Алгоритм

Рис. 1. Представление алгоритма вычислительного процесса.

Основными свойствами алгоритма являются:

1. Детерминированность (определенность). Предполагает получение одно­значного результата процесса при заданной исходной информации. Благо­даря этому свойству процесс выполнения алгоритма носит механический ха­рактер.

1. Результативность. Указывает на наличие таких исходных данных, для которых реализуемый по заданному алгоритму вычислительный процесс должен через конечное число шагов остановиться и выдать искомый результат.

2. Массовость. Это свойство предполагает, что алгоритм должен быть приго­ден для решения всех задач данного типа.

3. Дискретность. Означает расчлененность определяемого алгоритмом вы­числительного процесса на отдельные этапы, возможность выполнения ко­торых исполнителем (компьютером) не вызывает сомнений.

Алгоритм должен быть формализован по некоторым правилам посредством конкретных изобразительных средств. К ним относятся следующие способы записи алгоритмов: словесный, формульно-словесный, графический, язык операторных схем, алгоритмический язык.

Наибольшее распространение благодаря своей наглядности получил графиче­ский (блок-схемный) способ записи алгоритмов.

Блок-схемой алгоритма называется графическое изображение логической структуры алго­ритма, в котором каждый этап процесса обработки информации представ­ляется в виде геометрических символов (блоков), имеющих определенную конфигурацию в зависимости от характера выполняемых операций.

Не вдаваясь во все тонкости проектирования блок- схем алгоритмов, исполь­зуем обозначения некоторых символов для описания логики рассматриваемых нами вычислительных процессов (см. таблицу).

Таблица 1. Некоторые символы блок-схем

Алгоритмизация основных видов вычислительных процессов.

При всем многообразии алгоритмов решения задач в них можно выделить три основных вида вычислительных процессов:

• линейный;

• ветвящийся;

• циклический.

Линейным называется такой вычислительный процесс, при котором все этапы решения задачи выполняются в естественном порядке следования записи этих этапов.

Ветвящимся называется такой вычислительный процесс, в котором выбор направления обработки информации зависит от исходных или промежуточных данных (от результатов проверки выполнения какого - либо логического условия).

Циклом называется многократно повторяемый участок вычислений.

Классификация циклов представлена на рисунке:

Циклы

с определенным числом с неопределенным числом

повторений повторений

( с параметром )

с предусловием с постусловием

Вложенными называются циклы, расположенные один в другом. Цикл, являющийся внешним, включает в свое тело внутренний цикл полностью.

Массивом называется совокупность элементов с одинаковыми свойствами. Любой массив характеризуется :

• именем;

• размерностью;

• типом элементов.

Каждый элемент массива имеет определенное значение, координаты своего местоположения в массиве и обозначается при помощи переменной с индексами. Количество индексов зависит от размерности массива.

Массивы могут быть одномерные, двумерные и т. д. В данном разделе остановимся на изучении массивов числового вещественного типа обычной точности.

Обработка любого массива представляет собой циклический вычислительный процесс (как правило, цикл с параметром), в котором параметрами циклов яв­ляются индексы, а в теле циклов используются выражения с индексированными переменными.

Основными видами задач обработки массивов являются:

• определение суммы значений элементов, произведения значений элементов и среднего арифметического для всех элементов массива;

• определение суммы значений, произведения значений, количества элементов и среднего арифметического для элементов массива, удовлетворяющих определенным условиям;

• определение максимального (минимального) по значению элемента и его местоположения в массиве;

• упорядочение значений элементов в массиве.

Одномерный массив носит название вектора. Элементы одномерного массива имеют по одному индексу. Этот индекс соответствует номеру элемента в векторе.

Рассмотрим вектор A, состоящий из 7 элементов значениями: 30, 25, 18, 20, 7, 11, 9. Любой элемент этого вектора обозначается A( i ) , где i -индекс, 1 <= i <= 7.

При i=1 A( i ) = 30 или A( 1 )= 30;

при i= 5 A ( i ) = 7 или A ( 5 ) = 7.

Элементы одномерного массива располагаются один за другим в последова­тельно расположенных байтах памяти.

Двухмерный массив носит название матрицы. Рассмотрим числовую матрицу B, состоящую из 4 строк и 3 столбцов (см. рис. 42).

3 2 8

1 6 9

1<= i<=4 10 4 7

5 2 1

1<=j<=3

Рис. 6. 2. Пример числовой матрицы, состоящей из 4 строк и 3 столбцов.

Расположение элемента в двухмерном массиве определяется номером строки и номером столбца, на пересечении которых находится этот элемент, поэтому каждый элемент матрицы имеет два индекса: первый индекс указывает на номер строки, а второй индекс показывает номер столбца.