značky spájame spojnicami, šípka musí byť ak ...

Transkript

1 1. Algoritmus, Etapy tvorby programov. Algoritmické konštrukcie. Algoritmus, vlastnosti algoritmu, spôsoby zápisu algoritmu, základné algoritmické konštrukcie Etapy. Program, príkazy, premenná, konštanta, výraz, identifikátor, elementárne príkazy. Algoritmus postup alebo návod ako riešiť zadanú úlohu. Ide o presne stanovený postup ktorý niekomu adresujeme (vykonávateľovi). V informatickej terminológii je adresátom procesor. Algoritmus je postup, ktorého realizáciou získame zo zadaných ných údajov po konečnom počte činností v konečnom čase správne výsledky. Vlastnosti algoritmu: Elementárnosť postup je zložený z jednoduchých krokov, ktoré sú pre vykonávateľa (človek, procesor, nemysliace zariadenie) zrozumiteľné Determinovanosť (jednoznačnosť) - postup je zostavený tak, že v každom momente jeho vykonávania je jednoznačne určené, aká činnosť má nasledovať, alebo či sa už postup skončil. Rezultatívnosť (opakovateľnosť) postup dáva pre rovnaké né údaje vždy rovnaké výsledky. Konečnosť postup skončí vždy v konečnom čase a po vykonaní konečného počtu činností. Hromadnosť (všeobecnosť) postup je použiteľný na celú triedu prípustných ných údajov. Algoritmus nepočíta = 3, ale a + b = c. Efektívnosť postup sa uskutočňuje v čo najkratšom čase a s využitím čo najmenšieho množstva prostriedkov (príkazy, pamäť). (Ako kritériá efektívnosti slúžia časová a pamäťová zložitosť algoritmu.) V praxi sa doporučuje dodržiavať ešte dve ďalšie vlastnosti: zrozumiteľnosť a prehľadnosť algoritmu. Zápis algoritmov: matematicky (vzťahom medzi veličinami, sústavou rovníc, maticami), rozhodovacie tabuľky graficky (vývojový diagram, štruktúrogram ) slovne v jazyku (prirodzenom alebo algoritmickom) alebo programovacím jazykom (obrázkový - Baltík, Logo - Imagine, Pascal TurboPascal, Lazarus, Delphi; ďalšie jazyky: C, C++, C #, Java, PHP,...) Vývojový diagram popisuje postupnosť činností pomocou normou definovaných grafických značiek a textu v nich. Štruktúrogram zhustená obdoba vývojových diagramov, ktorá však nie je definovaná normou. Základné značky používané vo vývojových diagramoch: - počiatočná a koncová značka (medzná značka) - a výstup hodnôt - priradenia; vykonanie [spracovanie (príkaz, operácia činnosť)] - porovnanie, rozhodovanie a vetvenie - poznámka, komentár - spojka značky spájame spojnicami, šípka musí byť ak Základné algoritmické konštrukcie 1. sekvencia postupnosť príkazov 2. vetvenie členenie algoritmu na základe podmienky... 1

2 3. cyklus viacnásobné opakovanie časti algoritmu na základe podmienky (telo cyklu je to, čo sa má opakovať, dokedy sa to má opakovať, to určuje cyklu)... príkaz n výstup Etapy tvorby programov: 1. Zadanie úlohy a presné vymedzenie problému. Rozbor problému (čo ideme riešiť, presne sformulujeme zadanie problému a samozrejme aj požiadavky kladené na program). Výsledkom rozboru je popis ných a výstupných informácií a vzťahov medzi nimi. 2. Navrhneme postup riešenia vytvoríme algoritmus všeobecný zápis návodu riešenia (ako riešiť, metódy a spôsoby riešenia). Výsledkom návrhu riešenia je zápis jednotlivých krokov (príkazov) algoritmu a to buď v algoritmickom jazyku alebo graficky pomocou vývojového diagramu alebo štruktúrogramu. Ak sa vyskytnú viaceré možnosti riešenia, snažíme sa zistiť, ktorý je najefektívnejší. Pokúšame sa odhadnúť prácnosť naprogramovania každého z nich a po zohľadnení oboch týchto kritérií si jeden spôsob vyberieme. 3. Realizácia (prepis algoritmu do programovacieho jazyka tie majú rôznu syntax súbor príkazov a pravidiel, kými sa v ňom zapisujú programy) Ladenie a testovanie ladenie programu (oprava chýb syntaktických a logických, novšie verzie, prispôsobenie softvéru požiadavkám používateľa) 4. Dokumentácia a údržba Ak je program dobrý a chceme ho ponúknuť aj iným ľuďom, je dobré, ak sa k nemu vytvorí minimálne pomocník. Vhodná je aj dokumentácia, ktorú môžu využiť iní programátori, kde opíšete, ako ste pristupovali k riešeniu jednotlivých problémov atď. Ak sa program uchytí, postaráme sa o jeho údržbu (modifikácie, vylepšenia) a podporu (napríklad možnosť napísať vám mail a opýtať sa na niečo). problém algoritmus program ALGORITMIZÁCIA PROGRAMOVANIE Vývojový diagram popisuje postupnosť činností pomocou normou definovaných grafických značiek a textu v nich. 2

3 Štruktúrogram zhustená obdoba vývojových diagramov, ktorá však nie je definovaná normou. Základné značky používané vo vývojových diagramoch: - počiatočná a koncová značka (medzná značka) - a výstup hodnôt - priradenia; vykonanie [spracovanie (príkaz, operácia činnosť)] - porovnanie, rozhodovanie a vetvenie - poznámka, komentár - spojka značky spájame spojnicami, šípka musí byť ak... Základné algoritmické konštrukcie 4. sekvencia postupnosť príkazov 5. vetvenie členenie algoritmu na základe podmienky 6. cyklus viacnásobné opakovanie časti algoritmu na základe podmienky (telo cyklu je to, čo sa má opakovať, dokedy sa to má opakovať, to určuje cyklu)... príkaz n výstup Program postupnosť príkazov (inštrukcií) programovacieho jazyka, ktorou popisujeme, ako má počítač (procesor) riešiť určitú úlohu. Príkazy sú vety jazyka, ktoré prikazujú procesoru vykonať isté presne stanovené činnosti (napr. príkaz u, výstupu, priradenia). Príkazy spracovávajú nejaké objekty (premenné, konštanty, výrazy). Premenná je objekt (pomenované pamäťové miesto), ktorý obsahuje konkrétnu hodnotu (číslo, znaky), ktorá sa počas behu programu môže meniť. 3

4 Konštanta je objekt, ktorý má počas realizácie programu jedinú konkrétnu hodnotu. Výraz je predpis pre získanie hodnoty. Obsahuje operandy (premenné, konštanty,...), operátoty (+, -, *, /, <, >,...) a zátvorky. Identifikátor je názov objektu programu (premennej, konštanty, podprogramu,...). Odporúča sa voliť mnemotechnické identifikátory, t. j. také, ktoré približujú hodnotu, ktorá je v nich uložená. Elementárne činnosti, ktoré vie počítač vykonávať sú: priraďovací príkaz príkaz u príkaz výstupu Priraďovací príkaz nariaďuje procesoru, aby vykonal na jeho pravej strane naznačené operácie alebo funkcie a výsledok uložil do premennej, meno ktorej je na ľavej strane. Príkaz u umožňuje zadať procesoru konkrétne hodnotu údajov, ktoré má spracovávať. Tieto hodnoty sa uložia do premenných Príkaz výstupu umožňuje získať od procesora výsledky algoritmu alebo iné oznamy. Podmienka je v programovacích jazykoch chápaná ako logický výraz. Kocka Čítaj a V a*a*a Píš V Otázky: 1. Čo rozumiete pod pojmom algoritmus? 2. Aké vlastnosti musí mať riešenie úlohy, aby to bol algoritmus (vlastnosti algoritmu)? 3. Popíšte vlastnosti algoritmu elementárnosť a determinovanosť. 4. Popíšte vlastnosti algoritmu rezultatívnosť a konečnosť. 5. Popíšte vlastnosti algoritmu hromadnosť a efektívnosť. 6. Akými spôsobmi môžeme zapísať algoritmus? 7. K čomu slúži vývojový diagram? 8. Vymenujte a nakreslite základné značky vývojového diagramu. 9. Popíšte spôsoby zápisu algoritmov a uveďte pomocou akých základných algoritmických konštrukcií môžeme zapísať ľubovoľný výpočtový proces. 10. Vymenujte a stručne popíšte etapy tvorby programu? 11. Aký je rozdiel medzi chybou syntaktickou a logickou? 4

5 12. K čomu slúži vývojový diagram? 13. Vymenujte a nakreslite základné značky vývojového diagramu. 14. Čo rozumiete pod pojmom program a príkazy programu? 15. Čo je premenná a čo konštanta v programe a aký je medzi nimi rozdiel? 16. Čo rozumiete pod pojmom výraz a čo je identifikátor? 17. Vymenujte a popíšte činnosti, ktoré sú pre počítač elementárne. 18. Popíšte spôsoby zápisu algoritmov a uveďte pomocou akých základných algoritmických konštrukcií môžeme zapísať ľubovoľný výpočtový proces. Domáca úloha: 1. Napíšte do zošita program na výpočet obsahu a objemu hranola so stranami a, b, c: Urobte rozbor problému Navrhnite algoritmus riešenia aj v tvare vývojového diagramu Napíšte program a jazyku Logo v prostredí Imagine Program odlaďte a otestujte na počítači, ak bude správny, zapíšte si ho do zošita. 5