Властивості алгоритму

Лабораторна робота 1

Тема: Графічне представлення алгоритмів за допомогою блок-схем.

Мета: Ознайомитися з поняттям алгоритму, навчитися складати алгоритми та представляти їх у вигляді блок-схем.

Теоретичні відомості

Розв’язання будь-якої задачі на ЕОМ можна розбити на наступні етапи:

1. розробка алгоритму розв'язання задачі,

2. складання програми розв'язання задачі на алгоритмічній мові,

3. введення програми в ЕОМ,

4. налагодження програми (виправлення помилок),

5. виконання програми на ПК,

6. аналіз отриманих результатів.

Перший етап рішення задачі полягає в розробці алгоритму.

Алгоритм - це точна кінцева система правил, яка визначає зміст і порядок дій виконавця над деякими об'єктами (вихідними і проміжними даними) для отримання після кінцевого числа кроків шуканого результату.

Алгоритм може бути описаний одним з трьох способів:

· словесним (приклад на початку розділу);

· графічним (вигляді спеціальної блок-схеми);

· за допомогою спеціальних мов програмування.

Блок-схема - поширений тип схем, що описує алгоритми або процеси, зображуючи кроки у вигляді блоків різної форми, з'єднаних між собою стрілками.

Поняття алгоритму в програмуванні є фундаментальним. Для алгоритму важливий не тільки набір певних дій, але і те, як вони організовані, тобто в якому порядку вони виконуються. Це одна із загальних властивостей алгоритму. Інша загальна властивість алгоритму полягає в тому, що кожна наступна дія виконується лише після завершення попередньої.

Наприклад, алгоритм вирішення задачі обчислення суми двох цілих чисел у вигляді блок-схеми буде записаний, як показано на рисунку 1.

Рисунок 1 – Блок-схема алгоритму

Властивості алгоритму

При складанні і запису алгоритму необхідно забезпечити, щоб він мав ряд властивостей. Розглянемо ці властивості на наступному прикладі: нехай потрібно обчислити суму двох цілих чисел і вивести на екран результат.

Однозначність алгоритму, під якою розуміється одиничність тлумачення виконавцем правил виконання дій та порядку їх виконання. Щоб алгоритм володів цією властивістю, він повинен бути записаний командами з системи команд виконавця.

Для нашого прикладу виконавець алгоритму повинен розуміти такий запис дій, як додати числа А і В.

Скінченність алгоритму - обов'язковість завершення кожної складової дії алгоритму, і завершуваність виконання алгоритму в цілому, тобто алгоритм повинен закінчуватися після кінцевого числа кроків.

Результативність алгоритму, передбачає, що виконання алгоритму має завершитися отриманням певних результатів. Алгоритм в нашому прикладі володіє цією властивістю, так як для цілих чисел А і В завжди буде обчислена сума.

Масовість, тобто можливість застосування даного алгоритму для вирішення цілого класу задач, що відповідають загальній постановці завдання. Для того щоб алгоритм володів масовістю, слід складати алгоритм, використовуючи позначення величин і уникаючи конкретних значень.

Правильність алгоритму, під якою розуміється здатність алгоритму давати правильні результати вирішення поставлених задач. Представлений в прикладі алгоритм має властивість правильності, так як в ньому використана правильна формула складання цілих чисел, і для будь-якої пари цілих чисел результат виконання алгоритму буде дорівнює їх сумі.

Визначеність алгоритму. Кожен крок алгоритму повинен бути визначений.

Вхідні дані алгоритму. Алгоритм повинен мати деяке (може бути рівне 0) число вхідних даних.

Вихідні дані алгоритму. Результатом виконання алгоритму повинна бути одна або кілька вихідних величин, що залежать від вхідних даних.

Ефективність алгоритму. Алгоритм повинен бути ефективним, тобто результат повинен бути отриманий найменшим числом найпростіших операцій.