Т. В. Афанасьева

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Т.В.Афанасьева

Основы визуальной алгоритмизации

Учебное пособие

Ульяновск 2002

УДК 681.3 (075)

ББК 32.81я73

Т.В.Афанасьева

Основы визуальной алгоритмизации: Учеб. пособие для студентов спец. 5102, 5525, 5501/ Под ред. С.Г.Валеева. - Ульяновск, 2002. - с.

Учебное пособие разработано на кафедре прикладной математики и информатики в соответствии с учебными программами для студентов технических и математических специальностей. Содержание включает изложение методических приемов по практическому составлению визуальных алгоритмов, которые могут быть использованы для подготовки к выполнению практических заданий по курсу “Информатика” и " Программирование".

В данной работе определено место проектирования алгоритмов при решении задач на ЭВМ, рассмотрена технология проектирования и способ проверки несложных визуальных алгоритмов, приведено множество примеров и заданий для самостоятельного выполнения.

Учебное пособие предназначено для студентов вузов дневной, вечерней, заочной и дистанционной форм обучения.

УДК 681.3 (075)

ББК 32.81я73

Рецензенты:

доцент ульяновского филиала С Г И Иванов В.С.

Утверждено редакционно-издательским советом

Ульяновского государственного технического

университета в качестве учебного пособия.

@ Оформление УлГТУ, 2001

@ Афанасьева Т.В., 2001

ISBN 5-7695-0330-0
Оглавление

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................................ 4

1. АНАЛИЗ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧИ И ЕЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ....................................... 5

2.ФОРМАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ...................................................................................................... 7

3.ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ................................................................................................................ 9

4.ОСНОВНЫЕ СРЕДСТВА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АЛГОРИТМОВ.................................................. 10

5.ВИЗУАЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ................................................................................................................. 11

6.РАЗВЕТВЛЕННЫЕ АЛГОРИТМЫ........................................................................................................ 13

Задания для самостоятельного выполнения............................................................................... 19

7.ЦИКЛИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ.............................................................................................................. 19

Задания для самостоятельного выполнения............................................................................... 22

8.АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ЧИСЕЛ....................................... 25

Задания для самостоятельного выполнения............................................................................... 27

9.АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ОДНОМЕРНЫХ ЧИСЛОВЫХ МАССИВОВ.......................... 27

Задания для самостоятельного выполнения............................................................................... 37

10. АЛГОРИТМЫ СОРТИРОВКИ ОДНОМЕРНЫХ МАССИВОВ................................................. 37

10.1. Сортировка модифицированным методом простого выбора.................................... 38

10.2.Сортировка методом парных перестановок....................................................................... 41

Задания для самостоятельного выполнения............................................................................... 42

11. АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ УПОРЯДОЧЕННЫХ МАССИВОВ........................................... 42

11.1.Поиск элементов в упорядоченном массиве....................................................................... 42

Задания для самостоятельного выполнения............................................................................... 44

12.АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ОДНОМЕРННЫХ СИМВОЛЬНЫХ МАССИВОВ............. 44

Задания для самостоятельного выполнения............................................................................... 48

13.АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ДВУМЕРНЫХ МАССИВОВ......................................................... 48

Задания для самостоятельного выполнения............................................................................... 53

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................................................................. 53

Словарь основных понятий и терминов........................................................................... 59

Литература.................................................................................................................................................... 63

ВВЕДЕНИЕ

Решение любой задачи является творческим процессом, который состоит из нескольких последовательных этапов. К ним относятся:

А. Анализ постановки задачи и ее предметной области

1. понимание постановки и требований исходной задачи, определение предметной области, для которой поставлена задача,

2. анализ предметной области, выявление данных, которые фиксируют входную и выходную информацию (определение их структуры и свойств),

определение отношений между данными, условий и ограничений, накладываемых на эти отношения,

Б. Формальное моделирование решения задачи

3. выбор и применение формальной системы для описания модели предметной области и решения задачи,

4. формирование основной идеи, выбор методов решения задачи,

5. определение технологий, средств и исполнителя решения задачи, построение алгоритмов, реализующих выбранные методы,

В. Практическое решение

6. применение выбранных методов и средств для решения,

7. анализ полученных результатов.

Эти этапы ориентированы для получения решения не отдельно взятой, конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа. Этап построения алгоритмов, реализующих выбранные методы решения задачи, детализирует и визуализирует процесс ее решения. Алгоритмизация позволяет уже на этом этапе оценить эффективность решения, уточнить методы решения для различных потоков входных данных и выявить некоторые ошибки.

В этой последовательности наиболее трудоемким и рутинным является этап применения выбранных методов и средств для решения задачи. В настоящее время наиболее распространенным средством для решения задач является ЭВМ. Применение выбранных методов и алгоритмов для решения на ЭВМ включает дальнейшую детализацию ее решения за счет описания последовательности применяемых операций в виде программы для ЭВМ. Это придает процессу решения не только визуальные качества, но и качества интерактивности.

Не все задачи, решаемые с помощью ЭВМ, требуют составления сложных программ. Например, задачи вычислений в электронных таблицах или задачи поиска и выборки данных в базах данных. Решение некоторых задач благодаря внедрению новых информационных технологий вообще не требуют программирования, что расширяет сферу применения ЭВМ. Однако, и при решении этих задач необходимо выполнение вышеприведенных этапов.

Целью данной работы является рассмотрение этапов решения задачи с использованием ЭВМ, при этом наибольшее внимание уделяется составлению алгоритмов или алгоритмизации, так как, на мой взгляд, этот этап является достаточно трудоемким и важным. Любые ошибки, возникающие при построении алгоритмов, приводят к серьезным погрешностям при решении задач.

Эта работа предназначена для тех, кто не умеет, но стремится научиться использовать ЭВМ при решении задач, составлять корректные алгоритмы и на их основе правильные программы. Умение составлять алгоритмы позволит получить детальное решение и может быть использовано при любых технологиях проектирования программ от структурного программирования до объектно-ориентированной и компонентно-ориентированной технологии.