ALGORYTMY

1. ALGORYTMY

2. Algorytmy • Podstawowe pojęcia • Schematy blokowe • Program ELI • Przykłady prostych algorytmów

3. Algorytm liniowy Algorytm liniowy (sekwencyjny) składa się z ciągu instrukcji, które są wykonywane jedna po drugiej, w kolejności jaka wynika z ich następstwa w zapisie algorytmu. Przykład algorytmu liniowego – gotowanie jajka na miękko • Wlać do garnka zimną wodę • Zapalić gaz • Włożyć jajko • Odczekać trzy minuty • Zgasić gaz • Wyjąć jajko

4. Co to jest algorytm? Algorytm to przepis rozwiązania zadania, zawierający opis danych wraz z opisem czynności, które należy wykonać z tymi danymi, aby osiągnąć zamierzony cel. Algorytm zawiera opis danych, opis wyników oraz plan działania, czyli przetworzenia danych. Plan ten można przedstawić w postaci ciągu czynności, które muszą być wykonane w określonej kolejności. Opis czynności występujących w algorytmie nazywamy instrukcjami.

5. Cechy algorytmu • Poprawność – algorytm powinien zwracać prawidłowe wyniki dla każdego zestawu poprawnych danych • Skończoność – rozwiązanie zadania musi być możliwe dla dowolnego zestawu danych w skończonej liczbie kroków • Jednoznaczność – algorytm powinien zwracać te same wyniki dla zestawów takich samych danych wyjściowych. • Sprawność – ta cecha określa, jak zachowuje się algorytm zarówno pod względem szybkości działania, jak i optymalnego wykorzystania zasobów komputera, w szczególności jego pamięci operacyjnej.

6. Etapy rozwiązywania problemów • Sformułowanie zadania. • Określenie danych wejściowych • Określenie celu, czyli wyniku • Poszukiwanie metody rozwiązania, czyli algorytmu • Przedstawienie algorytmu w postaci: • opisu słownego • listy kroków • schematu blokowego • języka programowania • Analiza poprawności rozwiązania • Testowanie rozwiązanie dla różnych danych.

7. Instrukcja warunkowa Większość algorytmów ma bardziej rozbudowaną strukturę niż algorytm liniowy. Często występują w nich instrukcje, których wykonanie jest uzależnione od spełnienia pewnego warunku lub też spełnienie pewnego warunku powoduje wykonanie jednej instrukcji, a niespełnienie go – innej. Taką instrukcję nazywamy instrukcją warunkową. Działa on według jednego z dwóch przedstawionych schematów: Jeśli spełniony jest warunek W, wykonaj instrukcję A. Jeśli spełniony jest warunek W, to wykonaj instrukcje A; w przeciwnym razie wykonaj instrukcję B

8. Instrukcja iteracyjna Iteracja (pętla) jest instrukcją sterującą umożliwiającą wielokrotne powtarzanie tych samych czynności. Działa ona według schematu: Wykonuj instrukcję A dokładnie n razy. • Rodzaje pętli: • Pętla ograniczona – wykonuj czynność x n razy. • Pętla nieograniczona – wykonuj czynność x tak długo, • dopóki warunek y nie zostanie spełniony.

9. Schemat blokowy Schemat blokowy jest graficznym przedstawieniem zbioru instrukcji (operacji) i wzajemnych powiązań między nimi, które określają kolejność wykonywanych akcji. Schemat blokowy jest zbudowany z figur geometrycznych zwanych skrzynkami oraz połączeń między skrzynkami.

10. Podstawowe symbole Początek  sieci działań (schematu). W schemacie może występować tylko jeden taki element. Zakończenie wykonywania czynności

11. Skrzynka wprowadzania i wyprowadzania informacji – jest równoległobokiem, w którym umieszcza się dane lub wyniki. Ze skrzynki wychodzi jedno połączenie. Skrzynka operacyjna – jest prostokątem, w którym znajdują się instrukcje. Ze skrzynki operacyjnej wychodzi tylko jedno połączenie.

12. Skrzynka warunkowa (decyzyjna) jest rombem, w którym umieszcza się warunek decydujący o dalszej kolejności wykonywania operacji. Ze skrzynki wychodzą dwa połączenia: jedno oznaczone przez T (TAK), a drugie oznaczane przez N (NIE). Łącznik wewnątrzstronicowy - służy do łączenia odrębnych części schematu znajdujących się na tym samym arkuszu. Ułatwia zachowanie przejrzystości schematu. Komplementarne elementy oznacza się tym samym symbolem

13. Co to jest ELI? Eli (Laboratorium Informatyki) jest programem edukacyjnym. Umożliwia konstruowanie i analizowanie działania algorytmów, przedstawionych w postaci schematów blokowych. Został on opracowany przez warszawską firmę pomocy dydaktycznych Elbox. Schematy algorytmów układamy z klocków, w których zawarte są podstawowe operacje.

14. Przykładowy ekran programu ELI

15. Symbole w programie ELI Początek algorytmu Koniec algorytmu Wprowadzanie danej Wyprowadzanie wyniku Sprawdzanie warunku Wykonanie obliczeń

16. Elementy umożliwiające łączenie innych klocków między sobą:

17. Algorytm obliczający pole prostokąta na kilka różnych sposobów

18. Algorytm rozwiązuje ten sam problem (obliczanie pola prostokąta), lecz realizuje także kontrolę pobieranych danych wejściowych. Sprawdzanie danych wejściowych wykonują bloki decyzyjne.

19. Przykro mi, ale to już koniec!