Я готуюсь до курсу інформатики. Алгоритмізація та програмування

П’ятий спосіб максимально наближений до комп’ютера — це мови програмування. На практиці найчастіше виконавцем створеного людиною алгоритму є комп’ютер і тому алгоритм має бути написаний мовою, зрозумілою для комп’ютера, тобто мовою програмування.

Домашнє завдання:

• Прочитати сторінки 7—16 запропонованого підручника;

• Вивчити означення: алгоритм, властивості алгоритму, способи подання алгоритму;

• Придумати та записати у зошит будь-який алгоритм на побутову тему(кулінарний, прибирання кімнати, виконання уроків і т.д.);

УРОК 4. Базові структури алгоритмів

Мета: Дати поняття про базові структури алгоритмів. Навчити розпізнавати базові структури в запропонованих алгоритмах.

Теоретичний матеріал

Навіть ще не маючи досвіду в створенні алгоритмів, ми інтуїтивно розуміємо, що вони розрізняються за своєю структурою. Так, є алгоритми, що виконуються за будь-яких обставин.

Але таке трапляється нечасто, тому що людина завжди коригує свої плани залежно від оточуючих умов, і тому виникає ситуація «якщо трапиться...», «якщо зустрінуся...», «якщо встигну...» тощо. А іноді ми змушені повторювати якийсь процес кілька разів, доки не отримаємо бажаного результату. Найчастіше ж ми і умови враховуємо, і повторюємо щось. Ось так і виникають різні типи алгоритмів.

Існує чотири базових структури алгоритмів: лінійні; розгалужені; циклічні; змішані. Найпростіша в написанні та виконанні перша з цих структур — лінійна. До неї відносяться алгоритми, що складаються лише з простих команд. Які ж команди можна назвати простими?

Простими є ті команди, що виконуються безумовно, тобто після першої команди виконується друга, потім третя і тощо. Загальний вигляд лінійного алгоритму, поданий мовою блок-схем, наступний:

На відміну від людини, виконавець «комп’ютер» не може відмовитися від виконання команди, він не може подібно недбалому учню сказати «не хочу», «не можу», «в мене болить голова і поганий настрій». Команда, записана в алгоритмі, повинна бути виконаною, тому, якщо знехтувати суто людськими якостями («не хочу», «не можу» і т.д.), лінійним можна назвати алгоритм ранкового збирання до школи:

Прокинутися / зробити ранковий туалет / одягнутися / поснідати / зібрати речі / одягнути верхній одяг, взутися / вийти до школи.

Та навіть у такому простому алгоритмі ви відразу ж знайдете недоліки. Наприклад, що робити, коли я себе погано почуваю (захворів), а якщо я вже зібрав речі звечора, а якщо я не встиг напередодні вивчити всі уроки і мені необхідно щось повторити, а що значить одягнути верхній одяг (залежить від пори року, погоди тощо). Якщо ж спробувати прослідкувати за вашою поведінкою протягом дня, то з’ясується, що майже ніколи ви не дієте за лінійним алгоритмом. Весь час ви аналізуєте ситуацію, змінюєте свою поведінку та свої плани, пристосовуєтеся до обставин.

Тому набагато частіше зустрічається другий тип алгоритму — розгалужений. Цей алгоритм обов’язково містить у собі хоча б одну умову (зазвичай їх значно більше), і виконується він в залежності від цієї умови.

Мовою блок-схем розгалужений алгоритм подається таким чином:

Тепер розглянемо, що ж таке умова з точки зору виконавця. Умовою називається таке речення, на яке можна дати відповідь «так» чи «ні». Як правило, кажуть, що в першому випадку (коли ми відповіли на речення «так») умова є істинною, а в другому — хибною.

Виходячи з цього, речення «Якого кольору твій піджак?» не можна вважати умовою, а речення «Твоє волосся русяве?»—можна.

Примітка: Тут можна запропонувати учням пограти і придумати речення, які можна вважати умовами, а потім перефразувати їх таким чином,, щоб ці речення стали помилковими, і запропонувати знайти помилки.

Дуже часто в житті ми змушені враховувати велику кількість найрізноманітніших умов. Наприклад, ми йдемо гуляти на вулицю, якщо «мама відпустила» та «гарна погода», а ще якщо «подруга покликала». Уроки дехто з учнів робить, якщо знов таки «тато примусив», або «вчителька дуже сувора». Такі умови називаються складеними. Вони містять кілька простих умов і об’єднуються між собою словами «або» чи «та».

Перше з цих слів («або») використовується у тих випадках, коли необхідне виконання хоча б однієї з умов, тобто хоча б одна з умов є істинною. Наприклад, діти залишаються вдома (не йдуть до школи), якщо «сьогодні вихідний», або «сьогодні канікули», або «сьогодні свято», або «дитина хвора». Ясно, що зовсім не обов’язково, щоб сьогодні були одночасно і канікули, і свято, і вихідний, та ще й хвороба, щоб не піти до школи.

Друге слово («та»), навпаки, використовується лише в тих випадках, коли тільки одночасне виконання всіх умов приводить до результату. Наприклад, тільки у випадку вже зроблених домашніх справ та виконаних домашніх завдань та гарної погоди у вас є надія, що вам дозволять погуляти на вулиці з друзями довше, ніж завжди.

Примітка: На цьому етапі уроку рекомендується дати відпочити учням і пограти з ними в гру «Чи виконається подія, якщо?», запропонувавши кілька умов, що повинні виконуватися одночасно або по черзі.

Однак, навіть маючи в своєму арсеналі команду розгалуження, важко реалізувати алгоритми, що потребують багаторазового повторення деякої послідовності однакових дій. У цих випадках нас виручає циклічний алгоритм. У нашому житті дуже часто зустрічаються алгоритми з повторами, причому чітко визначаються два типи повторів. В одному випадку ми точно знаємо, скільки разів необхідно повторити задану послідовність команд, а в іншому — ні. Наприклад, в першому класі вчителька