Реалізація алгоритму на ЕОМ

Реализация алгоритму на ЭВМ.

Здесь ми розглянемо проблему реалізації алгоритму на ЕОМ. Проте, колись введемо ряд понятий.

Определение 9.1. Програма — алгоритм, поданий у формі придатної для її сприйняття і виконання ЭВМ.

Определение 9.2. Алгоритмічний мову — формальна алгоритмічна система, призначена для реалізації алгоритмів на ЭВМ.

Отже, у яких суть аналізованої проблеми? Програма, тобто. реалізація алгоритму на ЕОМ, має відповідати ряду требований:

Программа мусить бути эффективной:

восприниматься однозначно;

не вимагати великих витрат за підготовку до виконання і хранение;

быстро виконуватися ЭВМ.

Преобразование алгоритму до форми програми людиною має бути эффективным:

это має вимагати від чоловіка розумних зусиль, ніж це менше, тим лучше;

величину цих зусиль зазвичай вимірюють часом, необхідним написання програми розвитку й кількістю помилок, допущених при написании.

Программа мусить бути легко читаних і витлумаченої різними людьми;

Программа мусить бути ефективно перевіреній на коректність, тобто. відсутність ошибок.

Требование 3 пов’язана з тим, що ваша програма, зазвичай, експлуатується не лише його автором. Тому, тоді як ході її експлуатації у користувача постає запитання, пов’язані з її роботою, він, прочитавши програму, міг би знайти відповіді. Аналогічна ситуація виникає або, коли ми хочемо повторно використовувати яка існує, не нами написану програму, як фрагмент в інший програмі, або коли необхідно модифікувати програму без її автора. Ще одна важлива причиною для вимоги ясності тексту програми є обмін алгоритмами між людьми.

І нарешті, вимога 4. Відомо, що властиво помилятися. Тому, коли ми записуємо алгоритм, коректність якого була суто доведено, ми можемо гарантувати, що з перезапису цього алгоритму до форми програми, ми зробили помилок, тобто. у програмі немає помилок. Коректність програми необхідно проверить.

Определение 9.3. Коректною будемо називати програму, яка для будь-яких вихідних даних із безлічі допустимих вихідних даних, дає правильний результат.

Подробнее ми розглянемо поняття коректності програми, правильного результату пізніше, в лекції 18.

Зауважимо, під безліччю допустимих вихідних даних програми ми розуміємо область застосовності її алгоритму, подану в належної форме.

Отже, алгоритм має бути записаний на алгоритмическом мові, щоб бути виконаним. Сам алгоритмічний мову повинен бути з одного боку зрозумілий ЕОМ, з другого — повинен бути досить виразний в людини. Щоб задовольняти першому умові, алгоритмічний мову повинен иметь:

строго певний синтаксис і словарь.

словарь мусить мати ті дії і типи даних, із якими може працювати ЭВМ.

Компьютер неспроможна бігати, стрибати, плакати, сміятися, цілуватися тощо. Тому, у Словнику алгоритмічного мови може бути таких действий.

Існують сотні різних алгоритмічних мов. Оскільки вони призначені для записи алгоритмів, то природно що вони теж мають багато спільного. Під час вивчення поняття алгоритму ми вже виділили основні його компоненты:

данные, представлені константами і переменными;

тип даних, як безліч можливих значений;

выражения, як дії, що визначають правило обчислення значення; Дії у висловлюваннях називаються операциями.

действия, які змінюють стан обчислювального процесу, і звані операторами.

К останньому пункту ставляться дії, що визначають куди розмістити отримані значення, і дії, що визначають порядок вычисления.

Рассмотрим пример.

Пример 9.1.

Написать програму на Pascal, вычисляющую суму гармонійного низки, тобто. низки виду . Ця програма представлена на рис. 9.1.

Program Harmonic (input, output);

{ Програма Harmonic обчислює суму n перших членів гармонійного низки від 1 до п ;

Input: (пÎN)Ù(п>0);

Output: ;

}.

1. var n, і: integer; {n — кількість суммируемых членів ряда;

і - параметр цикла.

};

p.s: real; {p.s — сума ряда};

begin.

{Ввод вихідних данных}.

write (¢Введите п= ¢); {Запрошення до вводу}.

readln (n); {Введення вихідних данных}.

{Проверка вихідних данных}.

if n>0 then.

{Вычисление суми ряда}.

begin.

s:=1; {Ініціалізація цикла}.

i:=1;

while i0¢).

end {Program}.

Рис. 9.1. Програма приміром 9.1.

На цьому малюнку рядки 1 і 2 визначають набір які у програмі змінних та його типи. Оператори в рядках 3 і 4 забезпечують введення вихідного значення n. Оператори в рядках 5 і шість визначають початкові значення належних змінних перед входом в цикл. У рядках 7 і побачили 8-го записано оператор циклу, організуючий обчислення суми перших n членів гармонійного низки. Послідовність дій i:=i+1; s:=s+1/i виконуватиметься до того часу, поки вираз і.