Порядок виконання роботи

3.1. Аналіз поставленої задачі.

3.2. Розробка алгоритму рішення задачі:

а) за допомогою блок-схеми; б) за допомогою схем Нассі-Шнейдермана.

3.3. Контрольний приклад рішення поставленої задачі.

3.4. Складання програми по розробленому алгоритму.

3.5. Виправлення помилок отриманих при трансляції програми.

3.6. Налагодження програми і виконання.

3.7. Аналіз результатів і висновки по роботі.

4. Зміст звіту

4.1. Назва і ціль лабораторної роботи.

4.2. Постановка задачі.

4.3. Блок-схема алгоритму і схема Нассі-Шнейдермана.

4.4. Контрольний приклад рішення поставленої задачі.

4.5. Рукописний текст програми.

4.6. Роздруківка остаточного тексту програми.

4.7. Результати виконання програми.

4.8. Аналіз результатів, що повинні містити:

- порівняння можливостей представлення алгоритму двома способами;

- обґрунтування вибору тих або інших конструкцій мови при реалізації алгоритму;

- виявлені достоїнства і недоліки програми, обмеження на її застосування.

Примітка: Пункти 4.1. ─ 4.5. виконуються при поза аудиторній підготовці

до лабораторної роботи.

5. Короткі теоретичні відомості

5.1. Послідовність рішення задачі на ЕОМ.

Рішення задачі на ЕОМ досить складний процес, що складається з наступної послідовності дій

1) постановка задачі: вивчення поставленої проблеми, формулювання загальних вимог до рішення;

2) формалізація: введення системи позначень, математична постановка задачі, тобто зведення її до рішення деяких рівнянь;

3) вибір методу рішення на підставі аналізу існуючих методів або розробка власного способу рішення;

4) розробка форматів вхідних і вихідних даних: визначається сукупність вхідних і вихідних даних і спосіб розташування інформації на носії або порядок її введення з клавіатури;

5) розробка алгоритму: визначення обчислювальних операцій і порядку їхнього виконання для рішення поставленої задачі; перевірка працездатності алгоритму по контрольному прикладі;

6) складання програми: запис алгоритму на одній з мов програмування;

7) налагодження програми: усунення помилок, допущених при складанні і введенню програми;

8) тестування програми: виконання програми при різних сполученнях вхідних даних з метою виявлення помилок;

5.2. Алгоритмізація задач

Алгоритм – це послідовність дій, необхідна для рішення задачі. При розробці алгоритмів використовують псевдокод, блок-схеми, схеми Нассі-Шнейдермана й ін. способи.

5.2.1. Представлення алгоритмів за допомогою блок-схем

Блок-схема – складається з графічних фігур (блоків) і ліній потоку інформації. Кожна фігура представляє закінчену дію (пункт), опис якого дається усередині. Пункти алгоритму, що відповідають різним типам дій, відображаються на блок-схемі фігурами (блоками):

№ п/п	Найменування блоку	Позначення блоку	Відображувана функція
Основні блоки 1	Блок обчислень		Одне або кілька послідовних обчислювальних дій, у результаті яких змінюється значення, форма представлення або розташування даних.
2	Логічний блок (рішення, розгалуження)		Вибір напрямку виконання алгоритму в залежності від деяких перемінних умов
3	Початок – кінець (вхід – вихід)		Початок або кінець програми, останов, вхід або вихід з підпрограми.

	Блок модифікації (заголовок циклу)		Виконання дій, що змінюють пункти алгоритму
	Визначений процес (підпрограма)		Обчислення по стандартній підпрограмі або підпрограмі користувача
	Документ		Вивід даних, носієм яких служить папір.
	Монітор (дисплей)		Введення і вивід даних на дисплей
	Коментар		Зв'язок між елементом схеми і поясненням
	Деталізація		Позначення одним символом програми або її частин, деталізація якої дається окремо

Розміри геометричних фігур строго регламентовані. Розмір а (висота графічної фігури) може приймати значення 10, 15, 25 мм. Розмір b (ширина графічної фігури) дорівнює 1.5а. Як приклад на мал.5.1 приведена блок-схема програми, виводу на екран коду введеного з клавіатури символу.

Мал 5.1.

5.2.2 Представлення алгоритмів за допомогою схем Нассі-Шнейдермана.

Схеми Нассі-Шнейдермана містять елементи, що відповідають базовим алгоритмічним структурам, що зображують схеми передач управління не за допомогою лінії потоку інформації, а на підставі проходження і вкладеності дій. Графічні символи схем Нассі-Шнейдермана представлені на мал.5.2.

Графічні символи схем Нассі-Шнейдермана

а) Обробка

б) Послідовність

в) Рішення (розгалуження)

е) Цикл з передумовою

д) Цикл з після умовою

Мал.5.2

Приклад схеми Насси-Шнейдермана тієї ж програми приведений на мал.3.

Мал.5.3

Алгоритм складається з двох блоків, що ідуть один за одним (конструкція послідовність): обробки (CH:= ‘ ‘) і циклу з передумовою. У свою чергу цикл з передумовою складається з умови (CH <>’ * ‘) і тіла циклу. Тіло циклу складається з чотирьох блоків: три блоки обробки і блок розгалуження. Ці блоки виконуються послідовно (конструкція послідов-ність) і вкладені в конструкцію “ ЦИКЛ ”. (Порівняєте мал.5.1. і мал.5.3., на яких представлений той самий алгоритм і установите відповідність.)

5.2.3. Базові структури алгоритмів

Практично будь-який алгоритм можна представити у виді композиції (послідовного з'єднання і вкладеності) декількох базових структур: послідовність, розгалуження і циклу. Кожна така структура має один вхід і один вихід. Блок-схеми базових структур представлені на мал.5.4., а приклад їхньої композиції – на мал.5.5.

Базові структури алгоритмів

Послідовність Розгалуження

Цикл з передумовою

		Мал.5.4

Структура «Послідовність» показує, що дія S2 повинно бути виконане строго після дії S1.

Структура «Розгалуження» пропонує виконати дію S1, якщо умова виконується (істинно) або S2 – у противному випадку. Одне з дій S1 або S2 може бути вітсутнім (порожні дії).

Базова структура «Цикл з передумовою» пропонує повторювати виконання дії S1 поки умова правдива. Якщо при вході в цикл умова помилкова, то дія S1 не виконується жодного разу.

Композиція базових структур ` Мал.5.5

Алгоритм, при конструюванні якого дотримується правила композиції (послідовне з'єднання або вкладеність) приведених базових структур називають структурованим.

5.2.4. Додаткові керуючі структури

Крім приведених вище базових структур при практичному програмуванні використовуються додаткові керуючі структури: множинний вибір (мал.5.6) і цикл з після умовою (мал.5.7).

Мал.5. 6 Мал.5.7

При множинному вибору виконується одна з дій S1, S2 … Sn у залежності від значення зазначеного в блоці умови. Цикл з після умовою пропонує виконання дії S1 до істинності умови (виконання дії S1 припиняється, коли умова стає правдивою). Помітимо, що дія S1 у цьому випадку виконується хоча б один раз.

5.3. Оператори вибору, розгалуження і циклу в мові ПАСКАЛЬ.

5.3.1. Оператор розгалуження на мові Pascal

Базова структура «розгалуження» реалізована на мові ПАСКАЛЬ оператором if. Структуру умовного оператора if можна представити у виді:

if B then S1 [ else S2]; або if B then S1,

де B – логічне вираження, а S1 і S2 – оператори (прості, або складені).

Виконання такого умовного оператора зводиться до виконання одного з операторів S1 або S2: якщо задане в операторі умова виконується (логічне вираження B приймає значення TRUE), то виконується оператор S1, у інакше випадку виконується оператор S2.

Приклад оператора IF: Функція Y=|X|

y:=x

y:= -x;

5.3.2. Оператор різноманітного розгалуження (вибору) CASE.

Додаткова керуюча структура «різноманітний вибір» реалізована на мові ПАСКАЛЬ за допомогою оператора CASE. Структура оператора

case B of

A1: S1;

A2: S2;

...

An: Sn

End;

При виконанні оператора вибору спочатку обчислюється значення виразу В. Потім виконується той з обираних операторів, одна з міток якого збігається зі значенням виразу, і цим виконання оператора вибору завершується. Якщо такої мітки ні, то виконується наступний за CASE оператор.

Приклади оператора вибору.

У прикладі 1 при i=5 буде виконуватися оператор m: = l тому що значення виразу (залишок від ділення i на 3) дорівнює 2. Подумайте, який варіант буде виконаний у прикладі 1 при i=-4, у прикладі 2 при sym=': '.