 |
|
Представление об алгоритмах
Алгоритм – это система однозначных инструкций (указаний), которая определяет последовательность действий над выбранными объектами с целью получения результата за конечное число шагов.
Алгоритмы можно подразделить на два классса: численные и логические.
Численные алгоритмы – это алгоритмы, в соответствии с которыми решение задач сводится к арифметическим действиям.
Логические алгоритмы – это алгоритмы, в соответствии с которыми решение задач сводится к логическим действиям.
Алгоритм должен:
- содержать конечное число элементарно выполнимых предписаний, то есть удовлетворять требованию конечности записи;
- выполнять конечное количество шагов при решении задачи, то есть удовлетворять требованию конечности действий;
- быть единым для всех допустимых исходных данных, то есть удовлетворять требованию универсальности;
- приводить к правильному по отношению к поставленной задаче решению, то есть удовлетворять требованию правильности.
Существуют три способа записи алгоритмов.
1. Словесный способ записи алгоритмов представляет собой последовательное описание этапов обработки данных, заданное в произвольном изложении на естественном языке. Этот способ записи основан на общеприянтых средствах общения между людьми.
2. Графический способ записи алгоритма. Алгоритм представляется с помощью схемы, где каждый пункт алгоритма отображается на схеме некоторой геометрической фигурой (блоком) и дополняется элементом словесного описания. Блоки на схемах соединяются линиями потоков информации.
3. Программный способ представления алгоритма. На практике необходима точная запись команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполнителем. Следовательно, язык для записи алгоритма должен быть формализован. Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке – программой для компьютера.
В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования – чем язык менее детален, тем выше его уровень. По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:
- машинно-ориентированные языки – машинные языки и языки ассемблера;
- машинно-независимые языки – языки высокого уровня.
Машинно-ориентированные языки – это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова естественного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.
Языки высокого уровня делятся на процедурные, логические и объектно-ориентированные.
Процедурные, или алгоритмические языки (Basic, Pascal, C и др.) предназначены для однозначного описания алгоритмов в виде некоторой последовательности операторов языка.
Логические языки (Prolog, Lisp и др.) ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи, из которого должно следовать решение.
Объектно-ориентированные языки (C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетают в себе данные и действия нади ними. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути, описывает часть мира, относящуюся к этой задаче.