Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Информатика / Презентации / Алгоритмы, виды и свойства алгоритмов

Алгоритмы, виды и свойства алгоритмов


  • Информатика

Поделитесь материалом с коллегами:

Тема Алгоритмы Виды алгоритмов Свойства алгоритмов МБОУ «Онхойская основная ш...
Содержание Данные, величина, команды Постоянная и переменная величина Характе...
Всё, что бы мы ни делали, чаще всего имеет какую-либо цель. И не всегда эта ц...
Данные – это информация, обрабатываемая компьютером. Величина – это отдельная...
По отношению к программе данные могут быть исходные промежуточные результаты...
Постоянная величина – величина, значение которой не изменяется в процессе исп...
Характеристики величины: Имя (идентификатор) — это обозначение величины и мес...
Алгоритм – это последовательность действий, приводящая к достижению результа...
В определении «алгоритм» содержатся основные понятия, связанные с ним и его г...
Исполнитель Центральным объектом в схеме является Исполнитель – это тот объек...
СКИ Основной характеристикой исполнителя, с точки зрения управления, является...
Для выполнения всякой работы, решения поставленной задачи исполнитель на вход...
Свойства алгоритмов: Результативность (или конечность) – выполнение алгоритма...
Свойства алгоритмов: Однозначность – каждый шаг исполнителя может и должен бы...
Свойства алгоритмов: Массовость – алгоритм должен решать однотипные задачи с...
Виды алгоритмов Существует три основных вида алгоритмов, которые и являются б...
Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором все действия выполняются в строго...
Алгоритм, в котором осуществляется выбор действий в зависимости от какого-то...
Настроение хорошее? Позвонить другу Погулять ДА НЕТ НАЧАЛО КОНЕЦ ДА НЕТ ДА НЕ...
Третий тип алгоритмов Циклический алгоритм – это алгоритм, содержащий повторя...
Повторяющаяся последовательность действий называется циклом, а эти действия –...
НАЧАЛО Ягоды собраны? Сорви ягоду Положи в корзину Унеси корзину КОНЕЦ ДА ДА...
1 из 22

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Тема Алгоритмы Виды алгоритмов Свойства алгоритмов МБОУ «Онхойская основная ш
Описание слайда:

Тема Алгоритмы Виды алгоритмов Свойства алгоритмов МБОУ «Онхойская основная школа имени С.П.Федотова”. Учитель информатики: Васильев А.Н.

№ слайда 2 Содержание Данные, величина, команды Постоянная и переменная величина Характе
Описание слайда:

Содержание Данные, величина, команды Постоянная и переменная величина Характеристика величины Понятие «алгоритм» Исполнитель алгоритма СКИ Свойства алгоритма Линейный алгоритм Разветвляющийся алгоритм Циклический алгоритм Понятие «цикл»

№ слайда 3 Всё, что бы мы ни делали, чаще всего имеет какую-либо цель. И не всегда эта ц
Описание слайда:

Всё, что бы мы ни делали, чаще всего имеет какую-либо цель. И не всегда эта цель достигается. Если точно и правильно сформулировать желаемый результат, а потом продумать чёткий план его содержания, то эта цель будет достигнута начало

№ слайда 4 Данные – это информация, обрабатываемая компьютером. Величина – это отдельная
Описание слайда:

Данные – это информация, обрабатываемая компьютером. Величина – это отдельная единица данных. Команды - позволяют определить действия в компьютерной программе над величинами. начало

№ слайда 5 По отношению к программе данные могут быть исходные промежуточные результаты
Описание слайда:

По отношению к программе данные могут быть исходные промежуточные результаты начало

№ слайда 6 Постоянная величина – величина, значение которой не изменяется в процессе исп
Описание слайда:

Постоянная величина – величина, значение которой не изменяется в процессе исполнения алгоритма, а остается одним и тем же, указанным в тексте алгоритма. Переменная величина - величина, значение которой меняется в процессе исполнения алгоритма. начало

№ слайда 7 Характеристики величины: Имя (идентификатор) — это обозначение величины и мес
Описание слайда:

Характеристики величины: Имя (идентификатор) — это обозначение величины и место в памяти. Тип — множество допустимых значений и множество применимых операций к величине. Значение — характеристика, может меняться многократно в ходе исполнения алгоритма. начало

№ слайда 8 Алгоритм – это последовательность действий, приводящая к достижению результа
Описание слайда:

Алгоритм – это последовательность действий, приводящая к достижению результата начало

№ слайда 9 В определении «алгоритм» содержатся основные понятия, связанные с ним и его г
Описание слайда:

В определении «алгоритм» содержатся основные понятия, связанные с ним и его главные свойства Данные Исполнитель Результаты Алгоритм: 1-ая команда 2-ая команда ……………….. N-ая команда Данные Взаимосвязь понятий: начало inppt.ru

№ слайда 10 Исполнитель Центральным объектом в схеме является Исполнитель – это тот объек
Описание слайда:

Исполнитель Центральным объектом в схеме является Исполнитель – это тот объект (или субъект) для управления которым составляется алгоритм начало

№ слайда 11 СКИ Основной характеристикой исполнителя, с точки зрения управления, является
Описание слайда:

СКИ Основной характеристикой исполнителя, с точки зрения управления, является система команд исполнителя (СКИ) - это конечное множество команд, которые понимает исполнитель, т.е. умеет их выполнять начало

№ слайда 12 Для выполнения всякой работы, решения поставленной задачи исполнитель на вход
Описание слайда:

Для выполнения всякой работы, решения поставленной задачи исполнитель на входе получает алгоритм и исходные данные, а на выходе - требуемые результаты. Алгоритм может включать в себя только команды, входящие в СКИ

№ слайда 13 Свойства алгоритмов: Результативность (или конечность) – выполнение алгоритма
Описание слайда:

Свойства алгоритмов: Результативность (или конечность) – выполнение алгоритма должно приводить к результату за конечное число шагов; Дискретность (или детализация) – алгоритм поддаётся расчленению на элементарные (дискретные) шаги, которые могут быть исполнены при помощи системы команд исполнителя; начало

№ слайда 14 Свойства алгоритмов: Однозначность – каждый шаг исполнителя может и должен бы
Описание слайда:

Свойства алгоритмов: Однозначность – каждый шаг исполнителя может и должен быть истолкован одним и только одним способом; Понятность – алгоритм должен быть составлен только из команд, входящих в систему команд исполнителя; начало

№ слайда 15 Свойства алгоритмов: Массовость – алгоритм должен решать однотипные задачи с
Описание слайда:

Свойства алгоритмов: Массовость – алгоритм должен решать однотипные задачи с различными исходными данными; Переносимость (или совместимость) – алгоритм не должен зависеть от типа используемой вычислительной техники или выбранного языка программирования; начало

№ слайда 16 Виды алгоритмов Существует три основных вида алгоритмов, которые и являются б
Описание слайда:

Виды алгоритмов Существует три основных вида алгоритмов, которые и являются базовыми при написании программ

№ слайда 17 Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором все действия выполняются в строго
Описание слайда:

Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором все действия выполняются в строгом порядке, последовательно, одно за другим Первый тип алгоритмов Например: включение персонального компьютера начало

№ слайда 18 Алгоритм, в котором осуществляется выбор действий в зависимости от какого-то
Описание слайда:

Алгоритм, в котором осуществляется выбор действий в зависимости от какого-то условия, называют разветвляющимся Второй тип алгоритма начало

№ слайда 19 Настроение хорошее? Позвонить другу Погулять ДА НЕТ НАЧАЛО КОНЕЦ ДА НЕТ ДА НЕ
Описание слайда:

Настроение хорошее? Позвонить другу Погулять ДА НЕТ НАЧАЛО КОНЕЦ ДА НЕТ ДА НЕТ Пример разветвляющегося алгоритма

№ слайда 20 Третий тип алгоритмов Циклический алгоритм – это алгоритм, содержащий повторя
Описание слайда:

Третий тип алгоритмов Циклический алгоритм – это алгоритм, содержащий повторяющие действия с какой–либо изменяющейся величиной (параметром) начало

№ слайда 21 Повторяющаяся последовательность действий называется циклом, а эти действия –
Описание слайда:

Повторяющаяся последовательность действий называется циклом, а эти действия – циклическими начало

№ слайда 22 НАЧАЛО Ягоды собраны? Сорви ягоду Положи в корзину Унеси корзину КОНЕЦ ДА ДА
Описание слайда:

НАЧАЛО Ягоды собраны? Сорви ягоду Положи в корзину Унеси корзину КОНЕЦ ДА ДА НЕТ НЕТ НЕТ Пример циклического алгоритма


Краткое описание документа:

Алгоритм - точное предписание исполнителю совеpшить определенную последовательность действий для достижения поставленной цели за конечное число шагов.

 

Одним из фундаментальных понятий в информатике является понятие алгоритма. Происхождение самого термина «алгоритм» связано с математикой. Это слово происходит от Algorithmi – латинского написания имени Мухаммеда аль-Хорезми (787 – 850) выдающегося математика средневекового Востока. В своей книге "Об индийском счете" он сформулировал правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними столбиком. В дальнейшем алгоритмом стали называть точное предписание, определяющее последовательность действий, обеспечивающую получение требуемого результата из исходных данных.

Алгоритм может быть предназначен для выполнения его человеком или автоматическим устройством. Создание алгоритма, пусть даже самого простого, - процесс творческий. Он доступен исключительно живым существам, а долгое время считалось, что только человеку. В XII в. был выполнен латинский перевод его математического трактата, из которого европейцы узнали о десятичной позиционной системе счисления и правилах арифметики многозначных чисел. Именно эти правила в то время называли алгоритмами.

Данное выше определение алгоритма нельзя считать строгим – не вполне ясно, что такое «точное предписание» или «последовательность действий, обеспечивающая получение требуемого результата».

Поэтому обычно формулируют несколько общих свойств алгоритмов, позволяющих отличать алгоритмы от других инструкций.

Такими свойствами являются:

• Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего.

• Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

• Результативность (конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.

• Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

На основании этих свойств иногда дается определение алгоритма, например: “Алгоритм – это последовательность математических, логических или вместе взятых операций, отличающихся детерменированностью, массовостью, направленностью и приводящая к решению всех задач данного класса за конечное число шагов”.

Такая трактовка понятия “алгоритм” является неполной и неточной.

Во-первых, неверно связывать алгоритм с решением какой-либо задачи. Алгоритм вообще может не решать никакой задачи.

Во-вторых, понятие “массовость” относится не к алгоритмам как к таковым, а к математическим методам в целом. Решение поставленных практикой задач математическими методами основано на абстрагировании – мы выделяем ряд существенных признаков, характерных для некоторого круга явлений, и строим на основании этих признаков математическую модель, отбрасывая несущественные признаки каждого конкретного явления. В этом смысле любая математическая модель обладает свойством массовости. Если в рамках построенной модели мы решаем задачу и решение представляем в виде алгоритма, то решение будет “массовым” благодаря природе математических методов, а не благодаря “массовости” алгоритма.

 

Виды алгоритмов

 

Виды алгоритмов как логико-математических средств отражают указанные компоненты человеческой деятельности и тенденции, а сами алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий задачи, путей ее решения, определения действий исполнителя подразделяются следующим образом:

• Механические алгоритмы, или иначе детерминированные, жесткие (например, алгоритм работы машины, двигателя и т.п.);

• Гибкие алгоритмы, например стохастические, т.е. вероятностные и эвристические. Механический алгоритм задает определенные действия, обозначая их в единственной и достоверной последовательности, обеспечивая тем самым однозначный требуемый или искомый результат, если выполняются те условия процесса, задачи, для которых разработан алгоритм.

• Вероятностный (стохастический) алгоритм дает программу решения задачи несколькими путями или способами, приводящими к вероятному достижению результата.

• Эвристический алгоритм (от греческого слова “эврика”) – это такой алгоритм, в котором достижение конечного результата программы действий однозначно не предопределено, так же как не обозначена вся последовательность действий, не выявлены все действия исполнителя. К эвристическим алгоритмам относят, например, инструкции и предписания. В этих алгоритмах используются универсальные логические процедуры и способы принятия решений, основанные на аналогиях, ассоциациях и прошлом опыте решения схожих задач.

• Линейный алгоритм – набор команд (указаний), выполняемых последовательно во времени друг за другом.

• Разветвляющийся алгоритм – алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого ЭВМ обеспечивает переход на один из двух возможных шагов.

• Циклический алгоритм – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными. К циклическим алгоритмам сводится большинство методов вычислений, перебора вариантов.

Цикл программы – последовательность команд (серия, тело цикла), которая может выполняться многократно (для новых исходных данных) до удовлетворения некоторого условия.

Вспомогательный (подчиненный) алгоритм (процедура) – алгоритм, ранее разработанный и целиком используемый при алгоритмизации конкретной задачи. В некоторых случаях при наличии одинаковых последовательностей указаний (команд) для различных данных с целью сокращения записи также выделяют вспомогательный алгоритм.

На всех этапах подготовки к алгоритмизации задачи широко используется структурное представление алгоритма.

Структурная (блок-, граф-) схема алгоритма – графическое изображение алгоритма в виде схемы связанных между собой с помощью стрелок (линий перехода) блоков – графических символов, каждый из которых соответствует одному шагу алгоритма. Внутри блока дается описание соответствующего действия.

Графическое изображение алгоритма широко используется перед программированием задачи вследствие его наглядности, т.к. зрительное восприятие обычно облегчает процесс написания программы, ее корректировки при возможных ошибках, осмысливание процесса обработки информации.

Можно встретить даже такое утверждение: “Внешне алгоритм представляет собой схему – набор прямоугольников и других символов, внутри которых записывается, что вычисляется, что вводится в машину и что выдается на печать и другие средства отображения информации “. Здесь форма представления алгоритма смешивается с самим алгоритмом.

 

Требования, предъявляемые к алгоритму

 

Первое правило – при построении алгоритма прежде всего необходимо задать множество объектов, с которыми будет работать алгоритм. Формализованное (закодированное) представление этих объектов носит название данных. Алгоритм приступает к работе с некоторым набором данных, которые называются входными, и в результате своей работы выдает данные, которые называются выходными. Таким образом, алгоритм преобразует входные данные в выходные. Это правило позволяет сразу отделить алгоритмы от “методов” и “способов”. Пока мы не имеем формализованных входных данных, мы не можем построить алгоритм.

Второе правило – для работы алгоритма требуется память. В памяти размещаются входные данные, с которыми алгоритм начинает работать, промежуточные данные и выходные данные, которые являются результатом работы алгоритма. Память является дискретной, т.е. состоящей из отдельных ячеек. Поименованная ячейка памяти носит название переменной. В теории алгоритмов размеры памяти не ограничиваются, т. е. считается, что мы можем предоставить алгоритму любой необходимый для работы объем памяти. В школьной “теории алгоритмов” эти два правила не рассматриваются. В то же время практическая работа с алгоритмами (программирование) начинается именно с реализации этих правил.

В языках программирования распределение памяти осуществляется декларативными операторами (операторами описания переменных). В языке Бейсик не все переменные описываются, обычно описываются только массивы. Но все равно при запуске программы транслятор языка анализирует все идентификаторы в тексте программы и отводит память под соответствующие переменные.

Третье правило – дискретность. Алгоритм строится из отдельных шагов (действий, операций, команд). Множество шагов, из которых составлен алгоритм, конечно.

Четвертое правило – детерменированность. После каждого шага необходимо указывать, какой шаг выполняется следующим, либо давать команду остановки. Пятое правило – сходимость (результативность). Алгоритм должен завершать работу после конечного числа шагов. При этом необходимо указать, что считать результатом работы алгоритма.

Автор
Дата добавления 08.03.2015
Раздел Информатика
Подраздел Презентации
Просмотров1164
Номер материала 429450
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх