Podstawy Informatyki Algorytmy - zti.polsl.plzti.polsl.pl/w3/AMomot/pi/wyk/01.Algorytmy.pdf ·...

Plan wykładuWprowadzenie

Idea algorytmuSposoby zapisu algorytmów

Przykłady algorytmów

Podstawy InformatykiAlgorytmy

dr inż. Alina MOMOT

[email protected]

http://zti.polsl.pl/AMomot/pi

dr inż. Alina MOMOT Algorytmy




Plan wykładu1 Wprowadzenie

Cel wykładuTematyka wykładuLiteraturaPrzedmiot Podstawy Informatyki

2 Idea algorytmuWprowadzenieDefinicja algorytmu

3 Sposoby zapisu algorytmówSchematy blokoweKonwencja notacyjna pseudoPascal

4 Przykłady algorytmówWyznaczanie sumy elementow ciąguWyznaczanie minimalnego elementu ciąguWyznaczanie NWD






Cel wykładu

Poznanie podstawowych pojęć i problemów informatyki

Podbudowa dla wykładów monograficznych, m.in.:

Analiza AlgorytmówArchitektura KomputerówSystemy OperacyjneProgramowanie w Językach SymbolicznychProgramowanie Równoległe






Tematyka wykładu

Algorytmy, realizacja szeregowa lub równoległa, efektywność

Maszyna Turinga

Języki formalne, gramatyki, translacja

Elementy konstrukcyjne komputera, układ sterujący

Cykl rozkazowy i równania rozkazów

System przerwań, układ wejścia-wyjścia, DMA

Asembler i programowanie w języku asemblera

Kompilatory, translacja programów

System operacyjny i jego zadania, gospodarka zasobami

Metody dostępu do danych: b-drzewa, funkcje mieszające

Statystyczny model sieci jako sieci stanowisk M/M/1

Nowe trendy w informatyce






Literatura

S. Węgrzyn: Podstawy informatyki. PWN, Warszawa, 1982

Zbiór zadań z Podstaw Informatyki. Praca zbiorowa pod redakcjąStanisława Kozielskiego. Skrypt uczelniany Politechniki Śląskiej nr1459

Wykłady z Podstaw Informatyki profesora Stefana Węgrzyna. Skryptuczelniany Politechniki Śląskiej nr 1812

M. Chłopek, R. Tutajewicz: Ćwiczenia laboratoryjne z PodstawInformatyki - maszyna W. Skrypt uczelniany Politechniki Śląskiej






Struktura przedmiotu

Na przedmiot składają się następujące elementy:

wykład

ćwiczenia tablicowe

laboratorium

egzamin

Semestr 1: 2/2/0/- (4)Semestr 2: 1/1/2/E (4)






Warunki zaliczenia

Ocena końcowa:

Semestr 1: ocena z ćwiczeń tablicowych

Semestr 2: średnia ważona wg wzoru

ocena =ocw + olab + 4oegz zad + 4oegz teo

10

Zwolnienia z egzaminu (uzyskanie zaliczeń w terminie):

z całości z oceną 5.0, gdyocw1 = ocw2 = olab = 5.0

z części zadaniowej z oceną 4.5, gdyocw1 + ocw2 >= 9





WprowadzenieDefinicja algorytmu

Wprowadzenie

Podstawowe pojęcie w informatyce

Przepis określający działania umożliwiające osiągnięcie pewnego celu

Pierwszy algorytm, IV w. p.n.e.: NWD, Euklides

Pochodzenie słowa: Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi (łac.Algorismus), perski matematyk z IXw., który podał reguły działańalgebraicznych na liczbach dziesiętnych





WprowadzenieDefinicja algorytmu

Definicja

Algorytm

Uporządkowany zbiór operacji taki, że po ich wykonaniu otrzymuje sięrozwiązanie dowolnego zadania z określonej klasy zadań.

Cechy algorytmu:

1 ogólność2 skończoność3 określoność4 efektywność





Schematy blokoweKonwencja notacyjna pseudoPascal

Wprowadzenie

Algorytm można zapisać wykorzystując:1 język naturalny2 funkcje matematyczne, m.in. rekurencja, np. zał. a b

NWD(a, b) =

{a gdy b = 0NWD(b, a mod b) gdy b 1

3 schemat blokowy4 pseudokod lub język formalny, np. Pascal, C






Reguły konstrukcji schematów blokowych

1 graniczny, np. Start, Stop2 wejścia/wyjścia, np. czytaj, pisz3 obliczeniowy, np. z ← z + 14 decyzyjny5 wywołania podprogramu, np.

MAX(a,b)6 łącznik wewnętrzny (wewnątrz

stronicowy)7 łącznik zewnętrzny

(międzystronicowy)






Deklaracje stałych, typów i zmiennych

1 const nazwa stałej = wartość2 type nazwa typu = definicja typu3 var nazwa zmiennej: typ danych

Typy danych:

podstawowe: Boolean, char, integer, real

tablica: array[typ indeksowy] of typ danych, np. array[1..5] of char






Podstawowe instrukcje

Instrukcja przypisania:

nazwa zmiennej := wyrażenie;

Instrukcja warunkowa:if warunek then

ciąg instrukcjielse

ciąg instrukcjiend if






Instrukcje iteracji

Pętla WHILE

while warunek dociąg instrukcjiend while

Pętla REPEATrepeat

ciąg instrukcjiuntil warunek

Pętla FOR

for zmienna:=wyrażenie1 to(downto) wyrażenie2 dociąg instrukcjiend for






Procedura, funkcja

PROCEDURA

procedure nazwa (dekleracje parametrów)ciąg deklaracji lokalnychciąg instrukcjiend procedure

FUNKCJA

function nazwa (dekleracje parametrów) : typ wynikuciąg deklaracji lokalnychciąg instrukcjiend function





Wyznaczanie sumy elementow ciąguWyznaczanie minimalnego elementu ciąguWyznaczanie NWD

Sformułowanie problemu

Podać algorytm obliczania sumy wartości liczb w zadanym ciagu {xi} oznanej długości N, czyli

y =N∑i=1

xi






Algorytm zapisany w języku naturalnym

1 Podstaw y ← 0 oraz i ← 1, idź do 2.2 Podstaw y ← y + xi , idź do 3.3 Sprawdź, czy i = N. Jeśli tak, to KONIEC, jeśli nie idź do 4.4 Podstaw i ← i + 1, idź do 2.

Dany ciąg {xi}: {4, 2, 5}, znana długość N = 3Aktualna wartość y:Indeks bieżącego elementu i:Wartość bieżącego elementu xi :








Dany ciąg {xi}: {4, 2, 5}, znana długość N = 3Aktualna wartość y: 0Indeks bieżącego elementu i: 1Wartość bieżącego elementu xi : 4








Dany ciąg {xi}: {4, 2, 5}, znana długość N = 3Aktualna wartość y: 4Indeks bieżącego elementu i: 1Wartość bieżącego elementu xi : 4i = 1 < 3 = N








Dany ciąg {xi}: {4, 2, 5}, znana długość N = 3Aktualna wartość y: 11Indeks bieżącego elementu i: 3Wartość bieżącego elementu xi : 5i = 3 = 3 = N






Algorytm zapisany za pomocą schematu blokowego






Algorytm zapisany z użyciem pseudokodu

Pętla WHILE

y := 0i := 1while i ¬ N doy := y + xii := i + 1end while

Pętla REPEAT

y := 0i := 1repeaty := y + xii := i + 1until i > N

Pętla FOR

y := 0for i:=1 to N doy := y + xiend for







Podać algorytm znajdowania minimalnego elementu w zadanym ciagu{xi} o znanej długości N, czyli

y = min{xi : i ∈ {1, 2, . . . ,N}}







1 Podstaw i ← 1, idź do 2.2 Podstaw y ← xi , idź do 3.3 Sprawdź, czy i = N. Jeśli tak, to KONIEC, jeśli nie idź do 4.4 Podstaw i ← i + 1, idź do 5.5 Sprawdź, czy xi < y . Jeśli tak, to idź do 2, jeśli nie idź do 3.

Dany ciąg {xi}: {4, 2, 5}, znana długość N = 3Aktualna wartość y:Indeks bieżącego elementu i:Wartość bieżącego elementu xi :








Dany ciąg {xi}: {4, 2, 5}, znana długość N = 3Aktualna wartość y: ?Indeks bieżącego elementu i: 1Wartość bieżącego elementu xi : 4








Dany ciąg {xi}: {4, 2, 5}, znana długość N = 3Aktualna wartość y: 4Indeks bieżącego elementu i: 2Wartość bieżącego elementu xi : 2xi = 2 < 4 = y









xi = 5 > 2 = y









i = 3 = 3 = N







Pętla WHILEy := x1

i := 2while i ¬ N doif xi < y then

y := xiend ifi := i + 1end while

Pętla REPEATy := x1

i := 2repeatif xi < y then

y := xiend ifi := i + 1until i > N

Pętla FORy := x1

for i:=2 to N doif xi < y then

y := xiend ifend for







Podać algorytm znajdowania największego wspólnego dzielnika dwóchdanych liczb dodatnich a i b, czyli

y = NWD(a, b)







function NWD( a, b: integer) : integer;beginwhile a != b doif a > b then

a := a - b;else

b := b - a;end ifend whileNWD := a;

end function;


Podstawy Informatyki Algorytmy - zti.polsl.plzti.polsl.pl/w3/AMomot/pi/wyk/01.Algorytmy.pdf ·...

Documents

Transcript of Podstawy Informatyki Algorytmy - zti.polsl.plzti.polsl.pl/w3/AMomot/pi/wyk/01.Algorytmy.pdf ·...