Программный алгоритм из себя представляет. Алгоритм. Основные принципы составления алгоритмов. Примеры. Сегментно-страничное распределение памяти

Бесплатная визуальная среда разработки программного обеспечения. Конструктор «Алгоритм» поможет начинающим пользователям быстро создать собственную, полноценную программу, без использования специальных языков. Воплощайте в жизнь самые оригинальные идеи уже сегодня, с помощью гибких настроек и удобного интерфейса.

Создание программ в Алгоритм

Принцип разработки ПО, в конструкторе Алгоритм 2, представляет собой построение логической цепи действий. С помощью визуальных функций создается интерфейс будущей программы, после чего к элементам привязываются события, условия и действия. Например, добавив в программу кнопку, вы можете назначить ей действие открывания файла, воспроизведения звука, смены текста и т.д. Функционал Алгоритм 2.7 весьма разнообразен и при умелом подходе может выдать очень интересные результаты.

Особенности конструктора:

• Удобный интерфейс.
• Множество готовых функций и визуальных объектов.
• Возможность создания браузеров, текстовых редакторов и медиа-плееров за пару минут.
• Создание программ, работающих с файлами, папками и реестром.
• Набор полезных объектов с расширенными возможностями. К примеру перезагрузка ПК, или рабочий стол.
• Вывод готовой программы в формате exe, за пару кликов.
• Экспорт программы в язык Visual Basic.NET, для доработки на высоком уровне программирования.

Конечно, для серьезной разработки программ, Алгоритму 2, существенно не достает возможностей, но для простых задач этот конструктор подойдет идеально. Если вам нужно быстро создать программу с определенным набором функций и уникальным интерфейсом, то данная среда разработки отлично вам в этом поможет.

Алгоритм- система точных и понятных предписаний, опр-ая последовательность элементарных операций над исходными данными, выполнение кот-ых обеспечивает решение задач данного типа.

Свойства алгоритма:

-дискретность -последовательность решения (процесс) задач должен быть разбит на последовательность отдельных шагов.

-понятность -алгоритм обязательно должен быть понятен исполнителю. В связи с этим алгоритм нужно разрабатывать с ориентацией на опр-ого исполнителя, т.е. в алгоритм можно включать команды из систем команд данного исполнителя.

-детерминированность - будучи понятным, алгоритм не должен содержать команды, смысл кот-ых может восприниматься неоднозначно. Нарушение составителями алгоритмов этих требований приводит к тому, что одна и та же программа после выполнения разными исполнителями дает не одинаковые результаты.

-результативность –состоит в том, что при точном исполнении всех команд алгоритма, процесс решения задач должен прекратиться за конечное число шагов и при этом должен быть получен опред-ый при постановке задач результат.

-массовость - пригодность алгоритма для решения задач некоторого класса.

Способы записи алгоритма:

-словесный – способ на естественном языке.

-графический -описания алгоритма с помощью схем.

Процесс выполнения операций или групп операций

ввод исходных данных, вывод результата

Решение-выбор направления выполнения

Модификация-выполнение операций, меняющих команды или группы команд, изменяющих программ.

Соединители линий на одной странице.

Межстраничные соединители.

-язык программирования –удобен для ввода в комп-р.

-псевдокод -это язык, к-ый использует структуру и синтексис достаточно формализованного языка и одновременно допускает конструкции естеств. Языка.

Виды алгоритмов и основные принципы составления алгоритмов.

-Линейный – алгоритм, в кот-ом команды выполняются последовательно друг за другом в порядке их естественного следования независимо от каких-либо условий. S1, s2 , S3…Sn

-ветвящийся (разветвящийся) - это процесс, в кот-ом его реализация происходит по одному из нескольких заранее предусмотренных направлений, в зависимости от исходных данных или промежуточных результатов.

· Полная условная конструкция (полное ветвление)

· Неполное условная конструкция

· Выбор из нескольких

-циклический – алгоритм, в кот-ом последовательность может выполняться более 1 раза.

· Цикл с параметром

· Цикл с предусловием. Может не выполниться ни разу. В теле цикла обязательно нах-ся оператор, к-ый изменяет значение переменной, входящей в блок Q.

· Цикл с постусловием. Выполняется хоть один раз.

Основные принципы алгоритмизации:

1. Выявить исходные данные, результаты и назначить им имена.

2. Метод решения задач.

3. Разбить метод решения задач на этапы.

4. При граф-ом представлении алгоритма каждый этап в виде соответствующего блока –схемы алгоритма и указать линиями связи порядок их выполнения.

5. В полученной схеме при любом варианте вычислений.

Предусмотреть выдачу результатов или сообщений об их отсутствии.

Обеспечить возможности после выполнение любой операции так или иначе перейти к блоку конец.

40.Основные алгоритмические структуры

Мы уже рассмотрели основные понятия программирования и переходим немного ближе к делу (но только ближе, программировать будем позже).

Рассмотрим основные структуры алгоритмов, а их шесть:

· Следование. Это последовательность блоков (или групп блоков) алгоритма. В программе следование представлено в виде последовательного выполнения операций

·
Разветвление. Данная алгоритмическая структура применяется в том случае, когда в зависимости от условия необходимо выполнить одно или другое действие

·
Обход. Эта структура является частным случаем разветвения, когда в одной из ветвей нет никаких действий.

·
Множественный выбор. Эта структура является обобщением раветвления, когда необходимо выполнить одно из нескольких действий в зависимости от значения переменной A.

Блок-схема является вариантом формализованной записи алгоритма или процесса. Каждый шаг алгоритма в данном представлении изображается в виде блоков различной формы, которые соединены между собой линиями. В блок-схеме можно отобразить все этапы решения любой задачи, начиная с ввода исходных данных, обработки операторами, выполнения цикличных и условных функций, и заканчивая операциями вывода результирующих значений.

Инструкция

Как правило, вначале алгоритма производится ввод исходных данных для решения поставленной задачи. Нарисуйте параллелограмм ниже линии так, чтобы он непрерывным продолжением схемы. В параллелограмме напишите производимое действие, обычно это операции данных с экрана (Read nInp) или других устройств. Важно, что введенные вами переменных в данном шаге будут использоваться в дальнейшем во всем теле блок-схемы.

Выполнение одной или группы операций, любая обработка данных (изменение значения или формы представления) обозначается в виде прямоугольника. Нарисуйте данную фигуру в нужном месте алгоритма при составлении блок-схемы. Внутри прямоугольника запишите производимые действия , например, операция присваивания записывается следующим образом: mOut = 10*nInp b + 5. Далее также для продолжения блок-схемы нарисуйте линию вниз.

Важной составляющей любого алгоритма и соответственно блок-схемы являются условные и цикличные операторы. У данных операторов один вход и два и или более альтернативных выхода. После вычисления условия, заданного оператором, дальнейший переход осуществляется лишь по одному пути. Нарисуйте вход в элемент в виде линии входящей в верхнюю вершину элемента.

Для задания оператора условия нарисуйте от данной линии ромб. Внутри фигуры укажите само условие и проведите линии, указывающие дальнейший переход в зависимости от его выполнения. Условие задается в общем случае операциями сравнения (>, <, =). Переход по линии вниз осуществляется при истинном условии, назад – при ложном. Укажите около выходных линий фигуры результаты условия (true, false). Невыполнение условия (false) возвращает к определенному шагу выше по телу алгоритма. Проведите линии под прямым углом от выхода с условия и до нужного оператора.

Алгоритм? набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное число действий. В старой трактовке вместо слова «порядок» использовалось слово «последовательность», но по мере развития параллельности в работе компьютеров слово «последовательность» стали заменять более общим словом «порядок». Это связано с тем, что работа каких-то инструкций алгоритма может быть зависима от других инструкций или результатов их работы.

Таким образом, некоторые инструкции должны выполняться строго после завершения работы инструкций, от которых они зависят. Независимые инструкции или инструкции, ставшие независимыми из-за завершения работы инструкций, от которых они зависят, могут выполняться в произвольном порядке, параллельно или одновременно, если это позволяют используемые процессор и операционная система.

Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Разработка алгоритма является сложным и трудоемким процессом. Алгоритмизация? это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ. Блок-схема обобщенного алгоритма работы программы представлена на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Блок-схема алгоритма работы программы

Для записи алгоритма решения задачи применяются следующие изобразительные способы их представления:

· словесно-формульное описание;

· блок-схема (схема графических символов);

· алгоритмические языки;

· операторные схемы;

· псевдокод;

Разработка программного продукта

Со времени появления платформы.NET (примерно в 2001 г.) среди библиотек базовых классов появился API по имени Windows Forms, представленный в основном сборкой System.Windows.Forms.dll. Инструментальный набор Windows Forms предоставляет типы, необходимые для построения графических пользовательских интерфейсов для настольных компьютеров, создания специализированных элементов управления, управления ресурсами (например, строками и значками) и выполнения других задач, возникающих при программировании для пользовательских компьютеров. Имеется и дополнительный API по имени GDI+ (представленный сборкой System.Drawing.dll), который предоставляет дополнительные типы, позволяющие программисту генерировать двухмерную графику, взаимодействовать с сетевыми принтерами и обрабатывать графические данные .

Windows Forms (и GDI+) применяются в платформе.NET 4.0 и, видимо, будут существовать еще некоторое время (возможно, длительное) в составе библиотеки базовых классов. Правда, после выхода.NET 3.0 компания Microsoft выпустила совершенно новый инструментальный API под названием Windows Presentation Foundation (WPF) .

Несомненно, наиболее важным пространством имен Windows Forms является System.Windows.Forms. Типы из этого пространства имен можно разбить на следующие крупные категории :

· Базовая инфраструктура. Это типы, представляющие базовые операции программ, которые используют Windows Forms (Form и Application), и различные типы, предназначенные для взаимодействия с устаревшими элементами ActiveX, a также для взаимодействия с новыми специальными элементами управления WPF;

· Элементы управления. Эти типы применяются для создания графических пользовательских интерфейсов (наподобие Button, MenuStrip, ProgressBar и DataGridView), все они являются производными от базового класса Control. Элементы управления допускают настройку на этапе проектирования и видимы (по умолчанию) во время выполнения;

· Компоненты. Это типы, которые не порождены от базового класса Control, но все-таки могут предоставлять программам Windows Forms визуальные возможности (например, ToolTip и ErrorProvider). Многие компоненты (к примеру, Timer и System.ComponentModel.BackgroundWorker) не видимы во время выполнения, но все-таки допускают настройку на этапе проектирования;

· Окна стандартных диалогов. В Windows Forms имеется несколько заготовленных диалоговых окон для распространенных операций (например, OpenFileDialog, PrintDialog и ColorDialog).

В мире Windows Forms тип Form представляет любое окно в приложении, включая главное окно самого верхнего уровня, дочерние окна приложений с многодокументным интерфейсом (multiple document interface ? MDI), а также модальные и немодальные диалоговые окна. Тип Form содержит множество возможностей, унаследованных от классов-предков, а также из реализуемых им многочисленных интерфейсов.

Для полноценного порождения типа Form нужны и многие другие базовые классы и интерфейсы, но даже профессиональному разработчику Windows Forms совсем не обязательно знать роли всех членов всех классов или реализованных интерфейсов.

Для создания нового проекта в Visual Studio выберем «New»-«Project», в появившемся окне выберем «Windows Form Application» и заполним предложенные поля.

Для передачи запроса SQL серверу и возврату результата в виде набора строк (запросы на выборку) был реализован метод «GetSQLData», представленный ниже.

В качестве параметра метод принимает строку-запрос, в качестве возвращаемого значения имеет тип «DataTable» ? таблицу данных.

public static DataTable GetSQLData(string query)

DataSet ds = new DataSet();

myConnection.Open();

catch (Exception e1)

SqlDataAdapter dataAdapter = new SqlDataAdapter(comm);

ds = new DataSet();

dataAdapter.Fill(ds);

MessageBox.Show("Error");

myConnection.Close();

catch (Exception e3)

return ds.Tables;

Для передачи запроса SQL серверу без возврата результата (запросы на вставку, изменение и удаление) был реализован метод «SetSQLData», представленный ниже. В качестве параметра метод принимает строку-запрос и не имеет возвращаемого типа значения.

public static void SetSQLData(string query)

SqlConnection myConnection = new SqlConnection(Config.ConnectionString);

myConnection.Open();

catch (Exception e1)

MessageBox.Show(e1.ToString());

SqlCommand comm = new SqlCommand(query);

comm.CommandType = System.Data.CommandType.Text;

comm.Connection = myConnection;

comm.ExecuteNonQuery();

myConnection.Close();

catch (Exception e3)

MessageBox.Show(e3.ToString());

Для того, чтобы пользователю не приходилось вводить строку подключения к базе данных также необходимо создать класс и файл конфигурации, которые хранили бы и позволяли изменять настройки приложения. Для этих целей были созданы соответственно класс «Config» и файл конфигурации «App.config»

public static string ConnectionString = GetParam("ConnectionStringSql");

public string Connection

return ConnectionString;

ConnectionString = value;

public static string GetPathTo(string ParamName)

return Application.StartupPath +

ConfigurationManager.OpenExeConfiguration(ConfigurationUserLevel.None).AppSettings.Settings.Value;

Переменная «Connection» этого класса является строкой для соединения с сервером. При запуске она инициализируется из файла настроек при помощи метода «GetParam», представленного ниже.

public static string GetParam(string ParamName)

return ConfigurationManager.OpenExeConfiguration(ConfigurationUserLevel.None).AppSettings.Settings.Value;

«App.config» - XML-файл, содержаний переменные и их явно или неявно указываемые значения. Текст сформированного xml-документа пользовательских настроек приведен ниже.

connectionString="Valid Connection String;" />

Обработчики различных событий элемента создаются на вкладке «Events». К примеру, событие «OnClick» - «нажатие на кнопку». После двойного клика на необходимое событие откроется код формы с объявленным обработчиком, в который необходимо добавить код для обработки возникающего события.

Добавим в обработчик события «OnClick» следующий код для вызова другой формы приложения:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

NewTest obj = new NewTest();

obj.ShowDialog();

Подобным образом мы будем вызывать все формы приложения. Для считывания выборки в таблицу нашей формы добавим в ее код метод «Load_Tables».

listView1.Items.Clear();

DateTime d = new DateTime();

for (int i = 1; i < dt.Columns.Count; i++)

listView1.Items.Add(item);

Строка «query» в данном методе это запрос на выборку к базе данных. Теперь можно приступать к проектированию и реализации других форм приложения.

Добавить форму в текущий проект можно из контекстного окна «Solution Explorer», или через меню «Project»-«Add Windows Form». В появившемся окне вводим имя создаваемой формы и жмем «Add».

Задачи для этих элементов на данной форме будут следующими:

1. GroupBox - группировка схожих полей для ввода или выбора информации;

2. TextBox - поле для ручного ввода информации, которая после будет использоваться в запросах;

3. Label - подсказка пользователю о значении того или иного поля а также данных, которые необходимо ввести;

4. Button - подтверждение действия пользователем, считываемое системой.

В случае выбора того или иного элемента «RadioButton» («Ученик» или «Преподаватель»), будут разблокированы поля для ввода данных студента или преподавателя соответственно. По нажатию на кнопку «Начать работу» осуществляется авторизация.

Следующая форма приложения - форма добавления и изменения данных теста.

Данные из полей «Наименование», «Количество вопросов» и «Преподаватель» считываются и, при помощи запроса на вставку в методе «SetSQLData» класса «Connection» отправляются SQL-серверу.

В случае успеха или неудачи пользователю будет выведено соответствующее сообщение.

При загрузке формы наши выпадающий список «Преподаватель» (элемент «ComboBox») должен быть проинициализирован и заполнен некоторым набором значений, которые сможет выбирать пользователь. Для этого добавим в код формы метод «LoadComboboxes», код которого приведен ниже.

private void LoadComboboxes()

query = "Select Преподаватель from Преподаватели";

DataTable dt = Connection.GetSQLData(query);

comboBox1.DataSource = dt;

comboBox1.DisplayMember = "Преподаватель";

MessageBox.Show("Ошибка загрузки справочника <Преподаватели>");

Следующая форма приложения - отчет «Результаты тестирования». Добавляем форму, как было описано ранее, размещаем на форме элемент «ListView» и придаем форме следующий вид.

Данный отчет группирует все попытки зарегистрированных учеников успешно пройти тестирование при помощи системы. Для считывания полученной от SQL сервера таблицы добавим в код формы приведенный ниже метод.

private void Load_Tables(string query)

listView1.Items.Clear();

DataTable dt = Connection.GetSQLData(query);

foreach (DataRow row in dt.Rows)

DateTime d = new DateTime();

ListViewItem item = new ListViewItem(row.ToString());

for (int i = 1; i < dt.Columns.Count; i++)

if (i == dt.Columns.Count - 1)

d = Convert.ToDateTime(row[i]);

item.SubItems.Add(d.ToShortDateString());

item.SubItems.Add(row[i].ToString());

listView1.Items.Add(item);

Следующая форма - форма тестирования знаний. Элемент «DateTimePicker» размещен на форме для возможности точного слежения за временем начала и окончания сдачи теста. Данный элемент скрыт от пользователя и не отображается.

Для работы изменения вопросов и ответов теста добавим еще одну форму и придадим ей следующий вид.

Аналогичным путем были созданы и реализованы остальные формы автоматизированной системы тестирования знаний по дисциплине «Русский язык». Более подробно функционал программы представлен в разделе «Руководство пользователя» и в приложении «Листинг кода программы».

Понятие алгоритма так же фундаментально для информатики, как и понятие информации. Существует много различных определений алгоритма, так как это понятие достаточно широкое и используется в различных областях науки, техники и повседневной жизни.

Алгоритм – понятная и точная последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное.

Исполнителем алгоритма может быть как человек (кулинарные рецепты, различные инструкции, алгоритмы математических вычислений), так и техническое устройство. Различные машины (компьютеры, промышленные роботы, современная бытовая техника) являются формальными исполнителями алгоритмов. От формального исполнителя не требуется понимание сущности решаемой задачи, но требуется точное выполнение последовательности команд.

Алгоритм можно записывать различными способами (словесное описание, графическое описание – блок схема, программа на одном из языков программирования и т.д.). Программа – это алгоритм, записанный на .

Для создания алгоритма (программы) необходимо знать:

полный набор исходных данных задачи (начальное состояние объекта);

цель создания алгоритма (конечное состояние объекта);

систему команд исполнителя (то есть набор команд, которые исполнитель понимает и может выполнить).

Полученный алгоритм (программа) должен обладать следующим набором свойств:

дискретность (алгоритм разбит на отдельные шаги - команды);

однозначность (каждая команда определяет единственно возможное действие исполнителя);

понятность (все команды алгоритма входят в систему команд исполнителя);

результативность (исполнитель должен решить задачу за конечное число шагов).

Большая часть алгоритмов обладает также свойством массовости (с помощью одного и того же алгоритма можно решать множество однотипных задач).

Выше отмечалось, что один и тот же алгоритм может быть записан по-разному. Можно записывать алгоритм естественным языком. В таком виде мы используем рецепты, инструкции и т.п. Для записи алгоритмов, предназначенных формальным исполнителям, разработаны специальные языки программирования . Любой алгоритм можно описать графически в виде блок-схемы . Для этого разработана специальная система обозначений:

Обозначение	Описание	Примечания
	Начало и конец алгоритма
	Ввод и вывод данных.	Вывод данных иногда обозначают иначе:
	Действие	В вычислительных алгоритмах так обозначают присваивание
	Развилка	Развилка - компонент, необходимый для реализации ветвлений и циклов
	Начало цикла с параметром
	Типовой процесс	В программировании - процедуры или подпрограммы
	Переходы между блоками

Приведем пример описания алгоритма суммирования двух величин в виде блок-схемы:

Такой способ описания алгоритм наиболее нагляден и понятен человеку. Поэтому, алгоритмы формальных исполнителей обычно разрабатывают сначала в виде блок-схемы, и только затем создают программу на одном из .

Программист имеет возможность конструировать и использовать нетипичные алгоритмические структуры, однако, в этом нет необходимости. Любой сколь угодно сложный алгоритм может быть разработан на основе трёх типовых структур: следования, ветвления и повторения. При этом структуры могут располагаться последовательно друг за другом или вкладываться друг в друга.

Линейная структура (следование).

Наиболее простой алгоритмической структурой является линейная . В ней все операции выполняются один раз в том порядке, в котором они записаны.

Ветвление.

В полном ветвлении предусмотрено два варианта действий исполнителя в зависимости от значения логического выражения (условия). Если условие истинно, то выполняться будет только первая ветвь, иначе только вторая ветвь.

Вторая ветвь может быть пустой. Такая структура называется неполным ветвлением или обходом .

Из нескольких ветвлений можно сконструировать структуру «выбор » (множественное ветвление), которая будет выбирать не из двух, а из большего количества вариантов действий исполнителя, зависящих от нескольких условий . Существенно, что выполняется только одна ветвь - в такой структуре важное значение приобретает порядок следования условий: если выполняются несколько условий, то сработает только одно из них - первое сверху.

Цикл (повторение).

Цикл позволяет организовать многократное повторение одной и той же последовательности команд - она называется телом цикла. В различных видах циклических алгоритмов количество повторений может зависеть от значения логического выражения (условия) или может быть жестко задано в самой структуре. Различают циклы: «д о », «п ока », циклы со счётчиком. В циклах «д о» и «п ока» логическое выражение (условие) может предшествовать телу цикла (цикл с предусловием ) или завершать цикл (цикл с послеусловием ).

Ц иклы «д о » - повторение тела цикла до выполнения условия:

Ц иклы «п ока » - повторение тела цикла пока условие выполняется (истинно):

Ц иклы со счётчиком (с параметром) – повторение тела цикла заданное число раз:

Вспомогательный алгоритм (подпрограмма, процедура).

Вспомогательный алгоритм представляет собой модуль, к которому можно многократно обращаться из основного алгоритма. Использование вспомогательных алгоритмов может существенно уменьшить размер алгоритма и упростить его разработку.

Методы разработки сложных алгоритмов.

Существует два метода разработки сложных алгоритмов:

Метод последовательной детализации задачи («сверху-вниз») состоит в том, что исходная сложная задача разбивается на подзадачи. Каждая из подзадач рассматривается и решается отдельно. Если какие-либо из подзадач сложны, они также разбиваются на подзадачи. Процесс продолжается до тех пор, пока подзадачи не сведутся к элементарным. Решения отдельных подзадач затем собираются в единый алгоритм решения исходной задачи. Метод широко используется, так как позволяет вести разработку общего алгоритма одновременно нескольким программистам, решающим локальные подзадачи. Это необходимое условие быстрой разработки программных продуктов.

Сборочный метод («снизу-вверх») заключается в создании множества программных модулей, реализующих решение типичных задач. При решении сложной задачи программист может использовать разработанные модули в качестве вспомогательных алгоритмов (процедур). Во многих уже существуют подобные наборы модулей, что существенно упрощает и ускоряет создание сложного алгоритма.

Управление - целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, другие - управляемыми.

В простейшем случае таких объектов два:

С точки зрения информатики управляющие воздействия можно рассматривать как управляющую информацию. Информация может передаваться в форме команд. Последовательность команд по управлению объектом, приводящая к заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления . Следовательно, объект управления можно назвать исполнителем управляющего алгоритма. В рассмотренном примере, управляющий объект работает "не глядя" на то, что происходит с управляющим объектом (управление без обратной связи ). Такая схема управления называется незамкнутой . Другая схема управления может учитывать информацию о процессах, происходящих в объекте управления:

В этом случае, алгоритм управления должен быть достаточно гибким, чтобы анализировать эту информацию и принимать решение о своих дальнейших действиях в зависимости от состояния объекта управления (управление с обратной связью ). Такая схема управления называется замкнутой .

Более подробно процессы управления изучаются рассматриваются кибернетикой . Эта наука утверждает, что самые разнообразные процессы управления в обществе, природе и технике происходят сходным образом, подчиняются одним и тем же принципам.