Существует два вида средств для представления алгоритмов – языковые и графические .

ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ

Понятие алгоритма

В основу работы ЭВМ положен программный принцип управления, состоящий в том, что ЭВМ выполняет действия по заранее заданной программе.

Программа – это упорядоченная последовательность команд, которые понимает ЭВМ.

В основе любой программы лежит алгоритм. Алгоритм – это полное и точное описание на некотором языке конечной последовательности правил, указывающих исполнителю действия, которые он должен выполнить, чтобы за конечное время перейти от (варьируемых) исходных данных к искомому результату.

Алгоритм — точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное время.

Свойства алгоритмов

1. дискретный (пошаговый) характер определяемого им процесса.

2. записан на понятном ему языке и содержит предписания, которые исполнитель может выполнить.

3. его массовость, применимость к некоторому классу объектов, возможность получения результата при различных исходных данных на некоторой области допустимых значений.

4. обязательное требование к алгоритмам – требование их конечности.

5. эффективность алгоритма. Время выполнения алгоритма и необходимые ресурсы.

Алгоритмизация – процесс разработки и описания алгоритма решения какой-либо задачи.

Существует два вида средств для представления алгоритмов – языковые и графические.

Словесная запись алгоритмов

Пример Составим алгоритм вычисления коэффициентов приведенного квадратного уравнения x ² + px + q = 0, корни которого x ₁, x ₂ известны.

алгоритм:

Начало.

1. Ввести x ₁, x ₂.

2. p = –( x ₁ + x ₂ ).

3. q = x ₁ x ₂.

Вывести p, q.

Конец. □

Схемы алгоритмов

Схема алгоритма – это графический способ его представления с элементами словесной записи.

ПРИМЕРЫ Структур алгоритмов

Алгоритмы линейной структуры и Ветвления

Схема алгоритма приведена на Рис. 4. Алгоритм содержит сложное ветвление, являющееся композицией двух простых ветвлений.

Рис. 4. Алгоритм решения квадратного уравнения

К операндам вещественного типа не следует применять операцию отношения «=» (равно), условие может не выполняться из-за неточного представления вещественных чисел в памяти ЭВМ и неизбежных ошибок округления при вычислениях. В алгоритме отношение D = 0 заменено отношением |D| < e, где e – допустимая погрешность округления. □

Циклы

Вычислительные процессы с многократным повторением однотипных вычислений/действий для различных значений входящих величин/данных называются циклическими, повторяемые участки вычислений – циклами, изменяющиеся в цикле величины – переменными цикла. Для организации циклов в алгоритмах необходимо предусмотреть (Рис. 5.):

- подготовку цикла – задание начальных значений переменным цикла перед первым его выполнением;

- тело цикла – вычислении/действия, повторяемые в цикле для различных значений переменных цикла;

- модификацию/изменение значений переменных цикла перед каждым новым его повторением;

- управление циклом – проверку условия продолжения/окончания цикла и переход на повторение цикла или его окончание.

Рис. 5. Общие схемы циклического алгоритма

Рис. 6. Общие схемы алгоритма табулирования функции

Процесс программирования - это запись разработанного алгоритма на специальном языке (языке программирования) - представление алгоритма на языке, " понятном" исполнителю (вычислительной машине), т. е. в форме, допускающей ввод в машину и последующий перевод на машинный язык (в коды машины).

Системы программирования

Это комплекс средств для разработки программ:

· Языки программирования

(ассемблер, Алгоритмические языки)

· Инструментальные системы

· Системы визуальной разработки программ

· Системы создания ПО для работы в Internet

· Кроссплатформенные приложения

Разработать язык – это создать транслятор для него.

Типы языков программирования

1. процедурные (императивные, указывают порядок выполнения операторов) (Паскаль, Си)

2. логические (декларативные, основаны на мат. Логике) (Лисп, Пролог),

Языки запросов ( SQL )

Турбо – Паскаль

Автор француз Филип Кан Ученик Вирта Курил Aple 2 и написал компилятор для Паскаля в Калифорнии, имея 2000 дол.. Один из создателей фирмы Borland В 1984 за 1 месяц заработал 150 тыс. дол.

Среда Delphi 1995, язык Object Pascal

C 2008 г Embarcadero®

2014 год Embarcadero® RAD Studio XE7

2015 год Embarcadero® RAD Studio XE8

Текущая версия Embarcadero RAD Studio 10.2 Токио (март 2017г)

Этот релиз знаменует новый этап, так как включает поддержку Linux и обеспечивает дальнейшее улучшение качества и возможностей большей масштабируемости решения.

объединяет Delphi XE10 и C++ Builder XE10 в единую интегрированную среду разработки и добавлена поддержка Android 6.0.

После добавления Linux, разработчики RAD Studio получили возможность кросс-компиляции на все главные платформы — Windows, Linux, macOS, iOS и Android — получая надежность и быстродействие, типичные для скомпилированных нативных приложений.

Содержит: Delphi®, C++Builder®, Embarcadero Prism™ и HTML5 Builder.

С RAD Studio XE8 существует встроенная поддержка для SQL Server, Oracle, Sybase, DB2, InterBase, SQL Anywhere, SQLite, MySQL и облачными сервисами, включая Windows Azure и Amazon.

С — один из первых языков программирования, ставших популярными и используемыми до сих пор. Создан Деннисом Ритчи в 1972 году в Bell labs и стал основой для других языков: C++, Java, C#, JavaScript и Perl.

90% ядра системы UNIX написано на С

Автор Деннис Ритчи программист лаборатории американской корпорации AT& T (Американ телефон и телеграф).

Цель: язык системного программирования

Преимущества: язык высокого уровня; имеет низкоуровневые средства.

C++

Язык С был хорош, но ему не хватало объектно-ориентированности. В 1983 году был создан более мощный язык C++, который часто называют объектно-ориентированной версией C. C++ — самый используемый императивный язык в мире. Его используют для создания удивительных приложений; браузеры Google Chrome, Mozilla Firefox, музыкальный проигрыватель Winamp и продукты Adobe написаны на языке C++.

C++ также используется для создания игр для смартфонов и приложений. На рынке труда C++ разработчики очень востребованы и число вакансий постоянно растёт.

Cхема алгоритма поиска максимального и минимального элементов одномерного массива и замена первого элемента их суммой.

Текст программы использования одномерного массива на С++

#include < stdio.h>

#include < conio.h>

int main()

{

clrscr();

int i;

float x[10], max, min;

/*Ввод элементов массива*/

for (i=0; i< 10; i++)

{

printf(" x[%d]=", i+1);

scanf( " %f", & x[i]);

}

/*Поиск максимального элемента и его номера*/

max=x[0];

min=x[0];

for(i=1; i< 10; i++)

{

if (x[i]> max) max = x[i];

if (x[i]< min) min=x[i];

}

/*замена частным первого элемента массива*/

x[0] = max+min;

/*Вывод элементов массива*/

printf(" \nmax=%f ", max);

printf(" \nmin=%f \n", min);

for(i=0; i< 10; i++)

printf(" \nx[%d]=%f ", i+1, x[i]);

getch();

return 0;

}

Нажимаем клавиши CTRL+F9 для компиляции и запуска на выполнение программы. Получаем результат:

Java

Java сочетает в себе С и С++ и является наиболее мощным языком для создания кроссплатформенных приложений. Java, отметивший недавно 20-летие, стал первым полностью объектно-ориентированным языком программирования, который работает по принципу «Write Once, Run Anywhere». Вы можете скомпилировать исходный код Java однажды и запускать его на любом устройстве с установленной JVM ( виртуальной машиной Java )

Java является одним из самых популярных языков для бэкэнд-разработки современных корпоративных веб-приложений. С Java и основанными на нём фреймворками разработчики могут создавать масштабируемые веб-приложения для широкого круга пользователей. Java — также основной язык, используемый для разработки родных Android-приложений для смартфонов и планшетов.

C# — представитель семьи языков программирования Microsoft. Он был создан в 2000 году как часть платформы Microsoft.Net framework. В использовании C# очень близок к Java, хотя говорили, что C# сочетает надёжность C++ с продвинутыми характеристиками Java. На языке C# можно создать практически все типы приложений для большинства платформ.

Фреймворк (англ. framework — каркас, структура) — программная платформа, определяющая структуру программной системы; программное обеспечение, облегчающее разработку и объединение разных компонентов большого программного проекта.

PHP

РНР — самый мощный серверный язык, который может делать многое при небольшом количестве кода. PHP — язык с открытым кодом. Это значит, что существуют тысячи модулей, которые могут быть модифицированы для выполнения нужных функций.

Язык PHP наряду с базами данных (например, MySQL) является важным инструментом для создания современных веб-приложений. На PHP разработано большинство сайтов, ориентированных на большой объём данных.

Objective C

Бред Кокс и Том Лав создали Objective C в 1983 году, стремясь исправить недостатки C. Этот язык является основным для создания приложений для iOS и OS X. Objective C-программисты в основном задействованы в разработке под эти крайне популярные платформы, что гарантируют востребованность на рынке труда и высокую зарплату.

HTML

HTML (от англ. HyperText Markup Language — «язык гипертекстовой разметки») — стандартный язык разметки документов во Всемирной паутине. Большинство веб-страниц содержат описание разметки на языке HTML (или XHTML).

< html>

< head>

< title>

Пример 2

< /title>

< /head>

< body>

< H1 ALIGN=CENTER>

Привет!

< /H1>

< H2>

Это пример HTML-документа

< /H2>

< P> Теперь мы знаем, что абзац можно выравнивать не только влево,

< /P>

< P ALIGN=CENTER> но и по центру

< /P> < P ALIGN=RIGHT> или по правому краю.

< /P>

< /body>

< /html>

JavaScript

При простом синтаксисе JavaScript может выполнять более сложные функции. Это идеальный скриптовый язык, простой для освоения. Программный код работает в браузерах и обрабатывает команды на компьютере клиента, а не на сервере, снижая таким образом нагрузку на сервер и увеличивая скорость работы приложения.

Каждый современный сайт использует JavaScript. Это ключевой язык для создания интерактивности сайта или построения пользовательских интерфейсов с одним из десятка популярных JavaScript-фреймворков.

Браузер, когда видит < script>:

· Начинает отображать страницу, показывает часть документа до script

· Встретив тег script, переключается в JavaScript-режим и не показывает, а исполняет его содержимое.

· Закончив выполнение, возвращается обратно в HTML-режим и только тогда отображает оставшуюся часть документа.

Python

Гвидо ван Россум создал Python в 1991 году. Это ещё один высокоуровневый язык программирования и одновременно самый простой для изучения благодаря минимализму, читабельности и понятному синтаксису. Google развивал Python около 10 лет и всё ещё запускает проекты с использованием этого скриптового языка.

Python может сделать почти всё вышеперечисленное. Веб-приложения, пользовательские интерфейсы, анализ данных, статистика — для какой бы задачи вам не предстояло найти решение, в Python, скорее всего, найдётся подходящий фреймфорк. Совсем недавно учёные пришли к выводу, что Python модно использовать в качестве основного инструмента для обработки гигантских объёмов данных практически в любой отрасли.

Пример Определить, сколько в введенном пользователем числе четных цифр, а сколько нечетных.

a = input()

a = int(a)

even = 0

odd = 0

while a > 0:

if a % 2 == 0:

even += 1

else:

odd += 1

a = a // 10

print (" Even: %d, odd: %d" % (even, odd))

Примерный результат:

65439 Even: 2, odd: 3

SQL

SQL — аббревиатура от Structured Query Language. Это язык запросов к базам данных, который предоставляет формальный способ взаимодействия с базой данных приложения. SQL очень прост в изучении и близок к английскому языку по синтаксису.

Штефан Цукерман, программист:

«Если вы умеете правильно организовывать данные, совершенно не важно, каким языком вы владеете. Есть три тесно связанные вещи, которые вам нужно знать:

1. Основные структуры данных и алгоритмы (связные списки, хеш-таблицы, сбалансированные и другие деревья поиска, очереди и кучи);

2. Моделирование данных, полученных из реального мира ( понимание логики уже выстроенных моделей, умение работать со стандартными и сторонними библиотеками);

3. Любой язык программирования, который вам удобен. Если вы хорошо знаете язык и можете показать это на деле, то сможете на этом много заработать. Если вы хорошо освоите какой-нибудь язык, то сможете выучить любой другой.