ISRPO/Лекции/Алгоритмы_и_блок_схемы/Зимнова.md



Лекция: Алгоритмы и блок-схемы

Введение

Сегодня мы поговорим о фундаментальных понятиях в программировании: алгоритмах и блок-схемах. Понимание этих концепций является ключевым для любого программиста, так как они лежат в основе решения любых вычислительных задач.

1. Что такое алгоритм?

• Определение: Алгоритм – это точное и понятное описание последовательности действий, которые необходимо выполнить для решения определенной задачи.
• Характеристики алгоритма:
  • Конечность: Алгоритм должен завершаться за конечное число шагов.
  • Определенность: Каждый шаг алгоритма должен быть четко и однозначно определен.
  • Ввод: Алгоритм может иметь входные данные (аргументы).
  • Вывод: Алгоритм должен давать результат (выходные данные).
  • Эффективность: Алгоритм должен решать поставленную задачу за разумное время и с использованием доступных ресурсов.
• Примеры алгоритмов из повседневной жизни:
  • Рецепт приготовления блюда.
  • Инструкция по сборке мебели.
  • Порядок действий при покупке товара в интернете.

2. Способы записи алгоритмов:

• Словесное описание: Описание шагов алгоритма на естественном языке.
• Псевдокод: Неформальный язык, который сочетает в себе элементы естественного языка и формального языка программирования.
• Блок-схемы: Графическое представление алгоритма с помощью набора специальных символов (блоков), соединенных стрелками.
• Язык программирования: Запись алгоритма на конкретном языке программирования (например, Java, Python, C++).

3. Что такое блок-схема?

• Определение: Блок-схема – это графическое представление алгоритма, в котором отдельные шаги изображаются в виде блоков, соединенных стрелками, указывающими порядок выполнения.
• Элементы блок-схемы:
• 
  • Терминатор (Овал): Начало или конец алгоритма.
  • Процесс (Прямоугольник): Выполнение действия или группы действий.
  • Ввод/вывод (Параллелограмм): Получение данных от пользователя или вывод результата.
  • Решение (Ромб): Проверка условия (разветвление алгоритма).
  • Соединитель (Круг): Соединение разных частей блок-схемы.
  • Стрелки: Указывают направление выполнения алгоритма.

4. Типы алгоритмов:

• Линейные алгоритмы: Шаги выполняются последовательно один за другим.
• Разветвляющиеся алгоритмы: Выполнение шагов зависит от выполнения условия (выбор одного из нескольких путей).
• Циклические алгоритмы: Один и тот же набор шагов выполняется несколько раз (повторение).

5. Примеры алгоритмов и блок-схем:

• Пример 1: Найти сумму двух чисел.
  • Словесное описание:
    1. Получить первое число.
    2. Получить второе число.
    3. Сложить первое и второе число.
    4. Вывести результат.
  • Блок-схема: (здесь было бы лучше нарисовать, но представим)
    • Овал (Начало)
    • Параллелограмм (Ввод числа A)
    • Параллелограмм (Ввод числа B)
    • Прямоугольник (Сумма = A + B)
    • Параллелограмм (Вывод Суммы)
    • Овал (Конец)
• Пример 2: Определить большее из двух чисел.
  • Словесное описание:
    1. Получить первое число.
    2. Получить второе число.
    3. Если первое число больше второго, то вывести первое число, иначе вывести второе число.
  • Блок-схема: (здесь было бы лучше нарисовать, но представим)
    • Овал (Начало)
    • Параллелограмм (Ввод числа A)
    • Параллелограмм (Ввод числа B)
    • Ромб (A > B?)
    • Стрелка “Да” -> Параллелограмм (Вывод A)
    • Стрелка “Нет” -> Параллелограмм (Вывод B)
    • Овал (Конец)
• Пример 3: Вывести числа от 1 до 5.
  • Словесное описание:
    1. Присвоить переменной i значение 1.
    2. Пока i меньше или равно 5:
       • Вывести значение i.
       • Увеличить i на 1.
  • Блок-схема: (здесь было бы лучше нарисовать, но представим)
    • Овал (Начало)
    • Прямоугольник (i = 1)
    • Ромб (i <= 5?)
    • Стрелка “Да” -> Параллелограмм (Вывод i)
    • Прямоугольник (i = i + 1)
    • Стрелка обратно к Ромбу (i <= 5?)
    • Стрелка “Нет” -> Овал (Конец)

6. Значение алгоритмов и блок-схем в программировании:

• Понимание задачи: Алгоритм помогает четко сформулировать последовательность действий для решения проблемы.
• Планирование кода: Блок-схема помогает визуализировать логику программы перед написанием кода, что облегчает процесс разработки.
• Отладка и тестирование: Блок-схема помогает выявить ошибки в алгоритме на ранних этапах разработки.
• Коммуникация: Блок-схемы – это удобный способ обмена информацией о логике программы между разработчиками.

7. Заключение

Алгоритмы и блок-схемы – это фундаментальные понятия программирования, которые позволяют нам структурировать процесс решения задач. Освоение этих концепций является важным шагом для любого начинающего программиста.