Мариупольский строительный техникум Предметная комиссия информационных дисциплин Подготовил: Корюков Игорь Вячеславович Решение задач с использованием. - презентация

1 Мариупольский строительный техникум Предметная комиссия информационных дисциплин Подготовил: Корюков Игорь Вячеславович Решение задач с использованием компьютера. Алгоритмы и программы. Введение в программирование

2 Этапы решения задач на компьютере 1.Постановка задачи (формулировка задачи) На этом этапе чётко излагается условие задачи, выделяются исходные данные для её решения, даются точные указания, какие результаты и в каком виде должны быть получены 2.Математическая постановка задачи Заключается в записи условия задачи с помощью математических обозначений и в определении исходных данных. Задача должна быть сформулирована четко и однозначно.

3 3.Выбор метода решения и численный анализ Выбирается метод, наиболее приемлемый для решения данной задачи. Подбираются формулы, по которым выполняются вычисления. Численный анализ проводится с целью выявления возможности возникновения некорректных арифметических операций (деление на 0 и т.п.). 4.Разработка алгоритма Устанавливается необходимая последовательность арифметических и логических действий, с помощью которых может быть реализован выбранный метод.

4 5.Составление программы Заключается в записи алгоритма на языке программирования, который представляет собой совокупность символов и правил их использования для описания процессов решения задач на компьютере. Текст программы, записанный на выбранном языке (Си, Паскаль, Бейсик), вводится в память компьютера и обрабатывается специальной программой – транслятором. Транслятор переводит исходный текст программы на внутренний язык машины. 6.Тестирование и отладка программы. На этом этапе проверяется правильность работы программы на конкретном примере, исправляются обнаруженные ошибки.

5 7.Решение задачи и анализ результатов. Производится по отлаженной программе для всего необходимого множества исходных данных. Постановка задачи (формулировка задачи) Математическая постановка задачи Выбор метода решения и численный анализ Разработка алгоритма Составление программы Тестирование и отладка программы Решение задачи и анализ результатов

6 Этапы создания программы Алгоритм Текст программы на каком-либо языке программирования Машинный код CLS INPUT a s=a*a PRINT s END Очистить экран Ввести а Вычислить площадь Вывести результат программисттранслятор начало Очистить экран

7 Транслятор средство для преобразования текстов из одного языка, понятного человеку, в другой язык, понятный компьютеру. Транслятор ИнтерпретаторКомпилятор последовательно анализирует и исполняет каждую строку программы проводит полный анализ написанной программы и формирует уже готовый к исполнению машинный код

8 Алгоритм Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) ученый из города Хорезма Абдулла (или Абу Джафар) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми создал книгу по математике, в которой описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Само слово алгоритм возникло в Европе после перевода на латынь книги этого математика. Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

9 Пример: Алгоритм открывания двери 1. Достать ключ из кармана. 2. Вставить ключ в замочную скважину. 3. Повернуть ключ два раза против часовой стрелки. 4. Вынуть ключ

10 Свойства алгоритмов 1. Дискретность (алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке); 2. Детерминированность (любое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае); 3. Конечность (каждое действие и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения); 4. Массовость (один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными); 5. Результативность (отсутствие ошибок, алгоритм должен приводить к правильному результату для всех допустимых входных значениях).

11 Виды алгоритмов 1. Линейный алгоритм (описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке); 2. Циклический алгоритм (описание действий, которые должны повторятся указанное число раз или пока не выполнено задание); 3. Разветвляющийся алгоритм (алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий) 4. Вспомогательный алгоритм (алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя).

12

13 Представления алгоритма В устной форме. В письменной форме на естественном языке. В письменной форме на формальном языке. Для более наглядного представления алгоритма широко используется графическая форма - блок-схема, которая составляется из стандартных графических объектов.

14 Основные элементы блок-схем Вид стандартного графического объектаНазначение Начало алгоритма Конец алгоритма Выполняемое действие записывается внутри прямоугольника Условие выполнения действий записывается внутри ромба Счетчик кол-во повторов Последовательность выполнения действий Начало Счетчик Встречу? Гуляю Конец

15 Пример записи алгоритма в виде блок-схемы Начало Ввод чисел а и b Вычисление площади s=a*b Вывод результата на экран Конец

16 Пример программы Sub Example() a = InputBox (Введите длину, a = ) b = InputBox (Введите ширину, b = ) S = a * b MsgBox (Площадь прямоугольника равна & S) End Sub

17 Стадии создания алгоритма 1. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной человеку, который его разрабатывает. 2. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной тому объекту (в том числе и человеку), который будет выполнять описанные в алгоритме действия.

18 Исполнители алгоритмов Объект, который будет выполнять алгоритм, обычно называют исполнителем. Исполнитель - объект, который выполняет алгоритм. Идеальными исполнителями являются машины, роботы, компьютеры... Компьютер – автоматический исполнитель алгоритмов. Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой.

19 Языки программирования Языки программирования - искусственные языки. От естественных они отличаются ограниченным числом "слов", значение которых понятно транслятору, и очень строгими правилами записи команд (операторов). Однако следует иметь в виду, что в языках программирования не допускаются даже незначительные (с точки зрения человека) нарушения в правилах написания программ. Ведь даже маленькая неточность может вызвать невыполнимость программы или трудно уловимую ошибку.

20 Мариупольский строительный техникум Предметная комиссия информационных дисциплин Подготовил: Корюков Игорь Вячеславович Линейная структура программы Введение в программирование

21 Линейная структура программы Программа имеет линейную структуру, если все операторы (команды) выполняются последовательно друг за другом.

22 Линейная структура программы Начало После школы иду гулять Возвращаюсь домой Делаю уроки Конец Начало Команда 1 Команда 2 Команда 3 Конец

23 Из истории языков программирования На заре компьютерной эры, в 50-е годы XX века, программы писались на машинном языке и представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц. Составление и отладка таких программ было чрезвычайно трудоемким делом.

24 Из истории языков программирования В 6070-е годы для облегчения труда программистов начали создаваться языки программирования высокого уровня, формальные языки, кодирующие алгоритмы в привычном для человека виде (в виде предложений). Такие языки программирования строились на основе использования определенного алфавита и строгих правил построения предложений (синтаксиса).

25 Из истории языков программирования Наиболее широко распространенным типом языков программирования высокого уровня являются процедурные языки. В таких языках широко используются управляющие конструкции (операторы), которые позволяют закодировать различные алгоритмические структуры (линейную, ветвление, цикл). Одним из первых процедурных языков программирования был известный всем Бейсик (Basic), созданный в 1964 году. Он создавался в качестве учебного языка и очень прост в изучении. В течение последующего времени Бейсик развивался, появлялись его различные версии (MSX-Basic, Бейсик-Агат, QBasic, Visual Basic и др.). По популярности занимает первое место в мире. Другим широко распространенным языком программирования алгоритмического типа является Pascal.

26 Инструкции В языках программирования высокого уровня программа - это перечень действий (инструкций). Инструкция - синтаксически завершенная конструкция, представляющая отдельное действие, описание или определение. Обычно, инструкция занимает отдельную строку программы, хотя допускается использование двоеточия (:) для размещения в одной строке нескольких инструкций. Допускается также использование символа продолжения строки (_) для продолжения одной логической программной строки на нескольких физических строках.

27 Любая инструкция относится к одной из следующих категорий: Инструкции описания, именующие переменные, константы или процедуры, а также могут задавать типы данных. Инструкции присвоения, которые присваивают значение или выражение переменной или константе. Исполняемые инструкции, которые инициируют действие. Они могут выполнить метод или функцию, а также могут организовать повторение или ветвление блоков программы. Эти инструкции часто содержат математические или условные операторы.

28 Выражение Комбинация ключевых слов, операторов, переменных и констант, результатом которой является строка, число или объект. Выражения можно использовать для выполнения вычислений, обработки символов или проверки данных. yourName = InputBox("Как Ваше имя?") Переменная Выражение Инструкция

29 Понятие переменной Под переменной в языках программирования понимают программный объект (число, слово, часть слова, несколько слов, символы), имеющий имя и значение, которое может быть получено и изменено программой. Если "заглянуть" в компьютер, то переменную можно определить так: Переменная - это имя физического участка в памяти, в котором в каждый момент времени может быть только одно значение. Переменная - это ячейка в оперативной памяти компьютера для хранения какой-либо информации.

30 Понятие переменной Переменная имятиптекущее значение a b summa chislo1 stroka INTEGER LONG SINGLE DOUBLE STRING 5 10, Д Привет

31 Переменная 105Д summa bukva Переменная - это ячейка в оперативной памяти компьютера для хранения какой-либо информации. summa = 105

32 Наглядное представление переменных b=10 a = b +1 ba

33 Арифметические операции на языке Basic. Операция Обозначени еПримерРезультат Сложение Вычитание Умножение * 3*412 Деление / 15/35 15/43.75 Целочисленное деление \ 15\43 Возведение в степень ^ 2^38 Остаток от деления MOD 13 MOD 53

34 Математические функции на языке Basic. КореньSQR(X) Модуль числаABS(X) СинусSIN(X) КосинусCOS(X) ТангенсTAN(X) Целая часть числаINT(X) Натуральный логарифмLOG(X)

35 Запись математических выражений I=U/R T=2*3.14*SQR(L/G) s=v0*t+(a*t^2)/2