Как вы понимаете формальное исполнение алгоритма
Алгоритм и его формальное исполнение
Описание разработки
Алгоритм – это: последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд.
Не вникая в содержание поставленной задачи, а строго выполняя последовательность действий, предусмотренную алгоритмом. Пример: компьютер выполняет программу.
Вопросы для размышления:
Какие из вышеперечисленных правил являются алгоритмами:
Ветвление – это форма организации действий, при которой в зависимости от выполнения или невыполнения некоторого условия совершается либо одна, либо другая последовательность действий
Словесная запись: если условие то команда 1 иначе команда 2
Алгоритмическая структура «ветвление»
Команды выполняются в зависимости от истинности условия
Простое условие включает в себя два числа, две переменных или два арифметических выражения, которые сравниваются между собой
Составить блок-схему алгоритма
Дано целое число, если оно является положительным, то прибавить к нему 1, в противном случае не изменять его. Вывести полученное число
Дано целое число, если оно является положительным, то прибавить к нему 1, в противном случае вычесть из него 2. Вывести полученное число.
Содержимое разработки
Не вникая в содержание поставленной задачи, а строго выполняя последовательность действий, предусмотренную алгоритмом.
Пример: компьютер выполняет программу
? Вопросы для размышления
Какие из вышеперечисленных правил являются алгоритмами:
? Вопросы для размышления
В чем состоит различие между естественными языками и языками программирования
Алгоритм, в котором команды выполняются последовательно одна за другой
Алгоритмы с ветвлением
Базовая структура ветвления
9 X=A-8 X=A+8 Вывод X Конец 11 » width=»640″
Задание: Выполнить вычисления по алгоритму, заданному блок-схемой
3, 2*8=4*4 » width=»640″
Алгоритмическая структура «ветвление»
Составить блок-схему алгоритма
Переменная, имя и значение
Как записать значение в переменную?
При записи нового значения старое стирается!
Оператор – это команда языка программирова-ния (инструкция).
Оператор присваивания – это команда для записи нового значения в переменную.
Составить блок-схему алгоритма
Алгоритмическая структура «выбор»
Выполняется одна из нескольких последовательностей команд при истинности соответствующего условия
Составить блок-схему алгоритма
Алгоритмическая структура «цикл»
Серия команд выполняется многократно
Цикл со счетчиком: когда заранее известно, какое число повторений тела цикла необходимо выполнить;
Цикл с условием: количество повторений тела цикла зависит от некоторого условия
Блок-схема цикла со счетчиком
Блок-схема цикла с условием
? Вопросы для размышления
? Вопросы для размышления
Пример 1. Пешеход шел по пересеченной местности. Его скорость движения по равнине v1 км/ч, в гору — v2 км/ч и под гору — v3 км/ч. Время движения соответственно t1, t2 и t3 ч. Какой путь прошел пешеход?
1. Ввести v1, v2, v3, t1, t2, t3.
6. Вывести значение S.
Составить блок- схемы следующих алгоритмов
то y := sin(x) если a b то a := 2*a; b := 1 иначе b := 2*b
b то a := 2*a; b := 1 иначе b := 2*b все » width=»640″
5: i := i+1 при a = 0: j := j+1 иначе i := 10; j:=0 все » width=»640″
Алгоритм и его формальное исполнение
Уфимский государственный нефтяной технический университет
АЛГОРИТМИЗАЦИЯ
ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ
VISUAL BASIC
Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования
Алгоритм и его формальное исполнение
Алгоритм – строго детерминированная последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд.
Слово “алгоритм” происходит от “algorithmi” – латинской формы написания имени выдающегося математика IX века аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических операций.
Если алгоритм разработан, то его можно поручить для выполнения любому исполнителю ( в том числе и компьютеру), не знакомому с решаемой задачей. Точно следуя правилам алгоритма, исполнитель получит ее решение.
Пример 1. Составим алгоритм решения квадратного уравнения 
:
1. Выделить символы с l по 15
2. Вырезать этот фрагмент и поместить его в буфер обмена
3. Установить курсор на позицию после 7-го символа
4. Вставить из буфера вырезанный фрагмент текста
К алгоритму предъявляются следующие требования:
1. Алгоритмы состоят из отдельных команд, которые исполнитель выполняет одну за другой в определенной последовательности. Разделение информационного процесса в алгоритме на отдельные команды является важным свойством алгоритма и называется дискретностью.
2. Алгоритм должен быть понятен исполнителю. Каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным, выполнение алгоритма носит механический характер – это свойство алгоритма называется определенностью.
3. Запись алгоритма должна быть такова, чтобы, выполнив очередную команду, исполнитель точно знал, какую команду необходимо выполнить следующей – это свойство алгоритма называется детерминированностью.
4. Должно быть определено начальное состояние объекта и его конечное состояние (цель преобразования). Алгоритм должен обеспечивать преобразование объекта из начального состояния в конечное за конечное число шагов – это свойство называется результативностью.
5. Алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде так, чтобы его можно было применить к решению данного класса задач, различающихся лишь исходными данными. Например, в алгоритме решения квадратного уравнения значения a,b,c можно поменять и решить другое уравнение. Это свойство алгоритма называется массовостью.
Алгоритм можно фиксировать несколькими способами:
1. На естественном языке, как был написан алгоритм решения квадратного уравнения.
2. В виде блок-схемы. Существуют гос. стандарты, определяющие правила выполнения блок-схем и обозначений. Типичные действия алгоритма изображаются следующими геометрическими фигурами:
3. На специальном языке.
Специальные языки – алгоритмические языки, близки к естественному, но имеют жесткие правила, которые должен понимать компьютер. Алгоритм, записанный на специальном языке, понятном компьютеру, называется программой. Компьютер понимает только машинные команды, то есть набор нулей и единиц. На заре компьютерной эры ( 50-е годы XX века) программы писались на машинном языке и представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц, такие языки программирования назывались языками низкого уровня, языком программирования низкого уровня (близким к машинному) является Assembler. Достоинством языков низкого уровня является то, что с их помощью создаются самые эффективные программы (краткие и быстрые), обычно их применяют для написания программ-драйверов устройств, но их очень трудно изучить, ведь для каждого типа процессора свой язык Assembler. В 60-70 годах для облегчения труда программистов начали создаваться языки программирования высокого уровня ( более понятные человеку, чем компьютеру), формальные языки, кодирующие алгоритмы в виде предложений. Они строились на основе использования определенных инструкций (операторов), жестко определенного списка ключевых слов и строгих правил построения предложений (синтаксиса). Для того чтобы реализовать эти правила и практически получить результаты программы на компьютере, создавалась специальная программа – транслятор, которая переводила программу с алгоритмического языка в машинный код. По принципу действия различают два вида трансляторов: компиляторы и интерпретаторы. Интерпретаторы работают как синхронные переводчики: берут один оператор из программы, транслируют его в машинный код и исполняют, лишь только после того, как исполнение прошло успешно, интерпретатор берет следующий оператор. Если какой-то оператор многократно используется в программе, интерпретатор будет добросовестно выполнять его перевод так, как будто встретил его впервые. Компиляторы обрабатывают программу в несколько приемов. Сначала они несколько раз просматривают исходный текст (исходный код), находят общие места, выполняют проверку на наличие синтаксических ошибок и противоречий, а лишь потом переводят программу в машинный код. Программа получается компактной и эффективной. Если программа написана на интерпретируемом языке программирования, то ее можно выполнить лишь на том компьютере, на котором установлен данный интерпретатор, программы, написанные на компилируемых языках программирования, работают на любом компьютере и делают это в сотни раз быстрее. Наиболее широко распространенным типом языков программирования высокого уровня являются процедурные языки. Одним из первых процедурных языков был Бейсик (Basic), созданный в 1964 году. Далее появились QBasic, Pascal, C++. В настоящее время наибольшей популярностью пользуются системы объектно-ориентированного визуального программирования Microsoft Visual Basic (VB), Borland Delphi, Borland C и т.д.). Для создания приложений в среде Windows&Office используется язык программирования Visual Basic for Applications (VBA).
Алгоритм и его формальное исполнение
Описание разработки
Алгоритм – это: последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд.
Не вникая в содержание поставленной задачи, а строго выполняя последовательность действий, предусмотренную алгоритмом. Пример: компьютер выполняет программу.
Вопросы для размышления:
Какие из вышеперечисленных правил являются алгоритмами:
Ветвление – это форма организации действий, при которой в зависимости от выполнения или невыполнения некоторого условия совершается либо одна, либо другая последовательность действий
Словесная запись: если условие то команда 1 иначе команда 2
Алгоритмическая структура «ветвление»
Команды выполняются в зависимости от истинности условия
Простое условие включает в себя два числа, две переменных или два арифметических выражения, которые сравниваются между собой
Составить блок-схему алгоритма
Дано целое число, если оно является положительным, то прибавить к нему 1, в противном случае не изменять его. Вывести полученное число
Дано целое число, если оно является положительным, то прибавить к нему 1, в противном случае вычесть из него 2. Вывести полученное число.
Содержимое разработки
Не вникая в содержание поставленной задачи, а строго выполняя последовательность действий, предусмотренную алгоритмом.
Пример: компьютер выполняет программу
? Вопросы для размышления
Какие из вышеперечисленных правил являются алгоритмами:
? Вопросы для размышления
В чем состоит различие между естественными языками и языками программирования
Алгоритм, в котором команды выполняются последовательно одна за другой
Алгоритмы с ветвлением
Базовая структура ветвления
9 X=A-8 X=A+8 Вывод X Конец 11 » width=»640″
Задание: Выполнить вычисления по алгоритму, заданному блок-схемой
3, 2*8=4*4 » width=»640″
Алгоритмическая структура «ветвление»
Составить блок-схему алгоритма
Переменная, имя и значение
Как записать значение в переменную?
При записи нового значения старое стирается!
Оператор – это команда языка программирова-ния (инструкция).
Оператор присваивания – это команда для записи нового значения в переменную.
Составить блок-схему алгоритма
Алгоритмическая структура «выбор»
Выполняется одна из нескольких последовательностей команд при истинности соответствующего условия
Составить блок-схему алгоритма
Алгоритмическая структура «цикл»
Серия команд выполняется многократно
Цикл со счетчиком: когда заранее известно, какое число повторений тела цикла необходимо выполнить;
Цикл с условием: количество повторений тела цикла зависит от некоторого условия
Блок-схема цикла со счетчиком
Блок-схема цикла с условием
? Вопросы для размышления
? Вопросы для размышления
Пример 1. Пешеход шел по пересеченной местности. Его скорость движения по равнине v1 км/ч, в гору — v2 км/ч и под гору — v3 км/ч. Время движения соответственно t1, t2 и t3 ч. Какой путь прошел пешеход?
1. Ввести v1, v2, v3, t1, t2, t3.
6. Вывести значение S.
Составить блок- схемы следующих алгоритмов
то y := sin(x) если a b то a := 2*a; b := 1 иначе b := 2*b
b то a := 2*a; b := 1 иначе b := 2*b все » width=»640″
5: i := i+1 при a = 0: j := j+1 иначе i := 10; j:=0 все » width=»640″
Свойства алгоритмов (продолжение темы)
Для ознакомления с первой частью статьи пройдите по этой ссылке в рамках сайта «Что делать» (https://todid.ru).
ДЕТЕРМИНИРОВАННОСТЬ АЛГОРИТМОВ…
Следующее требование, которое предъявляется к алгоритмам, связано с необходимостью их однозначного понимания, отсутствия какой бы то ни было неопределенности в их трактовке. Кроме того, алгоритм должен обладать свойством детерминированности (определенности), а полученный результат не должен зависеть от пожеланий или уровня подготовленности того, кто осуществляет алгоритмический процесс.
Это относится не только к каждому шагу алгоритма (вот почему очень важно представлять алгоритм в виде совокупности отдельных элементарных действий), но и к их последовательности.
В записи алгоритма должна быть указана точная последовательность выполнения всех его шагов: такое свойство алгоритмов называется точностью.
ФОРМАЛЬНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ АЛГОРИТМА
Итак, кто бы ни был исполнителем алгоритма, алгоритм в целом и предписываемые им действия на каждом шагу должны быть однозначными и давать однозначно определяемые результаты.
Это означает, что выполнение заранее разработанного алгоритма может осуществляться механически (принято говорить о «формальном исполнении алгоритма»), не оставляя места для фантазий и творчества. Действия исполнителя однозначно определены: не вникать в смысл того, что делает, и тем не менее получать требуемый результат.
Иногда, говоря об осознании возрастающей роли алгоритмов в нашей жизни, и особенно – об их широком использовании в процессе обучения, о формировании алгоритмических навыков, алгоритмического мышления, алгоритмической культуры, задают вопрос: не является ли определенность алгоритмических действий тормозом для развития интеллекта, не исключает ли она то специфическое, что присуще собственно человеческой деятельности?
Для таких опасений нет серьезных оснований. Ведь для составления алгоритмов решения разнообразных задач необходима творческая инициатива, а когда алгоритм уже создан, то лучше, выполняя установленные предписания, с гарантией получить нужный результат.
Если возникнет желание усовершенствовать алгоритм, то и это возможно, но тогда будет получен уже другой алгоритм, для разработки которого необходимо время и средства.
Самое главное заключается в том, что процедура формального исполнения алгоритма может быть поручена любому из исполнителей, если они в состоянии выполнить каждое отдельное из указанных действий, но, может быть, сами недостаточно компетентны в данной области и не могут этот алгоритм составить самостоятельно.
Принципиальное значение имеет тот факт, что реализация алгоритма, его формальное исполнение может быть поручено машине, автоматическому устройству, которое выполняет отдельные предписания в нужной последовательности.
Это и является причиной широкого применения в различных областях нашей жизни автоматических устройств, и прежде всего компьютеров, которые освобождают человека от большой и трудоемкой работы, связанной, например, со сложными вычислениями.
Наша жизнь выдвигает столько сложных и трудоемких задач, что без помощи электронной техники с ними было бы попросту невозможно справиться.
Весьма существенно, что для разных исполнителей выполнение одного и того же действия, предусмотренного алгоритмом, сопряжено с различной степенью трудности.
Каждый алгоритм, как правило, строится в расчете на определенного исполнителя, способного его выполнить, т.е. способного выполнить любое действие, из которых этот алгоритм состоит.
СИСТЕМА КОМАНД ИСПОЛНИТЕЛЯ АЛГОРИТМА
Указания, предписывающие выполнение отдельных действий, называют командами. Множество команд, которые в состоянии выполнить данный исполнитель, называется системой команд исполнителя (СКИ). Ясно, что алгоритм может быть понят и выполнен в том случае, если каждая его команда входит в систему команд исполнителя.
Разработка программ, которые описывают различные технологические процессы, и методически обоснованное предъявление их учащимся составляют важный компонент педагогической деятельности, способствуя овладению основными трудовыми умениями и навыками.
Специальные исследования показывают, что составление алгоритмов, усвоение правильной последовательности выполнения действий, технологических операций играют важную роль в профессиональном обучении.
ИТОГО
Для формирования правильной последовательности действий в педагогической практике широко применяются: