Algoritmi liniare - schema, structura și computația

Viața de zi cu zi a fiecărei persoane constă în decizia unei mari cantități de probleme de complexitate diferită la locul de muncă sau în timpul studiului. Unele sarcini sunt atât de simple încât, atunci când sunt executate, facem anumite acțiuni în mod automat, fără să ne gândim nici măcar. Soluția oricărei probleme, chiar și cea mai simplă, este de obicei efectuată succesiv în mai multe etape. O astfel de secvență în rezolvarea problemelor se numește algoritm. Astăzi vom analiza ce algoritmi liniari sunt, modul în care este reprezentată structura lor, modul în care se realizează soluția și programarea lor.

Limba algoritmică

Acest concept este o rețetă precisă pentru interpret pentru a efectua o anumită secvență de acțiuni, care este îndreptată spre rezolvarea sarcinii.

Această limbă este un mijloc de descriere a algoritmilor care sunt de obicei orientați spre utilizator.

Dacă vorbim în limbaj de calculator, aceasta este instrucțiunea exactă care definește procesul de calcul. Aceasta, la rândul său, conduce la datele inițiale, care variază, la rezultatul inițial.

Dezvoltarea algoritmului este un proces destul de complex și consumator de timp. Este o tehnică pentru compilarea (dezvoltarea) unei secvențe de acțiuni destinate rezolvării problemelor cu ajutorul unui computer.

Proprietățile algoritmului

Printre proprietăți se numără:

• Finiteness - constă în completarea întregului algoritm pentru un anumit număr finit de pași (pași);
• Siguranța (unicitatea) - este unicitatea interpretării regulilor de executare a acțiunilor, precum și a modului de implementare a acestora;
• Eficacitate - obținerea rezultatului dorit pentru orice număr finit de pași;
• Claritate - instrucțiunile trebuie să fie clare pentru interpret;
• Caracterul de masă - algoritmii ar trebui să poată rezolva o întreagă clasă de probleme specifice cu o afirmație generală a problemei.

Algoritmi liniare. Informatică a clasei a IX-a

Am luat deja în considerare definițiile și proprietățile acestui concept. Acum, să vorbim despre tipurile sale:

• liniar;
• ramificare;
• Cu un ciclu.

Suntem interesați de algoritmi liniari. Ce sunt ei? Acestea conțin comenzi care trebuie executate unul după altul într-o secvență clară.

Structura liniară a algoritmului poate fi scrisă în formă verbală și grafică.

Iată un exemplu scris în formă verbală. Deci, sarcina: ajungeți la școală. soluţie:

• Începutul.
• Ridică-te.
• Faceți gimnastica.
• Spală-te.
• Îmbrăcați-vă.
• Ia micul dejun.
• Adunați servieta.
• Sfârșitul.

Forma grafică a procesului de mai sus se va prezenta cu următorul text:

Algoritmul liniar sub forma unei diagrame bloc

O diagramă bloc este o reprezentare ilustrativă a unui algoritm în care fiecare pas individual este reprezentat de blocuri reprezentate într-o varietate de forme geometrice. În plus, legătura dintre etape (cu alte cuvinte, secvența de execuție pas-cu-pas) este indicată de săgețile care conectează cifrele (blocurile). Fiecare bloc este însoțit de o inscripție. Pentru acțiunile tipice într-un algoritm liniar, se utilizează următoarele forme geometrice :

• Blocarea începutul sfârșitului algoritmului. Blocul conține inscripția "început" sau "sfârșit".
• Bloc de intrare / ieșire a datelor. Acest bloc este reprezentat ca o paralelogramă. Conține următoarele inscripții: "intrare", "ieșire", "imprimare". De asemenea, ele sunt însoțite de o listă de variabile de intrare sau, respectiv, de ieșire.
• Bloc aritmetic sau bloc de decizie. Aceasta corespunde unui dreptunghi. Pe bloc trebuie să existe o inscripție: "operațiune", "grup de operațiuni".

Aici, cu ajutorul unor astfel de diagrame bloc, este prezentată soluția algoritmilor liniari. Apoi, hai să vorbim despre caracteristicile de atribuire a valorilor.

Algoritmi de calcul liniar

Acțiunea elementară de bază în algoritmul de calcul este atribuirea unei variabile la o valoare a unei anumite valori. În cazul în care valoarea constantei este determinată de tipul înregistrării sale, variabila va primi o valoare specifică numai ca rezultat al alocării. Acest lucru se poate face în două moduri: folosind comanda de atribuire; Utilizând comanda de introducere.

Exemplu de rezolvare a unui algoritm liniar

Dăm un exemplu de descriere a regulilor de împărțire a fracțiunilor obișnuite folosind un algoritm liniar, care în manualele școlare are următorul conținut:

• Numerotatorul fracției 1 trebuie înmulțit cu numitorul fracției 2;
• Numitorul fracției 1 trebuie înmulțit cu numărul de numerar al fracțiunii 2;
• Este necesar să se scrie o fracțiune al cărei numărător este rezultatul împlinirii unui punct, iar numitorul este rezultatul împlinirii a 2 puncte. Forma algebrică a acestei reguli are următoarea formă:

A / b: c / d = (a * d) / (b * d) = m / n.

Deci, să construim un algoritm de divizare fracționată pentru un computer. Pentru a nu deveni confuz, vom folosi aceleași notații pentru variabile ca în formula care a fost menționată mai sus. A, b, c, d - date inițiale sub formă de variabile întregi. Rezultatul va fi, de asemenea, întregi. Soluția în limba algoritmică este după cum urmează:

Alg fisiune de fracții

devreme

Integerul a, b, c, d, m, n

Introduceți a, b, c, d

M: = a * d

N: = b * s

Ieșirea m, n

joc

Forma grafică a soluției

Schema algoritmului liniar descris mai sus arată astfel:

Comanda de asignare a valorii are următorul format:

Variabila: = expresie.

Semnul ": =" este citit ca atribuit.

Alocarea este o comandă necesară pentru ca computerul să efectueze următoarele acțiuni:

• Evaluarea expresiei;
• Atribuirea unei variabile valorii obținute.

Algoritmul de mai sus conține două comenzi ca o sarcină. În diagrama bloc, comanda de atribuire trebuie scrisă într-un dreptunghi, numit bloc de calcul.

Atunci când sunt descriși algoritmi liniari, nu este necesară o respectare strictă a regulilor stricte atunci când se scrie expresii. Puteți să le scrieți folosind forma matematică obișnuită. La urma urmei, aceasta nu este o sintaxă strict limbaj de programare.

În exemplul de mai sus al algoritmului există, de asemenea, o comandă de intrare:

Introduceți a, b, c, d.

Comanda de intrare din diagrama bloc este scrisă în paralelogramă, adică în blocul I / O. Prin executarea acestei comenzi, procesorul întrerupe operația până când utilizatorul execută anumite acțiuni. Anume: utilizatorul trebuie să introducă variabilele de intrare (valorile lor) pe dispozitivul de introducere (tastatură) și să apese pe Enter, care este tasta de intrare. Este important ca valorile să fie introduse în aceeași ordine cu variabilele corespunzătoare din lista de intrări.

Algoritmul liniar. Programarea lui

După cum sa menționat deja la începutul articolului, programele liniare pot include astfel de operatori:

• atribuire;
• punerea în funcțiune;
• concluzie.

Adică, cu ajutorul operatorilor enumerați, sunt programați algoritmi liniari .

Deci, instrucțiunea de atribuire în limba programului este scrisă astfel:

LET A = B, unde A este o variabilă, B este o expresie. De exemplu, A = Y + 20.

Operatorul de intrare are următoarea formă:

INPUT, de exemplu: INPUT C

Operatorul pentru transmiterea de date, valori, este scris în această formă:

PRINT. De exemplu, PRINT C.

Să dăm un exemplu simplu. Trebuie să scriem un program care va găsi suma cifrelor A și B introduse de la tastatură.

În limbajul de programare, obținem un program, al cărui text este prezentat mai jos.

Operatori de intrare, ieșire în limbajul de programare Pascal

Pascal nu distinge operatorii speciali care denotă operații de intrare sau ieșire care utilizează algoritmi liniari. În cadrul programelor, informațiile se schimbă utilizând procedurile încorporate. Deoarece nu este necesară o descriere preliminară a procedurii standard, este disponibilă pentru fiecare program care conține acces la acesta. De asemenea, numele procedurii nu vine din nici un cuvânt rezervat.

La introducerea datelor, acești operatori sunt utilizați pentru a accesa procedura standard de introducere a datelor, care este deja încorporată în program.

Citiți (A, B, C), unde A, B, C - variabilele care trebuie introduse în memoria RAM pentru stocare.

Readlnn (x1, y, x2) - după terminarea intrării, cursorul se mută la începutul unei linii noi.

Readlnn; - indică așteptarea apăsării "Enter". De obicei, acest operator este introdus în text înainte de ultimul "End" pentru a salva rezultatele programului în ecranul de conținut.

Afișarea monitorului de date se realizează cu ajutorul unor astfel de operatori:

Scrieți (A, B, C) - indicând valorile A, B, C într-o singură linie, cursorul nu părăsește linia curentă.

Writeln (z, y, z2) - după terminarea ieșirii valorilor, cursorul din această poziție va trece la o linie nouă.

writeln; - indică omiterea unei linii și trecerea la începutul unei noi linii.

Aici, cu ajutorul unor astfel de operatori simpli și a datelor de intrare și ieșire din Pascal.