Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра систем информационной безопасности
ВИДЫ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ И СПОСОБЫ ИХ ОПИСАНИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторной работы № 4 по дисциплине «Информатика» для студентов специальностей
10.05.01«Компьютерная безопасность»,
10.05.02«Информационная безопасность телекоммуникационных систем»,
10.05.03 «Информационная безопасность автоматизированных систем»
очной формы обучения
Воронеж 2018
УДК 681.3(07)
ББК 32.97я7
Составители:
д-р техн. наук, проф. О. Н. Чопоров, д-р техн. наук, доц. К. А. Разинкин
Виды алгоритмических конструкций и способы их описания: методические указания к выполнению лабораторной работы № 4 по дисциплине «Информатика» для студентов специальностей 10.05.01 «Компьютерная безопасность», 10.05.02 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем», 10.05.03 «Информационная безопасность автоматизированных систем» очной формы обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: О. Н. Чопоров, К. А. Разинкин. Воронеж : Изд-во ВГТУ, 2018. 22 с.
В ходе выполнения приведенных заданий студенты знакомятся с понятием алгоритма, способами описания алгоритмов, основными алгоритмическими структурами и правилами их описания, получают начальные навыки алгоритмизации, которые составляют фундаментальную базу при изучении основ программирования.
Предназначены для проведения лабораторных работ по дисциплине «Информатика» для студентов 1 курса.
Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле МУ_Информатика_ЛР4.pdf.
Табл. 1. Библиогр.: 9 назв.
УДК 681.3(07)
ББК 32.97я7
Рецензент – В. И. Белоножкин, д-р техн. наук, проф. кафедры систем информационной безопасности ВГТУ
Издается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ВИДЫ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ И СПОСОБЫ ИХ ОПИСАНИЯ
Целью лабораторной работы является знакомство с понятием алгоритма, способами описания алгоритмов, основными алгоритмическими структурами и правилами их оформления.
В результате выполнения лабораторной работы студенты
должны знать:
1)понятие алгоритма и правила его составления;
2)способы описания алгоритма: словесное описание; формульно-словесное описание; псевдокод; графический способ (блок-схема);
3)средства графического изображения алгоритмов;
4)основные алгоритмические конструкции (виды алгоритмов): линейные (последовательные); разветвляющиеся; циклические; рекурсивные.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ДОМАШНЕГО ИЗУЧЕНИЯ
1.1. Понятие алгоритма
Алгоритм – описанная на некотором языке точная конечная система правил, определяющая содержание и порядок действий над некоторыми объектами, строгое выполнение которых дает решение поставленной задачи.
Разработать алгоритм решения означает разбить задачу на последовательно выполняемые этапы. Можно сказать, что алгоритм описывает процесс преобразования исходных данных в результаты, т. к. для решения любой задачи необходимо:
1)ввести исходные данные;
2)преобразовать исходные данные в результаты (выходные данные);
3)вывести результаты.
На этапе разработки алгоритма рекомендуется придерживаться следующих правил его составления:
1) алгоритм должен быть максимально прост и понятен;
3
2) алгоритм должен состоять из мелких шагов; 3) сложная задача должна разбиваться на достаточно про-
стые, легко воспринимаемые части (блоки); 4) логика алгоритма должна опираться на минимальное
число достаточно простых базовых управляющих структур.
В итоге процесс разработки алгоритма должен быть направлен на получение четкой структуры алгоритмических конструкций.
1.2. Способы описания алгоритмов
На любой стадии существования алгоритмы представляют с помощью конкретных изобразительных средств, состав и правила употребления которых образуют определенные способы или формы записи. К настоящему времени сложилось пять наиболее употребительных способов описания алгоритмов:
1)словесное описание;
2)формульно-словесное описание;
3)псевдокод;
4)графический способ (блок-схема);
5)программа (способ описания с помощью языков программирования).
1.2.1. Словесное описание
Словесное описание представляет алгоритм как инструкцию по выполнению действий в определенной последовательности с помощью слов и предложений естественного языка. Форма изложения произвольна и устанавливается разработчиком.
Этот способ описания не имеет широкого распространения, т. к. строго не формализуем, допускает неоднозначность толкования при описании некоторых действий, многословен.
П р и м е р 1 Алгоритм нахождения наибольшего общего делителя
(НОД) двух натуральных чисел:
1)задать два числа;
2)если числа равны, то взять любое из них в качестве ответа и остановиться, в противном случае продолжить выполнение алгоритма;
4
3)определить большее из чисел;
4)заменить большее из чисел разностью большего и меньшего из чисел;
5)повторить алгоритм с п. 2.
1.2.2. Формульно-словесный способ
Формульно-словесный способ описания алгоритма содержит формальные символы и выражения (формулы) в сочетании со словесными пояснениями, т. е. алгоритм записывается в виде текста с формулами по пунктам, определяющим последовательность действий. Этот способ описания нагляден, лаконичен, но не является строго формальным.
П р и м е р 2 Алгоритм вычисления выражения у = 2а – (х + 6):
1)ввести значения а и х;
2)найти сумму (х + 6);
3)найти произведение (2*а);
4)вычислить у как разность y = 2а – (х + 6);
5)вывести у как результат вычисления выражения.
1.2.3. Псевдокод
Псевдокод представляет собой описание структуры алгоритма на естественном, частично формализованном языке, позволяющее выявить основные этапы решения задачи перед точной его записью на языке программирования.
В псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и общепринятая математическая символика. Данный способ тесно связан со структурным подходом к программированию. Псевдокод занимает промежуточное положение между естественным языком и языком программирования. Его применяют преимущественно для того, чтобы подробнее объяснить работу программы, что облегчает проверку правильности программы.
П р и м е р 3 Алгоритм сложения двух чисел:
1)ввод двух чисел а и b;
2)вычисление суммы S = а + b;
5