Способы записи алгоритма

Программирование на языке высокого уровня

1 часть

 

 

Учебное пособие

 

 

Москва 2007

УДК

ББК

 

 

Рекомендовано к изданию в качестве учебного пособия

редакционно- издательским советом МГУПИ

 

 

Рецензенты:

доц. М.П. Гришкина (МГАТУ)

 

 

Т.И. Скворцова.

Программирование на языке высокого уровня: учебное пособие. - М.:МГУПИ, 2007 - кол-во с. 55

 

В данном учебном пособии основное внимание уделено основам составления алгоритмов и стандартным способам построения программ. На основе системы программирования Турбо Паскаль описаны принципы построения языков высокого уровня, такие как описания типов данных, операторы, процедуры и функции и т.д. Рассматриваются примеры написания программ с использованием различных конструкций языка Турбо Паскаль.

 

 

–55c., ил., библиогр.: 5 назв

 

 

УДК

ББК

 

© Т.И. Скворцова, 2007

© МГУПИ, 2007

 

Оглавление

1. Основы алгоритмизации. 5

1.1. Алгоритмизация и требования к алгоритму. 5

1.2. Блок-схемы алгоритмов. 5

1.2.1. Способы записи алгоритма. 5

1.2.2. Блок-схемы.. 6

1.2.3. Следование, ветвление, цикл. 6

1.3. Этапы разработки программы.. 8

1.3.1. Язык программирования. Программа. 8

1.3.2. Этапы разработки. 9

1.4. Ошибки. 10

1.4.1. Компилятор. Синтаксис и семантика. 10

1.4.2. Типы ошибок. 10

2. Алфавит языка Турбо Паскаль. Программа. 11

2.1. Идентификаторы.. 11

2.2. Разделители. 11

2.3. Специальные символы.. 11

2.4. Структура Pascal-программы.. 12

3. Типы данных. 13

3.1. Структура типов данных. 14

3.2. Простые типы.. 14

3.2.1. Порядковые типы.. 14

3.2.1.1 Целые типы. 14

3.2.1.1.1. Встроенные процедуры и функции, применимые к целым типам. 15

3.2.1.2. Логический тип. 16

3.2.1.3. Символьный тип. 16

3.2.1.4. Перечисляемый тип. 17

3.2.1.5. Тип-диапазон (интервальный тип). 17

3.2.2. Вещественные типы.. 18

3.3. Константы и переменные. 19

3.4. Преобразование типов. 20

4. Операторы.. 21

4.1. Ввод данных. 21

4.2. Вывод данных. 21

4.3. Составной оператор. 22

4.4. Условный оператор. 22

4.5. Операторы циклов. 24

4.5.1. Оператор FOR.. 24

4.5.2. Оператор WHILE. 26

4.5.3. Оператор REPEAT. 28

4.5.4. Стандартные функции для циклов. 29

4.6. Оператор выбора CASE. 29

5. Массивы.. 30

5.1 Определение массива. 30

5.2. Ввод/вывод одномерного массива (вектора). 31

5.3 Типизированные константы – массивы.. 33

5.4. Сортировка массивов (ранжирование) 34

6. Процедуры и функции. 38

6.1. Подпрограммы.. 38

6.2. Параметры. Глобальные и локальные описания. 39

6.3. Процедуры.. 39

6.4. Функции. 41

6.5. Процедура EXIT. 42

6.6. Рекурсия. 43

6.7. Директивы подпрограмм. 43

6.8. Открытые массивы.. 44

7. Записи. 44

7.1.Определение и правила записи. 44

7.2. Оператор присоединения. 46

7.3. Записи с вариантами (экономия пространства) 47

8. Множества. 50

8.1. Понятие множества. 50

8.2. Конструктор множества. 50

8.3. Операции над множествами. 51

8.4. Примеры программ, использующих множества. 52

Литература. 56

 

Основы алгоритмизации

Алгоритмизация и требования к алгоритму

Процессор электронно-вычислительной машины (ЭВМ) или персонального компьютера (ПК) — это ее "мозг", который умеет выполнять лишь простейшие команды. Для решения сложных задач обработки информации программист должен составить алгоритм — последовательность операций, приводящая к искомому результату за конечное число. Составление такого пошагового описания процесса решения задачи называется ее алгоритмизацией. Происхождение слова алгоритм связано с математикой. Оно появилось в результате искажения имени арабского математика 9 в н.э. аль-Хорезми, которым были описаны правила выполнения основных арифметических действий в д.с.с. Слово алгоритм, по существу, является синонимом таких слов, как способ, рецепт и т. п.

Требования, предъявляемые к алгоритму:

- однозначность — предлагаемые действия должны быть "понятны" компьютеру, а порядок исполнения этих действий должен быть единственно возможным, любая неопределенность или двусмысленность недопустимы;

- массовость— пригодность алгоритма для решения не только данной задачи, а множества родственных задач, относящихся к общему классу;

- детерминированность — повтор результата при повторе исходных данных;

- корректность— способность алгоритма давать правильные результаты решения задачи при различных исходных данных;

- конечность— решение задачи должно быть получено за конечное число шагов алгоритма, "зацикливание" недопустимо;

- эффективность — для успешного решения задачи должны использоваться ограниченные ресурсы конкретного компьютера (время работы процессора, объем оперативной памяти, быстродействие жесткого диска и др.).

Блок-схемы алгоритмов

Способы записи алгоритма

Разработка алгоритма решения задачи — сложный творческий процесс. Записать алгоритм в виде компьютерной программы без каких-либо предварительных рассуждений может только опытный программист при решении небольшой по объему, четко поставленной задачи. В реальной жизни такие задачи встречаются редко, поэтому обычно разработчик сначала продумывает алгоритм и записывает его в какой-либо удобной форме, а затем реализует алгоритм в виде программы.

При разработке сложных коммерческих программных продуктов часто алгоритмизацию выполняет один человек, а запись программы по имеющемуся алгоритму — другой. Следовательно, необходимо иметь такие способы записи алгоритмов, которые легко воспринимаются человеком, но являются достаточно строгими, чтобы их можно было впоследствии перевести на язык компьютера.

Существуют различные варианты записи алгоритмов. К основным относятся описательный и графический способы. Описательным называется алгоритм, составленный на естественном, в частности, математическом языке. Графический способ отличает компактная и наглядная форма записи в виде специальных графических знаков с указанием связи между ними.

Блок-схемы

При разработке программ рекомендуется использовать графический способ записи алгоритма в виде блок-схемы. Блок-схема— это графическое изображение алгоритма в виде плоских геометрических фигур (блоков), соединенных линиями. Внутри блока записывается действие, которое нужно выполнить, или условие, которое необходимо проверить. Блок-схема — стандартный способ записи алгоритма, существует государственный стандарт (ГОСТ), содержащий перечень правил построения блок-схем.

Основные блоки, которые используются при составлении графического алгоритма, изображены на рис. 1, где а— овал означаетначало (конец) алгоритма;

б — параллелограмм содержит информацию о входных и выходных данных-блок ввода/вывода;

в — прямоугольник – записываются действия, в результате которых данные изменяют свои значения - блок вычислений (операционный блок);

г — ромб -записываются условия, подлежащее проверке с целью выбора варианта продолжения работы- блок сравнения (условный) блок;

д — цикл с параметром (для параметра цикла i указывается его начальное и конечное значение, шаг равен единице). Конструкция "цикл с параметром" отдельно ГОСТом не регламентируется, однако приведенное обозначение (шестиугольник) разрешено использовать для различных целей, поэтому такое изображение цикла на блок-схеме часто встречается в литературе по программированию;

е) - блок подпрограммы – внутрь записывается имя процедуры (функции);

ж )- блок выбора - записывается ключ выбора, от значения которого происходит выбор варианта продолжения работы;

					оператор

 

нет

 

да

а б в г

 

 

д) е) ж)

Рис. 1. Условные обозначения на схемах алгоритмов