Что называют линейным алгоритмом
Что называют линейным алгоритмом
1) встань;
2) умойся;
3) сделай зарядку;
4) оденься;
5) позавтракай;
6) собери портфель.
С помощью блок-схемы данный алгоритм можно изобразить так:
Учебные исполнители используются для обучения составлению управляющих алгоритмов.
Рассмотрим работу с учебным исполнителем Кенгуренок, который занимается рисованием на экране компьютера и является графическим исполнителем.
Например : Кенгуренок находится в середине поля и смотрит на восток. Надо нарисовать букву «Т» с длиной каждой линии, равной четырем шагам.
В режиме прямого управления система команд исполнителя следующая: шаг, поворот, прыжок.
Режим программного управления следует трактовать как имитацию ситуации, когда объектом управляет компьютер. Роль человека – составление алгоритма, сохранение программы и инициализация ее исполнения компьютером. В режиме программного управления по-прежнему используются команды шаг, поворот, прыжок. Однако в этом режиме есть еще и другие команды, которые будут рассмотрены позже.
Будем осваивать программирование на примерах решения конкретных задач. С новыми командами СКИ будем знакомиться по мере появления потребности в них.
Исходное состояние – чистый лист. Исполнитель находится в точке, где будет находиться левый конец горизонтального отрезка, направление – на восток. Результат выполнения программы показан ниже.
Структура такой программы (алгоритма) называется линейной. Команды выполняются одна за другой, каждая только один раз. Для решения этой задачи оказалось достаточно той части СКИ, которая используется в режиме прямого управления.
АЛГОРИТМ — что это. Понятие, свойства, структура и виды
Алгоритм. Практически все в нашем мире подчиняется каким-то законам и правилам. Современная наука не стоит на месте, благодаря чему человечеству известна масса формул и алгоритмов, следуя которым, можно рассчитать и воссоздать множество действий и строений, созданных природой, и воплотить в жизнь идеи, придуманные человеком. В этой статье мы разберем основные понятия алгоритма.
История появления алгоритмов
Алгоритм — понятие, появившиеся в XII веке. Само слово «алгоритм» происходит от латинской интерпретации имени известного математика среднего востока Мухаммеда аль Хорезми, который написал книгу «Об индийском счете». В этой книге описано, как правильно записывать натуральные числа, используя арабские цифры, и приведено описание алгоритма действий столбиком над такими числами.
В XII веке книга «Об индийском счете» была переведена на латинский язык, тогда-то и появилось данное определение.
Взаимодействие алгоритма с человеком и машиной
Создание алгоритма требует творческого подхода, поэтому новый список последовательных действий может создать только живое существо. А вот для исполнения уже существующих инструкций фантазию иметь не обязательно, с этим справится даже бездушная техника.
Отличным примером точного исполнения заданной инструкции является пустая микроволновая печь, которая продолжает работать, несмотря на отсутствие пищи внутри нее.
Субъект или объект, которому не обязательно вникать в суть алгоритма, называется формальным исполнителем. Человек тоже может стать формальным исполнителем, однако в случае нерентабельности того или иного действия мыслящий исполнитель может все сделать по-своему. Поэтому основными исполнителями являются компьютеры, микроволновые печи, телефоны и другая техника. Понятие алгоритма в информатике имеет самое важное значение. Каждый алгоритм составляется с расчетом на конкретного субъекта, с учетом допустимых действий. Те объекты к которым субъект может применить инструкции, составляют среду исполнителя.
Практически все в нашем мире подчиняется каким-то законам и правилам. Современная наука не стоит на месте, благодаря чему человечеству известна масса формул и алгоритмов, следуя которым, можно рассчитать и воссоздать множество действий и творений природы и воплотить в жизнь идеи, придуманные человеком. В этой статье мы разберем основные понятия алгоритма.
Что такое алгоритм?
Большинство действий, которые мы выполняем в течение своей жизни, требуют соблюдений ряда правил. От того, насколько верное представление имеет человек о том что, как и в какой последовательности он должен сделать, зависит качество и результат выполнения поставленных перед ним задач. С детства родители пытаются выработать в своем чаде алгоритм основных действий, например: проснуться, заправить постель, умыться и почистить зубы, сделать зарядку, позавтракать и т. д., список, который человек всю жизнь выполняет с утра тоже можно считать своеобразным алгоритмом.
Алгоритм — это понятие, обозначающее подборку инструкций, которые необходимо выполнять человеку для того, чтобы решить определенную задачу.
Вообще, алгоритм имеет множество определений, несколько ученых характеризуют его по-разному.
Если алгоритм, применяемый человеком ежедневно, у каждого свой, и может изменятся в зависимости от возраста и ситуаций, в которых оказывается исполнитель, то свод действий, которые нужно выполнить для решения математической задачи или для использования техники, един для всех и всегда остается неизменным.
Существует разное понятие алгоритма, виды алгоритмов тоже разнятся — к примеру, для человека, который преследует какую-либо цель, и для техники.
В наш век информационных технологий люди ежедневно выполняют свод инструкций, созданных до них другими людьми, ведь техника требует при использовании точного исполнения ряда действий. Поэтому основная задача преподавателей в школах — научить детей пользоваться алгоритмами, быстро схватывать и изменять уже существующие правила в соответствии со сложившейся ситуацией. Структура алгоритма является одним из тех понятий, которое изучается на уроке математики и информатики в каждой школе.
Основные свойства алгоритма
Часто в школах, чтобы дать детям более понятное описание алгоритмов, учителя приводят в пример приготовление пищи по кулинарной книге, изготовление лекарства по рецепту или процесс мыловарения на основе мастер-класса. Однако, учитывая второе свойство алгоритма, в котором говорится о том, что каждый пункт алгоритма должен быть настолько понятным, чтобы его мог выполнить абсолютно любой человек и даже машина, можно прийти к выводу что любой процесс, требующий проявления хоть какой-то фантазии, алгоритмом назвать нельзя. А готовка и рукоделие требуют определенных навыков и хорошо развитого воображения.
Существуют разные типы алгоритмов, но есть три основных.
Цикличный алгоритм
В таком типе некоторые пункты повторяются по несколько раз. Список действий, которые необходимо повторить для достижения цели, называется телом алгоритма.
Итерация цикла — это выполнение всех пунктов, входящих в тело цикла. Части цикла, которые постоянно выполняются определенное количество раз, называются циклом с фиксированным числом итераций.
Те части цикла, частота повторения которых зависит от ряда условий, называются неопределёнными.
Самый простой вид цикла — это фиксированный.
Линейные типы алгоритмов
Инструкции таких схем выполняются однократно в той последовательности, в которой они представлены. Например, линейным алгоритмом можно считать процесс заправки постели или чистки зубов. Также к этому типу относятся математические примеры, где присутствуют лишь действия сложения и вычитания.
Разветвляющийся алгоритм
В разветвляющимся типе есть несколько вариантов действий, какое из них будет применено, зависит от условия.
Пример. Вопрос: «Идет дождь?» Варианты ответов: «Да» или «Нет». Если «да» — откройте зонт, если «нет» — положите зонт в сумку.
Вспомогательный алгоритм
Вспомогательный алгоритм можно использовать в других алгоритмах, указав лишь его название.
Термины, встречающиеся в алгоритмах
Условие находится между словами «если» и «тогда».
Например: если вы знаете английский язык, тогда нажмите один. В этом предложении условием будет часть фразы «вы знаете английский язык».
Данные — сведения, которые несут определенную смысловую нагрузку и представлены в таком виде, чтобы их можно было передавать и использовать для данного алгоритма.
Алгоритмический процесс — решение задачи по алгоритму с применением определенных данных.
Структура алгоритма
Алгоритм может иметь различную структуру. Для того чтобы описать алгоритм, понятие которого зависит и от его строения, можно воспользоваться целым рядом различных способов, например: словесный, графический, с помощью специально разработанного алгоритмического языка.
Какой из способов будет использован, зависит от нескольких факторов: от сложности задачи, от того, насколько нужно детализировать процесс решения задачи и т. д.
Графический вариант построения алгоритма
Графический алгоритм — понятие, подразумевающие под собой разложение действий, которые нужно выполнить для решения определенной задачи, по определенным геометрическим фигурам.
Графические схемы изображаются не как попало. Для того чтобы их мог понять любой человек применяются чаще всего блок-схемы и структурограммы Насси-Шнейдермана.
Также блок-схемы изображаются в соответствии с ГОСТ-19701-90 и ГОСТ-19.003-80.
Графические фигуры, применяемые в алгоритме, делятся на:
В графическом алгоритме геометрические фигуры, используемые для обозначения данных, называются блоками.
Все блоки идут в последовательности «сверху вниз» и «слева направо» — это правильное направление потока. При правильной последовательности линии, соединяющие между собой блоки, не показывают направление. В остальных случаях направление линий обозначается с помощью стрелок.
У правильной схемы алгоритма не должно быть больше одного выхода из обрабатывающих блоков и менее двух выходов из блоков, отвечающих за логические операции и проверку выполнения условий.
Как правильно построить алгоритм?
Структура алгоритма, как было сказано выше, должна строиться по ГОСТ, иначе она не будет понятна и доступна окружающим.
Общая методика по записи включает в себя следующие пункты:
При составлении алгоритма следует отметить действия, которые позволят производить нужные для решения задачи действия над выбранными данными. Примерный вид алгоритма:
Правильное построение схемы существенно облегчит вычисление алгоритмов.
Геометрические фигуры, отвечающие за разные действия в алгоритме
Горизонтально расположенный овал — начало и конец (знак завершения).
Горизонтально расположенный прямоугольник — вычисление или другие действия (знак процесса).
Горизонтально расположенный параллелограмм — ввод или вывод (знак данных).
Горизонтально расположенный ромб — проверка условия (знак решения).
Вытянутый, горизонтально расположенный шестиугольник — модификация (знак подготовки).
Модели алгоритмов представлены ниже на рисунке.
Формульно-словестный вариант построения алгоритма.
Формульно-словестные алгоритмы записываются в произвольной форме, на профессиональном языке той области, к которой относится задача. Описание действий таким способом осуществляют с помощью слов и формул.
Понятие алгоритма в информатике
В компьютерной сфере все строится на алгоритмах. Без четких указаний, введенных в виде специального кода, не будет работать ни одна техника или программа. На уроках информатики ученикам стараются дать основные понятия алгоритмов, научить пользоваться ими и самостоятельно их создавать.
Создание и использование алгоритмов в информатике — процесс более творческий, чем, например, выполнение указаний к решению задачи в математике.
Существует также специальная программа «Алгоритм», которая помогает людям, несведущим в области программирования, создавать свои собственные программы. Такой ресурс сможет стать незаменимым помощником для тех, кто делает первые шаги в информатике и хочет создавать свои игры или любые другие программы.
С другой стороны, любая программа — алгоритм. Но если алгоритм несет в себе лишь действия, которые нужно выполнять, вставляя свои данные, то программа уже несет в себе готовые данные. Еще одно отличие — это то, что программа может быть запатентована и являться частной собственностью, а алгоритм нет. Алгоритм — понятие более обширное, нежели программа.
Вывод
В этой статье мы разобрали понятие алгоритма и его виды, узнали, как правильно записывать графические схемы.
Линейный тип алгоритмов
Вы будете перенаправлены на Автор24
Линейный тип алгоритмов — это алгоритм, в котором операции следует выполнять в порядке их расположения, одну за другой, вне зависимости от других условий.
Общие сведения
Все алгоритмы, которые выполняют функцию решения поставленной задачи, как правило, оперируют некоторым набором данных. Под данными понимается какая-либо информация, которая представлена в структурированном виде и пригодна для использования её алгоритмом. Информационные данные, заданные ещё до реализации алгоритма, называются входными (начальными, исходными) данными. Итоговые результаты, полученные после выполнения алгоритма (решения задачи) называются выходными, конечными данными. Все данные делятся на два типа:
Все переменные и константы имеют своё только им присущее имя, числовые значения и типы. Специальные идентификаторы применяются для задания имён переменным и константам. Сам идентификатор может быть представлен как последовательный набор буквенных и цифровых символов, но при этом он всегда начинается с буквы. Все переменные и константы помещаются в ячейки памяти в виде чисел в двоичном коде. Информационные данные подразделяются по их типам, что является фундаментальной основой программ. Во всех языках программирования есть своя методология определения типов данных. Но при этом в любом языке существует требуемый комплект основополагающих типов данных, который включает в себя:
Готовые работы на аналогичную тему
При этом тип значения определяет ещё три особенности:
Типы констант возможно определить по контексту, то есть по конкретному написанию в текстовой форме. А типы переменных могут быть установлены путём описания каждой переменной. Существует другой метод классификации данных, по формату структуры данных. Данные подразделяются на имеющие структуру (структурированные) и простые. Простые данные, которые ещё имеют название скалярных, это когда одна величина соответствует одному значению. У структурированных данных одной величине может соответствовать много значений. Структурированными данными считаются массивы, множества и так далее.
Линейный тип алгоритмов
Типы алгоритмов зависят от характеристик выполняемых задач. Известны следующие типы алгоритмов:
Под линейными понимаются алгоритмы, в которых все операции выполняются поочерёдно в строго заданной последовательности, причём каждая операция одноразовая и осуществляется чётко за предшествующей командой.
К таким алгоритмам, к примеру, относится расчёт по простым, не имеющим альтернативных вариантов, выражениям, которые также не имеют никаких ограничивающих условий на имеющиеся переменные. Обычно, линейные алгоритмы выступают составляющим элементом более сложных алгоритмов.
Линейные алгоритмы формируются из команд присваивания, ввода-вывода и использования вспомогательных алгоритмов. Главной простой операцией в алгоритмах вычислений, считается задание определённого значения переменной. Поскольку константа сразу имеет определённое формой её записи значение, то переменным величинам определённое числовое или логическое значение присваивается в процессе работы алгоритма. Присваиванием называется операция, запоминающая значение выражения справа от знака равно (=), для переменной или составляющей массива, которые расположены слева от этого знака. При выполнении операции присваивания может выполняться изменение типа данных, если имеется их несовпадение. Операция присваивания может быть выполнена следующими методами:
Операция (команда) присваивания подразумевает следующий набор действий компьютера:
Команда присваивания обладает тремя основными свойствами:
Могут быть использованы также следующие форматы выражения алгоритмов:
При постановке задачи требуется назначить переменные, значения которых будут задаваться как исходные, и переменные, величины которых требуется определить, и, кроме того, требуется указать формальную связь этих переменных. Табличный формат выражения алгоритма возможно применять только для линейных алгоритмов вычислений. Очерёдность операций, заданных таблицей, должна выполнять следующие требования:
Алгоритмизация | Лекция №3
Линейные и разветвляющиеся алгоритмы
Содержание:
Данные. Понятие типа данных
Алгоритм, реализующий решение некоторой конкретной задачи, всегда работает с данными. Данные – это любая информация, представленная в формализованном виде и пригодная для обработки алгоритмом.
Данные делятся на переменные и константы.
Переменные – это такие данные, значения которых могут изменяться в процессе выполнения алгоритма.
Константы – это данные, значения которых не меняются в процессе выполнения алгоритма.
вычислить площадь круга по формуле S=пR 2
В данном алгоритме необходимо объявить две переменные:
Константой является число п.
Любая константа, как и переменная, занимает ячейку памяти, а значение этих величин определяется двоичным кодом в этой ячейке.
Типы констант определяются по контексту, т.е. по форме записи в тексте. А типы переменных устанавливаются в описаниях переменных.
Операции
Внутр.представле ние
Целые положительные и отрицательные числа.
Формат с фиксированной точкой
Любые (целые и дробные) числа.
Формат с плавающей точкой
Логические операции: И(and), ИЛИ(or), НЕ(not).
Любые символы компьютерного алфавита.
Коды таблицы символьной кодировки. 1 символ – 1 байт.
ЭВМ – исполнитель алгоритмов
Независимо от того, на каком языке программирования будет написана программа, алгоритм решения любой задачи на ЭВМ может быть составлен из команд:
Линейные алгоритмы
Тип алгоритма определяется характером решаемой задачи в соответствии с его командами задачи. Различают три типа алгоритмов: линейные, разветвляющиеся, циклические.
Линейными называются алгоритмы, в которых все действия осуществляются последовательно друг за другом, при этом каждая команда выполняется только один раз строго после той команды, которая ей предшествует.
Таким, например, является алгоритм вычисления по простейшим безальтернативны м формулам, не имеющий ограничений на значения входящих в эти формулы переменных. Как правило, линейные процессы являются составной частью более сложного алгоритма.
Линейный алгоритм составляется из команд присваивания, ввода, вывода и обращения к вспомогательным алгоритмам.
Присваивание – это операция, которая значение выражения, стоящее справа от символа «=» запоминает в переменной или элементе массива, стоящем слева. При присваивании происходит преобразование типов данных, если они не совпадают.
Присваивание может осуществляться двумя способами:
Например : вычислить дробь 
Формат команды присваивания следующий:
Переменная := выражение
Знак « :=» нужно читать как «присвоить».
Команда присваивания обозначает следующие действия, выполняемые компьютером:
1. вычисляется выражение ;
2. полученное значение присваивается переменной.
Поскольку присваивание является важнейшей операцией в вычислительных алгоритмах, обсудим ее более подробно.
В приведенной ниже таблице напротив каждой команды присваивания указываются значения переменных, которые устанавливаются после ее выполнения.
Линейные алгоритмы — схема, структура и вычисление
Повседневная жизнь каждого человека состоит из решения огромного количества задач разной сложности на работе или во время учебы. Некоторые задачи настолько просты, что, выполняя их, мы выполняем определенные действия автоматически, даже не задумываясь об этом. Решение любой задачи, даже самой простой, обычно осуществляется последовательно в несколько этапов. Этот тип последовательности при поиске и устранении неисправностей называется алгоритмом. Сегодня мы увидим, что такое линейные алгоритмы, как представлена их структура, как они решаются и программируются.
Алгоритмический язык
Это понятие является точным предписанием исполнителю выполнить определенную последовательность действий, которая направлена на решение проблемы.
Этот язык является средством описания алгоритмов, которые обычно ориентированы на пользователя.
Если говорить на компьютерном языке, это точный рецепт, определяющий вычислительный процесс. Это, в свою очередь, ведет от исходных данных, которые меняются, к исходному результату.
Разработка алгоритма — довольно сложный и трудоемкий процесс. Это методика составления (разработки) последовательности действий, предназначенных для решения проблем с помощью компьютера.
Свойства алгоритма
Линейные алгоритмы. Информатика 9 класса
Мы уже рассмотрели определения и свойства этого понятия. Теперь поговорим о его видах:
Нас интересуют линейные алгоритмы. Какие они? Они содержат команды, которые необходимо выполнять одну за другой в четкой последовательности.
Линейная структура алгоритма может быть записана в устной и графической форме.
Возьмем такой пример, записанный в устной форме. Итак, задача: подготовиться к школе. Решение:
Графическая форма описанного выше процесса будет представлять следующее:
Линейный алгоритм в виде блок-схемы
Блок-схема представляет собой иллюстративное представление алгоритма, в котором каждый отдельный шаг представлен с использованием блоков, представленных в виде множества геометрических фигур. Кроме того, взаимосвязь между фазами (другими словами, последовательность выполнения по фазам) указывается стрелками, соединяющими фигуры (блоки). Каждый блок сопровождается надписью. Для типовых действий в линейном алгоритме используются следующие геометрические фигуры:
Здесь с помощью таких блок-схем проиллюстрировано решение линейных алгоритмов. Далее поговорим об особенностях присвоения значений.
Линейные вычислительные алгоритмы
Основное элементарное действие в алгоритме расчета — присвоить переменной определенное значение. В случае, если значение константы определяется типом ее обозначения, переменная получит конкретное значение только после присвоения. Это можно сделать двумя способами: с помощью команды assign; используя команду ввода.
Пример решения линейного алгоритма
Вот пример описания правил деления обыкновенных дробей по линейному алгоритму, который в школьных учебниках имеет следующее содержание:
a / b: c / d = (a * d) / (b * d) = m / n.
Итак, построим алгоритм деления дробей для компьютера. Чтобы не запутаться, будем использовать одинаковые обозначения для переменных приведенной выше формулы a, b, c, d — исходные данные в виде целочисленных переменных. Также получатся целые числа. Решение на алгоритмическом языке будет следующим:
alg Деление на дроби
неповрежденный a, b, c, d, m, n
Графическая форма решения
Схема описанного выше линейного алгоритма выглядит так:
Команда присваивания имеет следующий формат:
Знак «: =» читается как назначить.
Назначение — это команда, которую компьютер должен выполнить:
Вышеупомянутый алгоритм содержит две инструкции в качестве присваивания. На блок-схеме команда присваивания должна быть записана в прямоугольнике, который называется вычислительным блоком.
При описании линейных алгоритмов не требуется особого соблюдения строгих правил при написании выражений. Вы можете записать их, используя обычную математическую форму. В конце концов, это не жесткий синтаксис языка программирования.
В приведенном примере алгоритма также присутствует команда ввода:
Команда ввода на блок-схеме записывается в виде параллелограмма, то есть в блоке ввода-вывода. Выполняя эту команду, процессор останавливает свою работу до тех пор, пока пользователь не выполнит определенные действия. А именно: пользователь должен ввести входные переменные (их значения) на устройстве ввода (клавиатуре) и нажать Enter, которая является клавишей ввода. Важно, чтобы значения вводились в том же порядке, что и соответствующие переменные в списке ввода.
Линейный алгоритм. Его программирование
Как упоминалось в начале этой статьи, линейные программы могут включать в себя следующие операторы:
То есть с помощью перечисленных операторов программируются линейные алгоритмы.
Итак, оператор присваивания на языке программирования записывается следующим образом:
Пусть A = B, где A — переменная, B — выражение. Например, A = Y + 20.
Оператор ввода выглядит так:
ВХОД, например: ВХОД C
Оператор вывода данных, значений записывается в следующем виде:
НАЖМИТЕ. Например, PRINT C.
Возьмем простой пример. Мы должны написать программу, которая находит сумму чисел A и B, введенных с клавиатуры.
На языке программирования у нас получится программа, текст которой представлен ниже.
Операторы ввода, вывода в языке программирования Паскаль
Паскаль не различает специальные операторы для операций ввода и вывода, в которых используются линейные алгоритмы. В программах обмен информацией осуществляется с использованием интегрированных процедур. Поскольку в предварительном описании стандартной процедуры нет необходимости, оно доступно для каждой программы, содержащей вызов. Кроме того, название упомянутой процедуры не появляется как зарезервированное слово.
При вводе данных эти операторы используются для обозначения стандартной процедуры ввода данных, уже встроенной в программу.
Прочтите (A, B, C), где A, B, C — переменные, которые необходимо вставить в ОЗУ для хранения.
Readlnn (x1, y, x2) — после завершения ввода курсор перемещается в начало новой строки.
Леггилнн; — указывает на ожидание нажатия «Enter». Обычно этот оператор вставляется в текст перед последним «End», чтобы сохранить результаты выполнения программы на экране содержимого.
Отображение данных на экране монитора осуществляется с помощью следующих операторов:
Тип (A, B, C) — после указания значений A, B, C в строке курсор не покидает текущую строку.
Наберите n (z, y, z2) — после завершения отображения значений курсор в этой позиции переместится на новую строку.
Пишу; — указывает на пропуск строки и переход к началу новой.
именно с помощью таких простых операторов осуществляется ввод и вывод данных на языке Паскаль.