Лекция по информатике "Понятие алгоритма"

ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА

I         Алгоритмом называется точное предписание, определяющее последовательность действий исполнителя, направленных на решение поставленной задачи.

В роли исполнителей алгоритмов могут выступать люди, роботы, компьютеры. Используются различные способы записи алгоритмов. Широко распространён словесный способ записи: (напр-р: кулинарный рецепт, различные инструкции и т.д.)

Язык блок-схем -  это наглядный способ записи алгоритма. Н-р:

Свойства алгоритма:

При составлении и записи алгоритма необходимо обеспечить, чтобы он обладал рядом свойств:

1)    Однозначность алгоритма – единственность толкования исполнителем правил выполнения действий и порядка их выполнения. Чтобы алгоритм обладал этим свойством, он должен быть записан командами из системы команд исполнителя.

2)    Конечность алгоритма -  обязательность завершения каждого из действий, составляющих алгоритм, и завершенность выполнения алгоритма в целом.

3)    Результативность алгоритма – Предполагается, что выполнение алгоритма должно завершиться получением определенных результатов.

4)    Массовость – возможность применения данного алгоритма  для решения целого класса задач, отвечающих общей постановке задачи.

5)    Правильность алгоритма – способность алгоритма давать правильные результаты решения поставленных задач.

Программой называется план действий, подлежащих выполнению некоторым исполнителем, в качестве которого может выступать компьютер.

Алгоритмический язык – язык записи алгоритмов, который включает в себя ряд последовательных шагов. (в отличии от метода проб и ошибок).

II.      Языки программирования.

Языком программирования называется фиксированная система обозначений и правил для описания алгоритмов и структур данных.

Все языки программирования делятся на языки низкого, высокого и сверхвысокого уровня. (классификация)

1)    Языки низкого уровня – это средство записи инструкций компьютеру простыми приказами – командами на аппаратном уровне. Такой язык отражает структуру данного класса ЭВМ и поэтому иногда называется машинно-ориентированным языком (недостаток - громоздкость). Н-р: Ассемблер, язык Автокадов, язык для М.К.

2)    Языки программирования высокого уровня – Средства этих языков допускают описание задачи в наглядном,  легко воспринимаемом виде. Отличительной особенностью этих языков является их ориентация не на систему команд ЭВМ, а на систему операторов, характерных для записи определённого класса алгоритмов. Н-р: Бейсик, Фортран, Алгол, Паскаль, Си.

3)    Языки программирования сверхвысокого уровня – Н-р: Алгол – 68. При разработке этого языка сделана попытка формировать описание языка, приведшая к появлению абстрактной и конкретной программ. Абстрактная программа создаётся программистом, конкретная- выводится из первой. APL (сверхмощные операции и операторы).

III.      Метаязыки.

Основные компоненты описания языка программирования

Любой язык программирования определён алфавитом, лексикой, синтаксисом, семантикой.

Алфавит – набор тех языков, из которых строятся тексты представляющие собой программу.

 Отдельно взятые символы могут не иметь самостоятельного значения в языке. Используются ещё и специальные символы (ключевые слова которые выделяются либо подчеркиваются).

Лексика – определена тем набором слов, из которых строятся фразы. Их принято называть лексемы.

Синтаксис – это формальные правила построения из лексем программы осмысленных фраз в данном языке.

Семантика – конкретный смысл, который придаётся синтаксическим конкретным фразам в данном языке.

Она определяет те действия, которые должны вызвать синтаксически правильные конструкции.

Для описания всех перечисленных частей языка приходится так же пользоваться языками.

Язык, предназначенный, для описания другого называется метаязыком.

В качестве  метаязыка используется и естественный язык, но желательно использовать более лаконичный и строго определенный язык.

Идентификатор -  это последовательность букв и цифр

<идентификатор>:=<буква>|<идентификатор>

<буква>|<идентификатор><цифра>

IV.      Синтаксические диаграммы представляют собой графическую форму задания лексических и синтаксических конструкций языка.

внутри понятие подлежащие дальнейшему определению.

                                    внутри элементы языка, через которые определяются понятия в прямоугольнике.

Показывает путь к диаграмме по направлению, которого строится тот или иной элемент языка.