Этап усвоения новых знаний.

o Дискретность (пошаговость). Под дискретностью понимают, что алгоритм состоит из последовательности действий, шагов. Выполнение каждого следующего шага невозможно без выполнения предыдущих. Последний шаг, как правило, выдаёт результат действия алгоритма.

o Понятность Алгоритм должен быть понятен не только автору, но и исполнителю, т.е алгоритм состоит из команд, входящих в систему команд исполнителя.

o Выполнимость. Алгоритм должен содержать команды, записанные на понятном языке и выполнимые исполнителем и не вызываемым отказы.

o Определенность (детерминированность) о значает, что действия, выполняемые на каждом шаге, однозначно и точно определены.

o Результативность - п олучение требуемого результата за конечное число шагов; это означает, что неправильный алгоритм, который не достигает цели, вообще не нужно считать алгоритмом.

o Массовость – это когдаодин тот же алгоритм может применяться для решения большого количества однотипных задач с различающимися условиями.

1. Какие алгоритмы Вы знаете,

2. Кто или что является исполнителями алгоритмов?

· Исполнитель - это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.

Таким образом, Исполнителем может быть человек, группа людей, животное, техническое устройство, способные выполнять заданные команды.

· Характеристика исполнителя:

o Круг решаемых задач. Каждый исполнитель создается для решения некоторого круга задач – построение цепочек символов, выполнения вычислений, построения рисунков и т.д.

o Среда исполнителя. Область, обстановку, условия, в которых действует исполнитель, принято называть средой данного исполнителя. Исходные данные и результаты любого алгоритма всегда принадлежат среде того исполнителя, для которого предназначен алгоритм.

o Система команд исполнителя. Предписание исполнителю о выполнении отдельного законченного действия называется командой.

После вызова команды исполнитель совершает соответствующее элементарное действие. Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается при недопустимом для нее состоянии среды.

Совокупность всех команд, которые могут быть выполнены некоторым исполнителем, образуют систему команд данного исполнителя (СКИ). Алгоритм составляется с учетом возможностей конкретного исполнителя, иначе говоря, в системе команд исполнителя, который будет его выполнять.

o Режимы работы исполнителя. Для большинства исполнителей предусмотрены режимы непосредственного управления и программного управления. В первом случае исполнитель ожидает команд от человека и каждую поступившую команду немедленно выполняет. Во втором случае исполнителю сначала задается полная последовательность команд (программа), а затем он выполняет все эти команды в автоматическом режиме.

Примеры исполнителей: Черепашка, Вычислитель, Робот.

· Формальное исполнение алгоритма. Обычно исполнитель ничего не знает о цели алгоритма. Он выполняет все полученные команды, не задавая вопросов «почему» и «зачем», т.е. он действует формально. Это обеспечивает возможность автоматизации деятельности человека. Для этого:

1. Процесс решения задач представляется в виде последовательности простейших операций;

2. Создается машина (автоматическое устройство), способная выполнять эти операции в последовательности, заданной в алгоритме;

3. Человек освобождается от рутинной работы, выполнение алгоритма поручается автоматическому устройству.

В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.

· Способы записи алгоритма

o Словесное описание. Самой простой является запись алгоритма в виде набора высказываний на обычном разговорном языке. Словесный способ не имеет широкого распространения, так как такие описания:

ü строго не формализуемы;

ü страдают многословностью записей;

ü допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.

o Построчная запись. Это запись на естественном языке, но с соблюдением некоторых дополнительных правил:

ü Каждое предписание записывается нас новой строки;

ü Предписания (шаги) алгоритма нумеруются;

ü Исполнение алгоритма происходит в порядке возрастания номеров шагов, начиная с первого (если не встречается никаких специальных указаний).

o Графическая запись (Блок-схема). Наиболее наглядным считается графических способ записи алгоритмов и самым распространенным среди них – блок-схема. Для отображения алгоритма в виде блок-схемы используется стандартный набор графических объектов (блоков). Она строится из блоков, соединенных стрелками. Стрелки изображают последовательность вычислений.

 

	Начало и конец алгоритма
	Описание ввода и вывода данных
Последовательность команд	Описание линейной последовательности команд
	Обозначение условий в алгоритмических структурах «ветвление» и «выбор»
	Объявление переменных или ввод комментариев

o На алгоритмических языках. Алгоритмические языки – формальные языки, предназначенные для записи алгоритмов. Каждый из них характеризуется:

ü Алфавитом – набором используемых символов;

ü Синтаксисом – системой правил, по которым из символов алфавита образуются правильные конструкции языка;

ü Семантикой – системой правил, строго определяющей смысл и способ употребления конструкций языка.

· Объекты алгоритмов

o Величина. В информатике отдельный информационный объект (число, символ, строка, таблица и др.) называются величиной. Величины делятся на постоянные (константы) и переменные.

o Постоянной (константа) называется величина, значение которой указывается в тексте алгоритма и не меняется в процессе его исполнения.

o Переменной называется величина, значение которой меняется в процессе исполнения алгоритма. При исполнении алгоритма в каждый момент времени переменная обычно имеет значение, называемое текущим значением переменной. В алгоритмах над величинами выполняются некоторые операции (арифметические, логические и др.). Объекты, над которыми выполняются операции, называются операндами.

o Тип. Множество величин, объединенных определенной совокупностью допустимых операций, называют величинами определенного типа.

o Имя. Для ссылок на величины используют их имена (идентификаторы).

o Присваивание. Задать конкретное значение величины можно с помощью операции присваивания (:=).Свойства присваивания:

ü Пока переменной не присвоено значение, она остается неопределенной;

ü Значение, присвоенное переменной, сохраняется в ней вплоть до выполнения следующего присваивания этой переменной нового значения;

ü Если мы присваиваем некоторой переменной очередное значение, то предыдущее ее значение теряется безвозвратно.

o Выражение – языковая конструкция для вычисления значения с помощью одного или нескольких операндов. Выражения записываются в виде линейных последовательностей символов. Порядок выполнения операций определяется скобками и приоритетом (старшинством) операций; операции одинакового приоритета выполняются слева направо. Различают арифметические, логические и строковые выражения.

o Таблица. В практической деятельности человека часто используются всевозможные таблицы. При этом наиболее часто встречаются линейные и прямоугольные таблицы.

ü Линейная таблица (одномерный массив) представляет собой набор однотипных данных, записанных в одну строку или один столбец. Элементы строки (столбца) всегда нумеруются.

ü Прямоугольная таблица (двумерный массив) – это упорядоченный некоторым образом набор строк (столбцов), содержащих одинаковое количество элементов. Строки прямоугольных таблиц имеют свою нумерацию, столбцы свою. Всей совокупности элементов табличной величины дается одно имя. Элементы различают по их номерам, называемым индексами.

· Основные алгоритмические конструкции. Для записи любого алгоритма достаточно трех основных алгоритмических конструкций (структур): следования, ветвления и повторения.

o Следование – алгоритмическая конструкция, отображающая естественный, последовательный порядок действий.

o Алгоритмы, в которых используется только структура следования, называются линейными алгоритмами.

o Ветвление – Алгоритмическая конструкция, в которой в зависимости от результата проверки условия (да или нет) предусмотрен выбор одной из двух последовательностей действий (ветвей).

o Алгоритмы, в основе которых лежит структура ветвление, называют разветвляющимися.

o Повторение – алгоритмическая конструкция, представляющая собой последовательность действий, выполняемых многократно.

o Алгоритмы, содержащие конструкцию повторения, называют циклическими или циклом. Последовательность действий, многократно повторяющаяся в процессе выполнения цикла, называется телом цикла. В зависимости от способа организации повторений различают три типа циклов

1. Цикл с заданным числом повторений

2. Цикл с заданным условием продолжения работы

3. Цикл с заданным условием окончания работы.

· Конструирование алгоритмов

o Последовательное построение алгоритма – один из основных методов конструирования алгоритмов. Иначе он называется методом пошаговой детализации или методом разработки алгоритма «сверху вниз». Его суть состоит в том, что: исходная задача разбивается на несколько частей, каждая из которых проще всей задачи, и решение каждой части формулируется в отдельной команде; если получаются команды, выходящие за пределы возможностей исполнителя, то они представляются в виде совокупности еще более простых предписаний. Процесс продолжается до тех пор, пока все предписания не будут понятны исполнителю.

o Вспомогательный алгоритм – алгоритм, целиком используемый в составе другого алгоритма.

o Формальные параметры – параметры, используемые при описание алгоритма.

o При конкретном обращении к вспомогательному алгоритму формальные параметры заменяются фактическими параметрами, т.е. именно теми величинами, для которых будет исполнен вспомогательный алгоритм. Типы, количество и прядок следования формальных и фактических параметров должно совпадать.

o Алгоритм, в котором прямо или косвенно содержится ссылка на него же как на вспомогательный алгоритм, называют рекурсивным.

· Алгоритмы управления

o Управление – это процесс целенаправленного воздействия на объект; осуществляется для организации функционирования объекта по заданной программе.

o Кибернетика – наука об управлении

Управляемым объектом (объектом управления) может быть техническое устройство, один человек или коллектив.

Управляющим объектом (управляющей системой) может быть человек, коллектив, а может быть и техническое устройство.

o Последовательность команд по управлению объектом, приводящая к заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.

o Обратная связь – это процесс передачи информации о состоянии объекта управления в управляющую систему.