какая связь между методом последовательного построения алгоритма и такими процессами как написание
Последовательный алгоритм и пошаговая детализация: характеристика
Содержание:
Информатика определяет структурное программирование как совокупность общих правил в проектировании, разработке, оформлении программных продуктов. Его задача – облегчить создание, тестирование, повысить производительность, улучшить работу программ. Последовательный алгоритм совместно с пошаговой детализацией делают структуру продуктов проще, легче для восприятия. Подход позволяет отказаться от беспорядочных алгоритмов.
Задача решается четко, понятно. Исполнитель структурирует свои действия, определяет количество операций. Это оптимальный вариант для создания масштабной программной системы. Исполнитель или команда специалистов ставит перед собой пять основных задач:
Что такое пошаговая детализация – метод пошаговой детализации
Пошаговой детализацией называют простую процедуру. Модульная логика выражается в первоначальной форме через условные, гипотетические термины на языке сложного уровня. В процессе построения блок-схемы происходит последующая детализация каждой задачи. Используется менее сложный конструктив. Процесс повторяется до момента достижения понятного, доступного программного языка.
Исполнитель может выходить на минимизацию деталей. Машинный язык относят к простейшим формам изъяснения, тогда как человеческая речь находится на высоком уровне. Методика позволяет:
Какая связь между методом последовательного построения алгоритма и пошаговой детализацией
Алгоритм – понятная, точная задача для исполнителя. Решая ее, он действует последовательно, поэтапно достигая основной цели. Особенности алгоритмов:
Запись алгоритма может осуществляться с помощью языков программирования, учебных алгоритмических конструктивов, блок-схем, естественного языка. Различают три основных вида структур:
Последовательный тип часто предполагает движение вниз от основного блока. Метод последовательной детализации позволяет разработать следующую структуру:
Учитель информатики
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
§ 2.3. Конструирование алгоритмов
Информатика. 9 класса. Босова Л.Л. Оглавление
Ключевые слова:
Последовательное построение алгоритма
Существуют различные методы конструирования (разработки, построения) алгоритмов. Мы познакомимся с одним из них — методом последовательного построения (уточнения) алгоритма. Иначе он называется методом разработки «сверху вниз», нисходящим методом или методом пошаговой детализации.
Процесс последовательного построения алгоритма выглядит следующим образом.
На первом шаге мы считаем, что перед нами совершенный исполнитель, который «всё знает и всё умеет». Поэтому достаточно определить исходные данные и результаты алгоритма, а сам алгоритм представить в виде единого предписания — постановки задачи (рис. 2.2).
Если исполнитель не обучен исполнять заданное предписание, то необходимо представить это предписание в виде совокупности более простых предписании (команд). Для этого:
Процесс продолжается до тех пор, пока все предписания не будут понятны исполнителю.
Объединяя полученные предписания в единую совокупность выполняемых в определённой последовательности команд, получаем требуемый алгоритм решения исходной задачи.
Разработка алгоритма методом последовательного уточнения для исполнителя Робот
Вы уже знакомы с исполнителем Робот. Он действует на клетчатом поле, между клетками которого могут быть стены.
Система команд исполнителя Робот:
В одном условии можно использовать несколько команд, применяя логические операций И, ИЛИ, НЕ.
Известно, что Робот находится где-то в горизонтальном коридоре. Ни одна из клеток коридора не закрашена.
Составим алгоритм, под управлением которого Робот закрасит все клетки этого коридора и вернётся в исходное положение.
Представим план действий Робота следующими укрупнёнными шагами (модулями):
Детализируем каждый из пяти модулей.
1. Чтобы закрасить все клетки коридора, находящиеся левее Робота, прикажем Роботу шагнуть влево и выполнить цикл-ПОКА:
Под управлением этого алгоритма Робот закрасит все клетки коридора, находящиеся левее от него, и окажется на клетке рядом с левой границей коридора.
2. Командой вправо вернём Робота в коридор. Наша задача — вернуть Робота в исходную точку. Эта точка имеет единственный отличительный признак — она не закрашена. Поэтому пока занимаемая Роботом клетка оказывается закрашенной, будем перемещать его вправо.
Под управлением этого алгоритма Робот окажется в исходной клетке.
4. Так как, выполнив предыдущий алгоритм, Робот оказался правее коридора, командой влево вернём его в коридор. Возвращение в исходную точку обеспечивается алгоритмом:
5. По команде закрасить Робот закрашивает исходную клетку.
Полностью программа управления Роботом выглядит так:
Вспомогательные алгоритмы
При построении новых алгоритмов нередко возникают ситуации, когда в разных местах алгоритма необходимо выполдение одной и той же последовательности шагов обработки данных. Для такой последовательности шагов создают отдельный алгоритм, называемый вспомогательным. В качестве вспомогательных могут использоваться алгоритмы, ранее разработанные для решения других задач.
Вспомогательный алгоритм — алгоритм, целиком используемый в составе другого алгоритма.
Пример 1. В среде КуМир составим алгоритм для исполнителя Робот, под управлением которого он нарисует узор:
Начальное положение Робота отмечено звёздочкой. В алгоритме использован вспомогательный алгоритм фигура.
При представлении алгоритмов с помощью блок-схем для обозначения команды вызова вспомогательного алгоритма используется блок «предопределённый процесс» (рис. 2.3), внутри которого записывается название (имя) вспомогательного алгоритма, после которого в скобках перечисляются параметры — входные данные и результаты.
Вспомогательный алгоритм делает структуру алгоритма более понятной.
Пример 2.
В приведённой записи дважды фигурирует вычисление степени с натуральным показателем. Поэтому в алгоритм вычисления степени с целым показателем можно включить вызов вспомогательного алгоритма вычисления степени с натуральным показателем. Соответствующая блок-схема:
Алгоритм, представленный на блок-схеме, является основным по отношению к вызываемому в нём вспомогательному алгоритму.
Параметрами используемого вспомогательного алгоритма являются величины а, n, у. Это формальные параметры, они используются при описании алгоритма. При конкретном обращении к вспомогательному алгоритму формальные параметры заменяются фактическими параметрами, т. е. именно теми величинами, для которых будет исполнен вспомогательный алгоритм. Типы, количество и порядок следования формальных и фактических параметров должны совпадать.
Команда вызова вспомогательного алгоритма исполняется следующим образом (рис. 2.4):
Алгоритм, в котором прямо или косвенно содержится ссылка на него же как на вспомогательный алгоритм, называют рекурсивным.
Рассмотрим несколько примеров рекурсивных алгоритмов.
Пример 3. Алгоритм вычисления степени с натуральным показателем n для любого вещественного числа а можно представить в виде рекурсивного:
n-я степень числа а есть не что иное, как произведение а n-1 • а; в свою очередь, а n-1 = а n-2 • а и т. д.
Пример 4. Рекурсивный алгоритм положен в основу эффективно го решения головоломки «Ханойская башня».
Пример 5. Рассмотрим алгоритм построения геометрической фигуры, которая называется снежинкой Коха. Шаг процедуры построения состоит в замене средней трети каждого из имеющихся отрезков двумя новыми такой же длины, как показано на рисунке:
С каждым шагом фигура становится всё причудливее. Граница снежинки Коха — положение кривой после выполнения бесконечного числа шагов.
Попробуйте подсчитать, сколько рёбер в границе снежинки Коха после четвёртого шага; после пятого шага.
САМОЕ ГЛАВНОЕ
Один из основных методов конструирования алгоритмов — метод последовательного построения алгоритма. Его суть состоит в том, что: исходная задача разбивается на несколько частей, каждая из которых проще всей задачи, и решение каждой части формулируется в отдельной команде; если получаются команды, выходящие за пределы возможностей исполнителя, то они представляются в виде совокупности ещё более простых предписаний. Процесс продолжается до тех пор, пока все предписания не будут понятны исполнителю.Вспомогательный алгоритм — алгоритм, целиком используемый в составе другого алгоритма.Алгоритм, в котором прямо или косвенно содержится ссылка на него же как на вспомогательный алгоритм, называют рекурсивным.
1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Дополняет ли презентация информацию, содержащуюся в тексте параграфа?
Ответы Учебник Информатика 9 класс — §2.3.Конструирование алгоритмов
Ответы (решебник) к учебнику по Информатике — 9 класс, параграф 2.3 — Босова Л.Л., Босова А.Ю. , задания 1-11
Глава 2. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ
§2.3.Конструирование алгоритмов ГДЗ, Информатика 9 класс Босова ответы на «Вопросы и задания»
1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Используйте эти материалы при подготовке ответов на вопросы и выполнении заданий.
2. Почему при решении самой сложной задачи затруднительно сразу конкретизировать все необходимые действия?
В самых сложных задачах имеются много объектов, которые имеют между собой связи. Человеку скорее всего будет невозможно построить последовательность действий, то есть алгоритм, и запомнить их.
3. В чём заключается метод последовательного уточнения при построении алгоритма?. Метод последовательного уточнения при построении алгоритма:
Для начала представим алгоритм в виде одного предписания — в виде постановки задачи. Если исполнитель не обучен исполнять данное предписание, то его нужно упростить до более простых предписаний, Объединив простые предписания в единую совокупность выполняемых в определенном порядке предписаний, то получают выполнение исходного задания в целом.
4. Какая связь между методом последовательного построения алгоритма и такими процессами, как написание сочинения или подготовка к многодневному туристическому походу?
Связь между методом последовательного построения алгоритма и написание сочинения или подготовка к многодневному туристическому походу:
Общее это то, что мы в данных случаях пошагово детализируем поставленные задачи, для удобного выполнения.
К примеру, когда мы пишем сочинение, при написании лучше разделить его на три части(вступление, основная часть и заключение) и писать его последовательно, начиная со вступления и заканчивая заключением. И объединив три части, получим готовое сочинение.
5. Известен рост каждого ученика 9А класса и 9Б класса. Опишите алгоритм сравнения среднего роста учеников этих классов.
6. В ряду из десяти клеток правее Робота некоторые клетки закрашены. Последняя закрашенная клетка может примыкать к стене. Составьте алгоритм, который закрашивает клетки выше и ниже каждой закрашенной клетки. Проверьте работу алгоритма в следующих случаях
использовать Робот
алг
нач
нц 10 раз
вправо
если клетка закрашена
то
вверх; закрасить
вниз; вниз; закрасить
вверх
все
кц
кон
7. Для чего нужны вспомогательные алгоритмы?
Вспомогательный алгоритм нужен тогда, когда в разных места алгоритма необходимо выполнить одну и ту же последовательность шагов обработки данных.
8. Процесс выполнения команды вызова вспомогательного алгоритма в основном алгоритме:
Команда вызова вспомогательного алгоритма исполняется следующим образом:
1) формальные входные данные вспомогательного алгоритма заменяются значениями фактических входных данных, указанных в команде вызова вспомогательного алгоритма;
2) для заданных входных данных исполняются команды вспомогательного алгоритма;
3) полученные результаты присваиваются переменным с именами фактических результатов;
4) осуществляется переход к следующей команде основного алгоритма.
При представлении алгоритмов с помощью блок-схем для обозначения команды вызова вспомогательного алгоритма используется блок «предопределённый процесс», внутри которого записывается название (имя) вспомогательного алгоритма, после которого в скобках перечисляются параметры — входные данные и результаты.
Пример для исполнителя Робот, под управлением которого он нарисует узор. В алгоритме использован вспомогательный алгоритм фигура. Начальное положение Робота отмечено звёздочкой.
использовать Робот
алг узор
нач
фигура
вправо; вниз
фигура вправо; вверх
фигура
кон
алг фигура
нач
закрасить; вниз
закрасить; вправо; закрасить; вправо; закрасить
вверх; закрасить
кон
9. Сталкивались ли вы с идеей формальных и фактических параметров при изучении математики и физики? Приведите пример.
Понятие «приблизительно равно» — формальное, «равно» — фактическое.
Округление чисел, извлечение квадратного корня из отрицательного числа (так же возведение в квадрат).
10. Рекурсивные алгоритмы и примеры таких алгоритмов:
Рекурсивный алгоритм — это алгоритм, в котором прямо или косвенно содержится ссылка на него же как на вспомогательный алгоритм.
11. Составьте алгоритмы, под управлением которых Робот закрасит указанные клетки. При необходимости используйте вспомогательный алгоритм.
Робот начинает со звездочки в примере из учебника
а) 
б)
в)
Решение этой задачи можно оформить с помощью вспомогательного алгоритма угол.
а) использовать Робот
алг
нач
угол
вниз; вниз
вправо; вправо
угол
вниз; вниз; вниз
вправо
угол
кон
алг угол
нач
нц 5 раз
закрасить; вправо
кц
нц 5 раз
влево
кц
нц 4 раз
вниз; закрасить
кц
вниз
нц 5 раз
вверх
кц
кон
Для получения рисунков б) и в) нужно внести изменения в основной алгоритм.
б) нач
нц 3 раз
угол
вниз; вправо
кц
кон
в) нач
нц 3 раз
угол
вниз; вправо; вправо
кц
кон
На этой странице размещен вариант решения заданий с страниц учебника по информатике за 9 класс авторов Босова. Здесь вы сможете списать решение домашнего задания или просто посмотреть ответы. ГДЗ
Литература: Учебник по Информатике, 9 класс. Автор: Босова Л.Л., Босова А.Ю. Издательство: Бином. Год: 2016, 2017
Вопросы и задания к § 2.3. Конструирование алгоритмов
1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Дополняет ли презентация информацию, содержащуюся в тексте параграфа?
2. Почему при решении сложной задачи затруднительно сразу конкретизировать все необходимые действия?
3. В чём заключается метод последовательного уточнения при построении алгоритма?
4. Какая связь между методом последовательного построения алгоритма и такими процессами, как написание сочинения или подготовка к многодневному туристическому походу?
5. Известен рост каждого из n учеников 9А класса и m учеников 9Б класса. Опишите укрупнёнными блоками алгоритм сравнения среднего роста учеников этих классов.
6. В ряду из десяти клеток правее Робота некоторые клетки закрашены. Последняя закрашенная клетка может примыкать к стене. Составьте алгоритм, который закрашивает клетки выше и ниже каждой закрашенной клетки. Проверьте работу алгоритма в следующих случаях:
7. Для чего нужны вспомогательные алгоритмы?
8. Опишите процесс выполнения команды вызова вспомогательного алгоритма в основном алгоритме.
9. Сталкивались ли вы с идеей формальных и фактических параметров при изучении математики и физики? Приведите пример.
10. Какие алгоритмы называют рекурсивными? Приведите пример рекурсии из жизни.
11. Составьте алгоритмы, под управлением которых Робот закрасит указанные клетки. При необходимости используйте вспомогательный алгоритм.
§ 3.5. Конструирование алгоритмов
3.5.1. Последовательное построение алгоритма
Существуют различные методы конструирования (разработки, построения) алгоритмов. Мы познакомимся с одним из них — методом последовательного построения (уточнения) алгоритма. Иначе он называется методом разработки «сверху вниз», нисходящим методом или методом пошаговой детализации.
Процесс последовательного построения алгоритма выглядит следующим образом.
На первом шаге мы считаем, что перед нами совершенный исполнитель, который «всё знает и всё умеет». Поэтому достаточно определить исходные данные и результаты алгоритма, а сам алгоритм представить в виде единого предписания — постановки задачи (рис. 3.13).
Рис. 3.13.
Линейный алгоритм, являющийся результатом первого этапа детализации задачи
Процесс продолжается до тех пор, пока все предписания не будут понятны исполнителю.
Объединяя полученные предписания в единую совокупность выполняемых в определённой последовательности команд, получаем требуемый алгоритм решения исходной задачи.
3.5.2. Разработка алгоритма методом последовательного уточнения для исполнителя Робот
Известно, что Робот находится где-то в горизонтальном коридоре. Ни одна из клеток коридора не закрашена.
Составим алгоритм, под управлением которого Робот закрасит все клетки этого коридора и вернётся в исходное положение.
Представим план действий Робота следующими укрупнёнными шагами (модулями):
Под управлением этого алгоритма Робот закрасит все клетки коридора, находящиеся левее от него, и окажется на клетке рядом с левой границей коридора.
Под управлением этого алгоритма Робот окажется в исходной клетке.
Полностью программа управления Роботом выглядит так:
3.5.3. Вспомогательные алгоритмы
При построении новых алгоритмов нередко возникают ситуации, когда в разных местах алгоритма необходимо выполнение одной и той же последовательности шагов обработки данных. Для такой последовательности шагов создают отдельный алгоритм, называемый вспомогательным. В качестве вспомогательных могут использоваться алгоритмы, ранее разработанные для решения других задач.
| Вспомогательный алгоритм — алгоритм, целиком используемый в составе другого алгоритма. |
При представлении алгоритмов с помощью блок-схем для обозначения команды вызова вспомогательного алгоритма используется блок «предопределённый процесс» (рис. 3.14), внутри которого записывается название (имя) вспомогательного алгоритма, после которого в скобках перечисляются параметры — входные данные и результаты.
Рис. 3.14.
Блок «предопределённый процесс»
Вспомогательный алгоритм делает структуру алгоритма более понятной.
По определению степени с целым показателем:
Исходя из определения и учитывая, что
Этот алгоритм является основным по отношению к вызываемому в нем вспомогательному алгоритму.
Напомним, что параметрами используемого вспомогательного алгоритма были величины а, n, у. Это формальные параметры, они используются при описании алгоритма. При конкретном обращении к вспомогательному алгоритму формальные параметры заменяются фактическими параметрами, т. е. именно теми величинами, для которых будет исполнен вспомогательный алгоритм. Типы, количество и порядок следования формальных и фактических параметров должны совпадать.
Команда вызова вспомогательного алгоритма исполняется следующим образом (рис. 3.15):
| Алгоритм, в котором прямо или косвенно содержится ссылка на него же как на вспомогательный алгоритм, называют рекурсивным. |
Рассмотрим несколько примеров рекурсивных алгоритмов.
Пример 2. Алгоритм вычисления степени с натуральным показателем n для любого вещественного числа а можно представить в виде рекурсивного.
Пример 3. Рекурсивный алгоритм положен в основу эффективного решения головоломки «Ханойская башня».
Интерактивная игра «HanoiSetup» (http://files.school-collection. edu.ru/) поможет вам вспомнить условие и алгоритм решения головоломки.
Пример 4. Рассмотрим алгоритм построения геометрической фигуры, которая называется снежинкой Коха. Шаг процедуры построения состоит в замене средней трети каждого из имеющихся отрезков двумя новыми той же длины, как показано на рисунке.
С каждым шагом фигура становится всё причудливее. Граница снежинки Коха — положение кривой после выполнения бесконечного числа шагов.
Попробуйте подсчитать, сколько рёбер в границе снежинки Коха после четвёртого шага; после пятого шага.
Самое главное
Один из основных методов конструирования алгоритмов — метод последовательного построения алгоритма. Его суть состоит в том, что: исходная задача разбивается на несколько частей, каждая из которых проще всей задачи, и решение каждой части формулируется в отдельной команде; если получаются команды, выходящие за пределы возможностей исполнителя, то они представляются в виде совокупности ещё более простых предписаний. Процесс продолжается до тех пор, пока все предписания не будут понятны исполнителю.
Вспомогательный алгоритм — алгоритм, целиком используемый в составе другого алгоритма.
Алгоритм, в котором прямо или косвенно содержится ссылка на него же как на вспомогательный алгоритм, называют рекурсивным.