Презентация по основам алгоритмизации на тему "Способы представления алгоритмов"

Ленинск-Кузнецкий, 2022
ГПОУ «Ленинск-Кузнецкий политехнический техникум»
Преподаватель Щеглова Алена Александровна
Теоретическое занятие
для студентов II курса
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Способы представления алгоритмов

Что такое алгоритм?
Верно ли высказывание, что любая последовательность действий называется алгоритмом?
Перечислите свойства алгоритмов с краткой характеристикой каждого.


Проверка домашнего задания

4. Дана последовательность действий, является ли она алгоритмом?
Подготовка  к  рисованию
1.  Открыть баночку  с  краской
2.  Окунуть в  банку  кисть
3.  Надеть халат
4.  Рисовать  на  бумаге
5.  Расстелить  бумагу  на  столе

Проверка домашнего задания

5. Приведите пример алгоритма с указанием в нем свойств

Проверка домашнего задания

6. Даны числа: 4, 26, 10, 55
Используя алгоритм, вычисли результат. ВЫЧИСЛИТЬ РЕЗУЛЬТАТ
1 Взять число __
2 Прибавить к числу 10
3 Если полученное число меньше или равно 20, то умножить его на 2, иначе
перейти к строке № 4
4 Вычесть 5
5 Запиши результат в ячейке.
6 Стоп

Проверка домашнего задания

Актуализация знаний
Перед Вами три вида описания алгоритма, как Вы считаете, чем они отличаются?

Словесная форма. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке
Недостаток: при составлении сложных алгоритмов описание становится громоздким и ненаглядным
Формы представления алгоритмов
Алгоритм «Использование домофона»
начало
Набрать номер квартиры
Нажать кнопку «Вызов»
Услышав прерывистый сигнал, ждите ответа
Услышав ответ, говорите
Услышав звуковой сигнал, входите
конец

2. Псевдокод представляет собой систему обозначений и правил, предназначенную для единообразной записи алгоритмов.
Служебные слова алгоритмического языка (псевдокода)

Формы представления алгоритмов

Алг название алгоритма
Нач
Серия команд алгоритма
Кон

Формы представления алгоритмов
алг Вычисление гипотенузы
нач
дано k1=3, k2=4,
z:=k12 // Вычислить квадрат k1 и запомнить в переменной z z2:=k22 // Вычислить квадрат k2 и запомнить в переменной
g = 𝒛+𝒛𝟐 // Вычислить гипотенузу g
рез g.
кон

3. Графический способ (блок-схемы)
При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков и стрелок, соединяющих эти блоки
Формы представления алгоритмов
Набрать номер квартиры
Нажать кнопку «Вызов»
Услышав ответ говорите
Услышав звуковой сигнал, входите
начало
Конец

В блок-схеме каждому типу действий соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа





Блок-схемы

Блок-схемы

Блок-схема строится сверху вниз
В любой блок-схеме имеется один элемент, соответствующий началу, и один элемент, соответствующий концу
Должен быть хотя бы один путь из начала блок-схемы к любому элементу
Должен быть хотя бы один путь от каждого элемента блок-схемы в конец блок-схемы
Правила построения блок-схем

Блок-схема
Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий
Набрать номер квартиры
Нажать кнопку «Вызов»
Услышав ответ говорите
Услышав звуковой сигнал, входите
начало
Конец

Блок-схема
Вычислите значение переменной m, если a=10, b=2, c=8

Найдите результат вычисления блок-схемы




Блок-схемы
Начало
a, b
x: = a – 2 * b
x
Конец

Найдите результат вычисления блок-схемы




Блок-схемы
Результат оформить в виде таблицы, если x=8

Величина – это отдельный информационный объект, например символ, число, таблица и др.
Константа – это величина, которая задается в начале алгоритма, и не изменяется в процессе его выполнения
Переменная  – это величина, которая меняет свое значение в процессе выполнения алгоритма
Операнды – это объекты, с которыми производятся операции.





Величины

Каждая величина имеет свое имя, оно может состоять из латинских букв, цифр, других знаков
Величины могут быть разных типов





Величины

Арифметические выражения состоят из чисел и переменных, арифметических операций, служат для нахождения числового значения.











Классификация выражений
= x*y/z
=(a^3+b^3)/(b*c)
Найти и исправить ошибку в записи:

5x+1 a+sinx

((a+b)/c**3
или x^2

2. Логическое выражение — это составное высказывание, состоящее из простых высказываний, которые объединены логическими операциями, т.е. НЕ, И, ИЛИ.
 НЕ (А ИЛИ В);
3. Строковые выражения состоят из величин символьного типа. Могут соединяться операцией сцепления «+».
Например,
А= студент,
В= Петров,
А+В= студент Петров




Выражения

Команда присваивания нужна для вычисления значений выражений и присваивания их значений переменным
Общий вид:
<имя_переменной> := <выражение>
 Знак «:=» читается как присвоить и заменяет предыдущее значение переменной, стоящей в левой части на новое, которое находится в правой части
Знаки «=» и «:=» — это разные знаки. Знак равно обозначает равенство двух величин. А знак «:=» присваивает новое значение переменной
A:=10;
B:=(A+4)/2;
А:=В-2;
В:=А+В;
 




Команда присваивания

Команда присваивания
Запишите по правилам алгоритмического языка выражение
с−𝒅 𝟏 𝟐 +𝒈

Команда присваивания
Запишите по правилам алгоритмического языка выражение
с−𝒅 𝟏 𝟐 +𝒈 + 𝒙 𝟑 𝟐𝒖

Команда присваивания
Определите значение переменной C после исполнения данного алгоритма
A :=1;
B := 1+ 2 * A;
A := B / A;
C := A + 2 * B;

Команда присваивания
Запишите в обычной математической форме арифметические выражения:
((u+v)^2)/(u/v)+(2*u-v)

Принцип последовательной детализации алгоритма (проектирование сверху-вниз). Сложная задача разбивается на ряд более простых задач. Для каждой подзадачи составляется свой, с точки зрения решения основной задачи вспомогательный алгоритм
2. Принцип "от главного к второстепенному", предполагающий составление алгоритма, начиная с главной конструкции. При этом, часто, приходится "достраивать" алгоритм в обратную сторону, например, от середины к началу.
3. Принцип структурирования, т.е. использования только типовых алгоритмических структур при построении алгоритма. Нетиповой структурой считается, например, циклическая конструкция, содержащая в теле цикла дополнительные выходы из цикла.

Принцип построения блок-схем

Сложная задача разбивается на ряд более простых задач. Для каждой подзадачи составляется свой, с точки зрения решения основной задачи вспомогательный алгоритм

задача
подзадача
подзадача
подзадача
Принцип последовательной детализации

Пример. Какую особенность в этом алгоритме вы можете отметить?






Начало
Сесть в лодку двум туристам
Переплыть
Высадить одного туриста
Переплыть
Сесть в лодку двум туристам
Переплыть
Высадить одного туриста
Переплыть
Конец
Сесть в лодку двум туристам
Переплыть
Высадить всем туристам
Принцип последовательной детализации

Пример. Какую особенность в этом алгоритме вы можете отметить?






Начало
Сесть в лодку двум туристам
Переплыть
Высадить одного туриста
Переплыть
Конец
Высадить всем туристам
Переправа
Конец
Переправа
Сесть в лодку двум туристам
Переплыть
Переправа
Принцип последовательной детализации

Подзадачи могут также разбиваться на более простые задачи и т.д. В результате некоторые вспомогательные алгоритмы могут стать основными по отношению к вспомогательных более низкого уровня. Процесс пошаговой детализации заканчивается, когда задачи очередного уровня окажутся совсем простыми. Метод пошаговой детализации универсален. Он применим для решения задач из разных областей жизни.

задача
подзадача
подзадача
подзадача
Принцип последовательной детализации

Пример. Вычислить z=2x+3y, где x=a-2b, y=3х-b






Начало
a, b
x: = a – 2 * b
x
Конец
Начало
y: = 3 * x - b
y
Конец
х
Начало
z: = 2 * x + 3 * y
z
Конец
y
Принцип последовательной детализации

Цикл - управляющая структура, организующая многократное выполнение указанного действия.
Цикл – процесс повторения одних и тех же операций (группы команд) Тело цикла – это последовательность операций (команд), которая повторяется многократно заданное количество раз или до тех пор, пока не будет выполнено условие.




Циклический алгоритм

Цикл «пока» (цикл с предусловием):






Проверяется условие, если оно истинное, то происходит переход к выполнению Команда 1, иначе происходит выход из цикла. Команда 1 выполняется до тех пор, пока истинно условие




Циклический алгоритм
Тело цикла
Условие
Да
Нет

Циклический алгоритм
Найти слово в словаре
Есть слова?
Да
Нет
Какой результат будет при выполнении данного алгоритма?
Записать найденное слово в тетрадь
Составить предложение

Циклический алгоритм
Купить пирожок
Есть чувство голода?
Да
Нет
Пример. Какой результат будет при выполнении данного алгоритма?
Съесть пирожок

Циклический алгоритм
Пример. Написать результат выполнения алгоритма при S=1,5

Цикл «до» (цикл с постусловием):






Исполнение цикла начинается с выполнения действия. После этого происходит проверка условия. Если условие не выполняется, то происходит возврат к выполнению действий. Если условие истинно, то осуществляется выход из цикла.




Циклический алгоритм
Тело цикла
Условие
Да
Нет

Циклический алгоритм
Найти слово в словаре
Есть слова?
Да
Нет
Пример. Измените цикл «пока» перевода предложения с иностранного языка на цикл «до»
Записать найденное слово в тетрадь
Составить предложение

Циклический алгоритм
Пример. Написать результат выполнения алгоритма при
х=-1

Описать в словесной форме алгоритм вычисления периметра прямоугольника
 




Линейный алгоритм
а
b

Цикл с параметром




Используется, когда заранее известно количество повторений операций тела цикла.
Параметр цикла – это переменная, определяющая количество повторений (итераций), т.к. известно - первое значение, при котором тело цикла будет выполнено первый раз, последнее значение, при котором тело цикла будет выполнено последний раз и величина изменения параметра (шаг) на которую надо увеличить параметр после каждой итерации.
Шаг – числовой показатель изменения параметра после каждой итерации




Циклический алгоритм
Команда 1
Счетчик = Нач.знач, Кон.знач, шаг

Циклический алгоритм
Пример. Написать результат выполнения алгоритма при
N=5