Алгоритм (1)

1. Тема: «Алгоритмы и этапы решения задач»

Жусупова Ангелина Казбековна

2. План занятия:

1. Алгоритм и его свойства
2. Формы представления алгоритма
3. Этапы решения задачи
4. Виды алгоритмов

3. 1 .Алгоритм и его свойства

Программирование
– это все технические операции,
необходимые для создания программы, включая анализ
требований и все стадии ее разработки и реализации.
Алгоритм – это заранее заданная последовательность
четко определенных правил или команд для получения
решения задачи за конечное число шагов.
Термин «алгоритм» происходит от латинской формы имени
среднеазиатского математика Аль-Хорезми – Algorithmi.

4. К основным свойствам алгоритмов относятся:

дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен
представлять процесс решения задачи как последовательное
исполнение простых (или ранее определенных) шагов (этапов);
определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким,
однозначным и не оставлять места для произвола. Это свойство
обеспечивает выполнение алгоритма механически, не требуя никаких
дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче
результативность (или конечность) – алгоритм должен приводить к
решению задачи за конечное число шагов;
массовость – алгоритм решения задачи производится в общем виде, т.
е. его можно будет применять для некоторого класса задач,
различающихся лишь исходными данными. При этом исходные
данные могут выбираться из определенной области, которая
называется областью применимости алгоритма.

5. 2. Формы представления алгоритма

Любой алгоритм можно представить или записать тремя
способами:
словесным (вербальным) - с использованием слов и
предложений,
табличным (аналитическим) - с помощью формул и таблиц,
графическим - с помощью рисунков, геометрических фигур
и символов.
Блок-схемой называется наглядное графическое изображение
алгоритма, когда отдельные его этапы изображаются при
помощи различных геометрических фигур – блоков, а связи
между этапами (последовательность выполнения этапов)
указываются при помощи стрелок, соединяющих эти
фигуры.

6. 3. Этапы решения задачи

Составлению программы предшествует разработка алгоритма решения
задачи. Алгоритм реализует метод решения. Выбору метода решения
предшествует анализ и формализация целевой задачи.
Этапы решения задачи на ПК

7. Постановка задачи

содержит описание целей и условий ее
решения.

8. Формализация задачи и выбор метода решения

Для обеспечения возможности решения задачи на ЭВМ она должна
быть выражена так, чтобы было ясно, как ее реализовать на ПК, и
каким методом реализации при этом воспользоваться. Для
формализации задачи указываются исходные данные, начальные
условия и необходимая точность вычисления, а также некоторые
ограничения.
Часто задача бывает такова, что ее точное решение получить
невозможно. Можно получить только какое-либо приближенное
решение с допустимой погрешностью. Для решения такого класса
задач существуют разнообразные численные методы, которые
рассматриваются в вычислительной математике. Они позволяют
свести решение любой задачи к последовательному выполнению
четырех арифметических действий и операций. Например, для
решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений
первого порядка существует несколько численных методов решения
(Адамса, Хэмминга, Рунге-Кутта и др.), которые отличаются
временем решения и точностью. Из численных методов выбирается
тот, который обеспечивает решение предъявленных к задаче
требований при заданных ограничениях на ресурсы.

9. Разработка алгоритма программы

Формализация задачи позволяет выводить точные логические следствия
из известных нам данных об исходном и конечном состоянии.
Сама задача разбивается на элементарные шаги и действия, выполняемые
в дальнейшем на ПК. Этот путь решения задачи – последовательность
действий, которые необходимо выполнить, чтобы от исходного
состояния перейти к желаемому новому состоянию – называется
алгоритмом решения задачи.
Алгоритм решения задачи может быть записан и предъявлен различными
способами и с различной степенью детализации. Для представления
алгоритма в виде, понятном для ПК, служат языки программирования
(ЯП).

10.

Язык программирования (ЯП) – это система обозначений, служащая
для точного описания программ или алгоритмов для ПК.
Языки программирования являются искусственными языками, в которых
синтаксис и семантика строго определены.
Отладка программы и ее выполнение на ПК
Тестирование программы - процесс поиска ошибок в программе.
Отладка программы - процесс устранения ошибок.
Основная цель данного этапа – выявление и исправление ошибок в
программе и получение конечного результата решения задачи.

11.

Язык С++ - это универсальный язык программирования, способный реализовать
объектно-ориентированный подход. Двумя его основными предшественниками
были языки С и Симула. Важнейшие свойства объектно-ориентированного
программирования в языке С++ являются развитием идей, заложенных в языке
Симула.
Язык С был создан Деннисом Ричи прежде всего для операционной системы Unix.
Постепенно С приобрел широкое признание, появились его реализации для
практически всех операционных систем, и он стал стандартным языком
системного и прикладного программирования.
От С язык С++ унаследовал эффективность, необходимую для системного
программирования, начиная от написания драйверов внешних устройств до
разработки компиляторов и систем управления базами данных.
Совместимость с С обусловила еще одну важную область применения С++ программирование сложных графических пользовательских интерфейсов.
Интерфейсы прикладных программ с графической средой Microsoft Windows
были разработаны, прежде всего, для С. С развитием и распространением С++
разработка графических пользовательских интерфейсов перешла к нему.

12. 4. Виды алгоритмов

Существует 3 вида алгоритма: линейный, разветвляющийся и
циклический.
Линейным называется алгоритм, в котором все операции выполняются
последовательно одна за другой.
Блок-схема линейного алгоритма

13.

14. Рассмотрим пример линейного алгоритма

Зная длины трех сторон треугольника, вычислить площадь и периметр
треугольника.
Пусть a, b, c – длины сторон треугольника. Необходимо найти
S – площадь треугольника, P – периметр. Для нахождения площади
можно воспользоваться формулой Герона: