Алгоритмические языки

     Получится более короткий и понятный алгоритм:

     Алгоритм  Число «1919»

     Начало; сделай ЕДИНИЦА; прыжок; сделай ДЕВЯТЬ; прыжок; сделай ЕДИНИЦА; прыжок; сделай ДЕВЯТЬ; конец

     Где ЕДИНИЦА и ДЕВЯТЬ вспомогательные алгоритмы:  

 

     7.5 Метод последовательной  детализации 

     Использованный  нами подход облегчает программирование сложных задач. Задача разбивается  на более простые подзадачи. Решение  каждой оформляется в виде вспомогательного алгоритма, а основной алгоритм организует связку между ними.

     Метод программирования, при котором сначала  пишется основная программа, в ней  записываются обращения к пока еще  не составленным подпрограммам, а потом  описываются эти подпрограммы, называется методом последовательной (пошаговой) детализации. Причем количество шагов детализации может большим, поскольку сами подпрограммы могут содержать внутри себя обращения к другим подпрограммам.

     Сборочный метод

     Возможен  и другой подход к построению сложных  программ: первоначально составляется множество подпрограмм, которые могут понадобиться при решении задачи, а затем пишется основная программа, содержащая обращения к ним. Подпрограммы могут быть объединены в библиотеку подпрограмм и сохранены в долговременной памяти компьютера. Такую библиотеку можно постепенно пополнять новыми подпрограммами.

     Например, если для управления графическим  исполнителем создать библиотеку процедур рисования всех букв и цифр, то программа  получения любого текста будет состоять из команд обращения к библиотечным процедурам.

     Описанный метод называется сборочным программированием.

     Часто в литературе по программированию используется такая терминология: метод последовательной детализации называют программированием сверху вниз, а сборочный метод — программированием снизу вверх. 
 
 
 
 

     8. Величины: константы, переменные, типы величин. Присваивание, ввод и вывод величин. Линейные алгоритмы работы с величинами 

     Уже известно, что всякий алгоритм составляется для конкретного исполнителя. Сейчас в качестве исполнителя мы будем рассматривать компьютер, оснащенный системой программирования на определенном языке.

     Компьютер-исполнитель  работает с определенными данными  по определенной программе. Программа  – это алгоритм записанный на каком-либо языке программирования. Данные –  это множество величин.

     Компьютер работает с информацией, хранящейся в его памяти. Отдельный информационный объект (число, символ, строка, таблица  и пр.) называется величиной.

     Величины  в программировании, как и в  математике, делятся на переменные и константы. Значение константы остается неизменной в течении всей программы, значение переменной величины может изменяться.

     У каждой переменной есть имя, тип и текущее значение. Имена переменных называют идентификаторами (от глагола «идентифицировать», что значит «обозначать», «символизировать»). В качестве имен переменных могут быть буквы, цифры и другие знаки. Причем может быть не одна буква, а несколько. Примеры идентификаторов: a, b5, x, y, x2, summa, bukva10...

     Существуют  три основных типа величин, с которыми работает компьютер: числовой, символьный и логический. Тип данных характеризует внутреннее представление, множество допустимых значений для этих данных, а также совокупность операций над ними. В зависимости от типа переменной в памяти компьютера будет выделена определенная область.

 

       

     Наглядно  переменную можно представить как  коробочку, в которую можно положить на хранение что-либо. Имя переменной – это надпись на коробочке, значение – это то, что хранится в ней  в данный момент, а тип переменной говорит о том, что допустимо  класть в эту коробочку.

     Всякий  алгоритм строится исходя из системы  команд исполнителя, для которого он предназначен. 

       

     Независимо  от того, на каком языке программирования будет написана программа, алгоритм работы с величинами, обычно, составляется из следующих команд:

• присваивание;
• ввод;
• вывод;

     Значения  переменным задаются с помощью  оператора присваивания. Команда присваивания – одна из основных команд в алгоритмах работы с величинами. При присваивании переменной какого-либо значения старое значение переменной стирается и она получает новое значение.

     В языках программирования команда присваивания обычно обозначается либо «:=» (двоеточие  и равно), либо «=» (равно). Значок «:=» (или «=») читается «присвоить». Например: z := x + y.

     Компьютер сначала вычисляет выражение x + y, затем результат присваивает переменной z, стоящей слева от знака «:=».

     Если  до выполнения этой команды содержимое ячеек, соответствующих переменным x, y, z, было таким: 

 

     то  после выполнения команды z := x + y оно станет следующим: 

 

     Прочерк в ячейке z обозначает, что начальное число в ней может быть любым. Оно не имеет значения для результата данной команды.

     Если  слева от знака присваивания стоит  числовая переменная, а справа –  математическое выражение, то такую  команду называют арифметической командой присваивания, а выражение – арифметическим.

     В частном случае арифметическое выражение  может быть представлено одной переменной или одной константой.

     Например: 

     x := 7

     a := b + 10

     c := x 

     Значения  переменных, являющихся исходными данными решаемой задачи, как правило, задаются вводом. На современных компьютерах ввод чаще всего выполнятся в режиме диалога с пользователем. По команде ввода компьютер прерывает выполнение программы и ждет действий пользователя. Пользователь должен набрать на клавиатуре вводимые значения переменных и нажать клавишу <ВВОД>. Введенные значения присвоятся соответствующим переменным из списка ввода, и выполнение программы продолжится.

     Команд  ввода в описаниях алгоритмов обычно выглядит так:

     ввод <список переменных>

     или

     ввод (<список переменных>)

     Вот схема выполнения приведенной выше команды.

1. Память до выполнения команды:

 

     2. Компьютер получил команду ввод (а, в, с), прервал свою работу и ждет действий пользователя.

     3. Пользователь набирает на клавиатуре:

     1 3 5

     и нажимает клавишу <ВВОД> (<Enter>).

     4. Память после выполнения команды: 

 

     При выполнении пункта 3 вводимые числа  должны быть отделены друг от друга  какими-нибудь разделителями. Обычно это  пробелы.

     Следовательно, можно сделать вывод:

     Переменные  величины получают конкретные значения в результате выполнения команды  присваивания или  команды ввода.

     Если  переменной величине не присвоено никакого значения (или не введено), то она  является неопределенной. Иначе говоря, ничего нельзя сказать, какое значение имеет эта переменная.

     Результаты  решения задачи сообщаются компьютером  пользователю путем выполнения команды вывода.

     Команда вывода в описаниях алгоритмов обычно выглядит так:

     вывод <список вывода>

     или

     вывод (<список вывода>)

     Например: вывод (x1, х2).

     По  этой команде значения переменных x1 и х2 будут вынесены на устройство вывода (чаще всего это экран).

     Для примера составим алгоритм вычисления периметра треугольника. Нам потребуется 4 переменных для хранения значения длин сторон треугольника и его периметра. Периметр – это сумма всех сторон.

     Алгоритм  Вычисление периметра  треугольника

     переменные  a, b, c, p – целые

     начало

     ввод (а, b, c)

     p := a + b+ c

     вывод (p)

     конец

     Сначала компьютер запросит значения переменных a, b, c у пользователя, затем произведет вычисления и выведет результат на экран.

     Строка  переменные a, b, c, p - целые - называется описанием переменных. Некоторые языки программирования требуют обязательного описания всех переменных до начала их использования в программе, некоторые – относятся более лояльно. 

     

 

     Полученный  алгоритм имеет линейную структуру. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     9. Логические величины, операции, выражения. Логические выражения в качестве условий в ветвящихся и циклических алгоритмах 

     Для того чтобы понять работу ветвящихся и циклических алгоритмов, рассмотрим понятие логического выражения.

     В некоторых случаях выбор варианта действий в программе должен зависеть от того, как соотносятся между  собой значения каких-то переменных.

     В результате сравнения значений двух выражений возможны два варианта ответа: сравнение истинно или ложно?

     Например: 

     2+3 > 3+1 - да (истинно)

     0 < -5 - нет (ложно) 

     Выражения такого вида мы будем называть логическими выражениями.

     Логическое  выражение, подобно математическому  выражению, выполняется (вычисляется), но в результате получается не число, а логическое значение: истина (true) или ложь (false). Логическая величина – это всегда ответ на вопрос, истинно ли данное высказывание.