоритм в виде программы – конечный продукт разработки алгоритма в виде программы, записанной на языке программирования.

Если задача решается с помощью ЭВМ, алгоритм решения задачи должен быть записан в понятной для машины форме, т. е. в виде программы.
^ 6.3. СВОЙСТВА АЛГОРИТМОВ
Основные свойства алгоритма: дискретность, детерминированность, массовость, результативность, конечность.

Дискретность означает, что путь решения задачи определён в виде последовательности шагов — чётко отделённых друг от друга предписаний (правил, инструкций, команд). Только выполнив одно предписание, можно приступить к выполнению следующего.

^ Детерминированность (определённость) означает, что на каждом шаге однозначно определено преобразование данных, полученных на предшествующих шагах алгоритма.

Массовость означает, что алгоритм применим к некоторому классу задач с изменяющимися в определённых пределах исходными данными.

Результативность означает содержательную определённость результата на каждом шаге и в итоге применения всего алгоритма. Если по каким-либо причинам невозможно решить задачу, алгоритм должен сообщить, что решения задачи не существует.

Конечность алгоритма гарантирует получение результата за конечное число шагов.

Показать на примерах (Начало алгоритмизации)
^ 6.4. СХЕМА АЛГОРИТМА
Представление алгоритма в виде графических символов называется схемой алгоритма.

Схему алгоритма следует записывать в виде условных графических символов, отображающих основные операции обработки данных, и связанные друг с другом линиями потока.

Графические символы, их размеры и правила построения схем алгоритмов должны выполняться в соответствии с государственным стандартом ГОСТ 19.701-90, согласно которому каждой группе действий соответствует блок особой формы.
^ 6.5. ГРАФИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ
Некоторые часто используемые графические символы приведены в табл.1.

При разработке алгоритма каждое действие обозначают соответствующим блоком, а последовательность выполнения — линиями со стрелками на конце. Для простоты чтения схемы желательно, чтобы линия входила в блок сверху, а выходила снизу.

Для изображения линий потока существуют следующие правила.

Линии должны быть параллельны линиям внешней рамки схемы алгоритма (границам листа)

Направление линии сверху вниз или слева направо принимается за основное и стрелками не обозначается, а в остальных случаях направление линии обозначается стрелками.

Изменение направления линии производится под углом 900.

Если схема алгоритма состоит из нескольких частей, расположенных на одной странице или не умещается на одном листе, то линия потока одной части заканчивается символом “Соединитель”, а линия потока следующей части схемы начинается с того же символа. Внутри символов “Соединитель” ставятся одинаковые порядковые номера, соответствующие разорванной линии потока.

^ Название блока

Обозначение

Назначение блока

Пример
использования

Операторы QBasic соответствующие графическому символу

Пуск, остановка




Начало или конец программы




REM <текст>

CLS

Процесс




Обработка данных (выполне­ние операций, в результате которых изменяются значе­ния, форма представления или расположение данных).




Операторы присваивания в формате


<имя переменной>=<выражение>

Решение




Выбор направления выполне­ния алгоритма в зависимости от истинности или ложности некоторых условий.




IF <Логическое условие> THEN <Действие 1> ELSE <Действие 2>

Данные




Ввод или вывод информации.




Оператор ввода:

INPUT <текст>; <имя переменной>


Оператор вывода:

PRINT <текст>;<имя переменной>


Подготовка




Организация счётного цикла (начало цикла). Применяется в том случае, когда известно число повторений цикла.




Оператор «начало цикла»:

FOR I=Xн TO Xк step h

<Тело цикла>

NEXT I


Предопреде­лённый процесс



а



Вызов процедур (использова­ние ранее созданных и от­дельно описанных алгорит­мов)




CALL (<имя процедуры и её параметры>)

Соединитель




Маркировка разрывов линий.







Межстраничный соединитель















Комментарий




Пояснения к действиям




REM <текст>

или

‘ (знак апострофа) <текст>

Линии
потока




Указание последовательности связей между символами









^ 6.6. БАЗОВЫЕ АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ
В теории программирования доказано, что для записи любого сколь угодно сложного алгоритма достаточно трёх базовых структур.

^ Линейная структура — все действия выполняются последовательно друг за другом (рис. 1). На практике редко удаётся представить схему алгоритма решения задачи в виде линейной структуры, так как задачи содержат различные условия или требуют многократного повторения вычислений.




Рис. 1. Линейная алгоритмическая структура.


^ Разветвляющаяся структура — в зависимости от выполнения некоторого логического условия вычислительный процесс должен идти по одной или другой ветви (рис. 2). Условие — это логическое выражение, по которому происходит выбор направления выполнения алгоритма. В зависимости от значения логического выражения выполнение алгоритма идёт либо по левой, либо по правой ветви. Неполное ветвление применяется в тех случаях, если при выполнении одной из ветвей никаких изменений не происходит.



а)




б)




в)


Рис. 2. Разветвляющаяся алгоритмическая структура:
а) полное ветвление, б) и в) неполное ветвление


^ Циклическая структура содержит многократно выполняемые участки вычислительного процесса, называемые циклами (рис. 3). Использование циклов позволяет существенно сократить схему алгоритма. Различают циклы с заданным и неизвестным числом повторений, характеризующиеся последовательным приближением к исходному значению с заданной точностью.

^ Цикл с постусловием (с последующим условием) (рис. 3, а) служит для организации циклов с заранее неизвестным числом повторений. Цикл данного типа всегда выполняется, по крайней мере, один раз, так как проверка условия завершения цикла производится после выполнения тела цикла (блока «Действие»). Такой цикл называют ещё структурой с условием завершения цикла.

^ Цикл с предусловием (с предыдущим условием) (рис. 3, б) служит для организации циклов с заранее неизвестным числом повторений. Однако в отличие от цикла с последующим условием может не выполнится ни разу.

^ Цикл с параметром (рис. 3, в) используется для организации циклического повторения некоторого фрагмента программы в случаях, когда известно число повторений тела цикла.





а)


б)






в)


Рис. 3. Циклическая алгоритмическая структура:
а) цикл с постусловием, б) цикл с предусловием, в) цикл с параметром
^ 6.7. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДАННЫХ
Исполнителем алгоритмов работы с данными может быть человек или специальное техническое устройство, например компьютер. Такой исполнитель должен обладать памятью для хранения данных.

Данные — это отдельный информационный объект, который имеет имя, тип и значение.

^ Имя объекта в алгоритме неизменно, фиксировано, уникально. Имена устанавливает автор алгоритма. Имена в программировании называются идентификаторами. Идентификаторы состоят, как правило, из латинских букв и цифр. Общепринято, что первым символом в идентификаторе должна быть латинская буква, за которой могут следовать другие латинские буквы и цифры. Например, N5, Y2, FIO. Буквы русского алфавита в идентификаторах, как правило, не допускаются. Рекомендуется выбирать имена, отражающие физическую суть объекта, например, PLAN (план), SUMMA (сумма).

Тип данных определяет множество значений, которые могут принимать данные, и множество действий, которые можно выполнить с этими данными. Основные типы данных — это числовые и символьные (текстовые).

Данные бывают постоянными (константа) и переменными.

Константа не изменяет своего значения в ходе выполнения алгоритма. Константа может обозначаться числом, например, 10, 5.2 или символами, например, «Иванов», «π».

 ^ Значение константы обычно определено в условии задачи и известно до начала разработки алгоритма!

Переменные данные — это основные элементы, которыми манипулируют команды программы. Переменные данные могут изменять своё значение в ходе выполнения алгоритма. Переменные данные всегда обозначаются символическим именем, например, Х, A1 и т. п. Именами переменных обозначаются ячейки памяти, в которые будут записываться данные этого типа. Эти ячейки памяти могут получать данные, предоставлять данные для обработки и получать изменённые данные в ходе исполнения программы.

 К моменту использования переменной в алгоритме её значение должно быть определено!
^ 6.8. КОМАНДА ПРИСВАИВАНИЯ
В


ыражение — это запись, определяющая последовательность действий над данными. Выражение может содержать константы, переменные, знаки операций, функции. Например:

Команда присваивания — команда исполнителя, в результате которой переменная получает новое значение. Формат команды:

<имя переменной>=<выражение>

Исполнение команды присваивания происходит в следующем порядке: Сначала вычисляется «выражение», затем полученное значение присваивается переменной.

Пример 1. Что происходит при выполнении команд присваивания , и?

Рассмотрим первую команду. Допустим, что переменная A имеет значение 5. Это означает, что в ячейки памяти по имени A хранится число 5. Выполнение команды означает, что из ячейки памяти по имени A будет извлечено число 5, к нему будет добавлено число 1, а результат вычисления 6 будет помещён в ячейку с именем указанным в левой части команды B. Таким образом, переменная B получит значение равное 6.

Во втором случае происходит следующее. Допустим, что переменная B имеет то же значение 5. Это означает, что в ячейки памяти по имени B хранится число 5. Выполнение команды означает, что из ячейки памяти по имени B будет извлечено число 5, к нему будет добавлено число 2, а результат вычисления 7 будет помещён в ячейку с именем указанным в левой части команды B. Следовательно, переменная B получит новое значение равное 7.

В третьем случае происходит копирование значения из ячейки с именем ^ A в ячейку с именем B. Допустим, что переменная А имеет значение 1, а В — 3. После выполнения команды содержимое ячейки B перезаписывается на новое значение, взятое из A, и принимает новое значение равное 1. Содержимое ячейки A не изменяется командой и остаётся тем же, что и до исполнения команды — 1.

Пример 2. Чему будет равен Z после выполнения всех операторов присваивания?

X=15

Y=2

Z=(X-3*Y^2)+7

Выполнение:

переменной X присвоить значение 15;

переменной Y присвоить значение 2;

вычислить значение правой части третьего оператора присваивания
(X-3*Y^2)+7. Получится 10;

переменной Z присвоить значение 10.

Ответ. После выполнения операторов присваивания значение переменной Z будет равно 10.

Пример 3. Даны значения переменных a = 1, b = 2, c = 3. Какими будут значения этих переменных после выполнения следующих трёх операторов:

a = b

b = c

c = a

Выполнение:

переменной a присвоить значение 2;

переменной b присвоить значение 3;

переменной c присвоить значение 2.

Ответ. После выполнения операторов присваивания значение переменных будет a = 2, b =3, с =2.
^ 6.9. КАК ЭВМ РЕАЛИЗУЕТ КОМАНДЫ, КАКИЕ ДЕЙСТВИЯ ПРИ ЭТОМ ВЫПОЛНЯЕТ
На рис. 4 изображена структурная схема ЭВМ, где схематично показаны основные устройства ЭВМ, участвующие в процессе ввода, обработки, хранении и выводе информации, а также показаны связи между этими устройствами.





ЭВМ способна обрабатывать исходные данные только в том случае, если в память машины кроме данных, введена программа, с помощью которой эти данные необходимо обрабатывать.

Современные ЭВМ допускают различные способы ввода исходной информации в память машины. Наиболее широко используется ввод непосредственно с клавиатуры.

Процессор ЭВМ считывает данные из памяти, выполняет над ними необходимые операции, указанные в программе, и результаты вычислений вновь записывает в память ЭВМ.

Результаты обработки данных (выполнения программы) можно увидеть, если вывести их на экран монитора или распечатать на принтере.


 ^ Все операции над данными выполняет процессор ЭВМ!


Следует отметить то обстоятельство, что машина не может понять смысл решаемой задачи, так как ЭВМ — это только электронный робот, который точно выполняет указания, записанные в программе. Поэтому лишь точно и однозначно сформулированные предписания могут быть переданы для выполнения вычислительной машине.

Для решения задачи в память ЭВМ необходимо поместить всю информацию необходимую для её решения.

Память машины состоит из ячеек (рис. 5). Данные, преобразованные в машинные слова, заносятся в ячейки по одному слову в каждую ячейку. Записанную в память информацию можно неоднократно считывать и использовать в вычислениях. Однако если в ячейку памяти вводится новое слово, то прежняя информация, хранившаяся в этой ячейке, исчезает.




Рассмотрим как машина решет простую задачу нахождения среднего арифметического двух чисел.

Алгоритм решения задачи.

Прочитать из ячеек памяти a и b исходные данные, сложить их и полученный результат записать в ячейку s.

2. Прочитать число, находящееся в ячейке s, разделить его на 2 и полученный результат записать в ячейку v.

Два задаваемых числа — это исходные данные, которые перед решением задачи должны быть помещены в память. Ячейки, хранящие эти данные, названы именами a и b, а место памяти, предназначенное для хранения выходного данного, — v (рис. 6). Ячейка с именем s, куда заносится сумма исходных данных, называется ячейкой промежуточного результата.





Если в ячейке памяти a к началу выполнения программы находилось число 25, а в ячейке b — число 3, то после выполнения двух указанных операций в ячейку v будет записан результат — число 14. Нетрудно заметить, что при других исходных данных по той же программе будет получен другой результат. Следовательно, одна и та же программа пригодна для решения множества задач, отличающихся друг от друга только значениями исходных данных.
6.10. ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМОВ ^ 6.10.1. Алгоритмы линейной структуры
Пример 1.

Математическая формулировка задачи.

О
пределить площадь треугольника по формуле Герона

где a, b, c — длины сторон треугольника;

— полупериметр треугольника.

Описательный алгоритм решения задачи.

Ввод с клавиатуры исходных данных a, b, c.

Вычисление p по формуле.

Вычисление s по формуле .

Вывод результата s на экран монитора.

Графический алгоритм решения задачи.

Блок-схема алгоритма представлена на рис. 7. На семе блоки расположены в той последовательности, в которой они должны выполняться Любая перестановка блоков приведёт к невозможности решения задачи.




Рис. 7. Блок-схема алгоритма вычисления площади треугольника по формуле Герона.


Пример 2.

Формулировка задачи.

Опытный рабочий выполняет задание за a дней, а вместе с учеником — за b дней. Сколько времени потребуется одному ученику для выполнения всего задания?

Описательный алгоритм решения задачи.

Ввод с клавиатуры исходных данных a, b.

Вычисление производительности рабочего pr по формуле.

Вычисление производительности рабочего и ученика pru по формуле.

Вычисление производительности ученика pu по формуле.

Вычисление времени выполнения задания учеником по формуле

Вывод результата t на экран монитора.

Графический алгоритм решения задачи.

Блок-схема алгоритма представлена на рис. 8.




Рис. 8. Блок-схема алгоритма вычисления срока выполнения задания учеником.


Пример 3.

По представленной блок-схеме (рис. 9) получить результат вычисления алгоритма для заданных значений a=10, b=-3, c=1. Должен получиться ответ: y=197.




Рис. 9. Блок-схема алгоритма для вычисления значения y.
^ 6.10.2. Алгоритмы разветвляющейся структуры
Ход решения подавляющего большинства задач может быть неоднозначен. На каком-то из этапов решения возникает необходимость выбора того или иного пути решения, в зависимости от выполнения или невыполнения некоторого условия. Подобного рода алгоритмы называются разветвляющимися.

Разветвляющимися называются алгоритмы, в которых последовательность выполнения операторов определяется некоторыми условиями.

Пример 4.

Математическая формулировка задачи.

Вычислить значение функции .

Для удовлетворения свойств массовости и результативности алгоритма необходимо, чтобы при любых исходных данных (значениях x и y) был получен результат или сообщение о том, что задача не может быть решена при заданных значениях исходных данных. Действительно, если x или y равны, то задача не может быть решена, так как деление на ноль невозможно. Поэтому в алгоритме необходимо предусмотреть вывод информации для случая, когда вычисление z невозможно. Такой вычислительный процесс можно описать следующим выражением:

вычислить , если ;

вывести сообщение , если .

Описательный алгоритм решения задачи.

Ввод с клавиатуры исходных данных x, y.

Проверка условия . Если условие выполняется, то вывести сообщение, что , в противном случае вычислить .

Вывести результат вычисления z на экран.

Графический алгоритм решения задачи.

Блок-схема алгоритма представлена на рис. 10.




Рис. 10. Блок-схема алгоритма решения задачи из примера 4.

Пример 5.

Математическая формулировка задачи.

Составить алгоритм вычисления функции y(x), при произвольных значениях x:




если ;

если ;

если .


Описательный алгоритм решения задачи.

Ввод с клавиатуры любого значения x.

Проверка условия . Если условие выполняется, то вычислить значение y по формуле в противном случае достаточно проверить условие .

Если условие выполняется, то вычислить значение y по формуле в противном случае .

Вывести результат вычисления y на экран.

Графический алгоритм решения задачи.

Схема алгоритма дложна иметьтри ветви. Сначала проверяется выполнение условия , по которому определяется выбор только одного из трёх выражений для вычисления значения переменной y. Для выбора одного из оставшихся двух выражений достаточно проверить условие . Тогда вычисление по формуле будет соответствовать ветке «нет», а по формуле — ветке «да». Вычисление по каждой из трёх ветвей завершается переходом к блоку вывода y. Блок-схема алгоритма представлена на рис. 11.





Рис. 11. Блок-схема алгоритма вычисления значения функции y(x) с условием.


Пример 6.

По представленной блок-схеме алгоритма (рис. 12) проверить результат вычисления y для заданных значений x. Результаты вычислений представлены в табл. 2.

Таблица 2

x

-20

0

10

y

30

0

301





Рис. 12. Блок-схема алгоритма вычисления y из примера 6.
^ 6.10.3. Алгоритмы циклической структуры
Болшинство практических задач требует многократного повторения одних и тех же действий, т. е. повторного использования одного или нескольких операторов.

Циклом называется многократно исполняемый участок алгоритма (программы). Соответственно циклический алгоритм — это алгоритм содержащий циклы.

Различают два типа циклов: с известным числом повторений и с неизвестным числом повторений.

Пример 7.

Математическая формулировка задачи.

Вычислить значения функции при x изменяющимся от 0,1 до 1 с шагом 0,1.

Для удовлетворения свойств массовости обозначим начальную точку диапазона (0,1) за x0, конечную точку (1) — за xk, а шаг изменения значения x — за h.

Описательный алгоритм решения задачи.

Ввод с клавиатуры исходных данных: начальное значение для x — x0; конечное значение — xk; шаг изменения x — h.

Присвоить x начальное значение x=x0.

Вычислить z по форм