Algorithmau Llinol - Schema, Strwythur, a Chyfrifiadureg

Mae bywyd pob dydd pob person yn cynnwys penderfyniad nifer fawr o broblemau o gymhlethdod amrywiol yn y gwaith neu yn ystod yr astudiaeth. Mae rhai tasgau mor syml, pan fyddant yn cael eu gweithredu, rydym yn gwneud rhai camau yn awtomatig, heb feddwl hyd yn oed. Fel rheol, mae ateb unrhyw broblem, hyd yn oed y symlaf, yn cael ei wneud yn dilynol mewn sawl cam. Gelwir dilyniant o'r fath wrth ddatrys problemau yn algorithm. Heddiw, byddwn yn ystyried pa algorithmau llinellol, sut mae eu strwythur yn cael ei gynrychioli, sut y mae eu hateb a'u rhaglenni yn cael eu cynnal.

Iaith algorithmig

Mae'r cysyniad hwn yn rhagnodiad manwl i'r perfformiwr berfformio dilyniant penodol o gamau gweithredu, sy'n cael eu cyfeirio tuag at ddatrys y dasg.

Mae'r iaith hon yn fodd o ddisgrifio algorithmau sydd fel arfer yn canolbwyntio ar y defnyddiwr.

Os ydym yn siarad mewn iaith gyfrifiadurol, dyma'r union gyfarwyddyd sy'n diffinio'r broses gyfrifiadurol. Mae, yn ei dro, yn arwain o'r data cychwynnol, sy'n amrywio, i'r canlyniad cychwynnol.

Mae datblygiad yr algorithm yn broses gymhleth sy'n cymryd llawer o amser. Mae'n dechneg ar gyfer llunio (datblygu) gyfres o gamau a fwriedir ar gyfer datrys problemau gyda chymorth cyfrifiadur.

Eiddo algorithm

Ymhlith yr eiddo mae:

• Finiteness - yn cynnwys cwblhau'r algorithm cyfan ar gyfer nifer gyfyngedig o gamau (camau) penodol;
• Sicrwydd (unigrywrwydd) - yw unigryw'r dehongliad o reolau ar gyfer perfformio gweithredoedd, yn ogystal â threfn eu gweithredu;
• Effeithiolrwydd - cael y canlyniad a ddymunir ar gyfer unrhyw nifer gyfyngedig o gamau;
• Eglurder - dylai cyfarwyddiadau fod yn glir i'r perfformiwr;
• Cymeriad anferth - dylai algorithmau allu datrys dosbarth cyfan o broblemau penodol gyda datganiad cyffredinol o'r broblem.

Algorithmau Llinol. Gwybodeg y 9fed radd

Rydym eisoes wedi ystyried diffiniadau ac eiddo'r cysyniad hwn. Nawr, gadewch i ni siarad am ei fathau:

• Llinellol;
• Branching;
• Gyda beic.

Mae gennym ddiddordeb mewn algorithmau llinellol. Beth ydyn nhw? Maent yn cynnwys gorchmynion y mae'n rhaid eu gweithredu un ar ôl y llall mewn dilyniant clir.

Gellir ysgrifennu strwythur llinellol yr algorithm mewn ffurf lafar a graffigol.

Dyma enghraifft wedi'i ysgrifennu ar ffurf lafar. Felly, y dasg: cyrraedd yr ysgol. Ateb:

• Y dechrau.
• Sefwch i fyny.
• Gwnewch y gymnasteg.
• Golchwch eich hun.
• Gwisgo.
• Cael brecwast.
• Casglu'r braslun.
• Y diwedd.

Bydd ffurf graffigol y broses uchod yn cyflwyno'r canlynol:

Algorithm llinellol ar ffurf diagram bloc

Mae diagram bloc yn gynrychiolaeth ddarluniadol o algorithm lle mae pob cam unigol yn cael ei gynrychioli gan flociau a gynrychiolir mewn amrywiaeth o siapiau geometrig. Yn ogystal, nodir y cysylltiad rhwng y camau (mewn geiriau eraill, y dilyniant o gam wrth gam) gan y saethau sy'n cysylltu y ffigurau (blociau). Mae arysgrif yn cynnwys pob bloc. Ar gyfer gweithrediadau nodweddiadol mewn algorithm llinellol, defnyddir y siapiau geometrig canlynol:

• Bloc o derfyn dechrau'r algorithm. Mae'r bloc yn cynnwys yr arysgrif "dechrau" neu "end".
• Bloc mewnbwn / allbwn data. Mae'r bloc hwn yn cael ei gynrychioli fel paralellogram. Mae'n cynnwys yr arysgrifau canlynol: "mewnbwn", "allbwn", "print". Hefyd, mae rhestr o fewnbwn neu, yn y drefn honno, yn newidynnau allbwn.
• Bloc rhifeg, neu bloc penderfyniad. Mae'n cyfateb i betryal. Ar y bloc, dylai fod arysgrif: "operation", "group of operations".

Yma, gyda chymorth diagramau bloc o'r fath, darlunir yr ateb o algorithmau llinellol. Nesaf, gadewch i ni siarad am nodweddion neilltuo gwerthoedd.

Algorithmau Cyfrifiadurol Llinol

Y camau sylfaenol elfennol yn yr algorithm cyfrifiadol yw aseiniad newidyn i werth gwerth penodol. Yn yr achos lle mae gwerth y cyson yn cael ei bennu gan y math o'i gofnod, bydd y newidyn yn cael gwerth penodol yn unig o ganlyniad i'r aseiniad. Gellir gwneud hyn mewn dwy ffordd: gan ddefnyddio'r gorchymyn aseiniad; Defnyddio'r gorchymyn mewnbwn.

Enghraifft o ddatrys algorithm llinellol

Rhoesom enghraifft o'r disgrifiad o'r rheolau ar gyfer rhannu ffracsiynau cyffredin gan ddefnyddio algorithm llinellol, sydd â'r cynnwys canlynol yn llyfrau testun ysgol:

• Rhaid lluosi rhifiadur ffracsiwn 1 gan enwadur ffracsiwn 2;
• Rhaid i enwadur ffracsiwn 1 gael ei luosi gan rifiadur ffracsiwn 2;
• Mae'n ofynnol i chi ysgrifennu ffracsiwn y mae ei rifiadur yn ganlyniad i gyflawni 1 pwynt, ac mae'r enwadur yn ganlyniad i gyflawni 2 bwynt. Mae ffurf algebraidd y rheol hon â'r ffurf ganlynol:

A / b: c / d = (a * d) / (b * d) = m / n.

Felly, gadewch i ni adeiladu algorithm is-adran ffracsiynol ar gyfer cyfrifiadur. Er mwyn peidio â chael drysu, byddwn yn defnyddio'r un nodiadau ar gyfer newidynnau fel yn y fformiwla a grybwyllwyd uchod. A, b, c, d - data cychwynnol ar ffurf newidynnau cyfanrif. Bydd y canlyniad hefyd yn gyfanrif. Mae'r ateb yn yr iaith algorithmig fel a ganlyn:

Allyriad ffracsiynau

Dechrau

Integer a, b, c, d, m, n

Mewnbwn a, b, c, d

M: = a * d

N: = b * s

Allbwn m, n

Con

Ffurflen graffig o'r ateb

Mae cynllun yr algorithm llinellol a ddisgrifir uchod yn edrych fel hyn:

Mae gan y gorchymyn aseiniad gwerth y fformat canlynol:

Amrywiol: = mynegiant.

Mae'r arwydd ": =" yn cael ei ddarllen fel y'i penodwyd.

Mae aseiniad yn orchymyn sy'n angenrheidiol i'r cyfrifiadur berfformio'r camau canlynol:

• Gwerthuso'r mynegiant;
• Aseinio newidyn i'r gwerth a gafwyd.

Mae'r algorithm uchod yn cynnwys dau orchymyn fel aseiniad. Yn y diagram bloc, rhaid ysgrifennu'r gorchymyn aseiniad mewn petryal, a elwir yn bloc cyfrifiadurol.

Pan ddisgrifir algorithmau llinol, nid oes angen neilltuol am gadw llym o reolau llym wrth ysgrifennu ymadroddion. Gallwch eu hysgrifennu gan ddefnyddio'r ffurf fathemategol arferol. Wedi'r cyfan, nid yw hyn yn gystrawen llym rhaglennu.

Yn yr enghraifft uchod o'r algorithm mae gorchymyn mewnbwn hefyd:

Mewnbwn a, b, c, d.

Mae'r gorchymyn mewnbwn yn y diagram bloc wedi'i ysgrifennu yn y paralellogram, hynny yw, yn y bloc I / O. Drwy weithredu'r gorchymyn hwn, mae'r prosesydd yn torri'r llawdriniaeth nes bod y defnyddiwr yn cyflawni rhai camau gweithredu. Yn wir: mae angen i'r defnyddiwr deipio'r newidynnau mewnbwn (eu gwerthoedd) ar y ddyfais fewnbwn (bysellfwrdd) a phwyswch Enter, sef yr allwedd fewnbwn. Mae'n bwysig bod y gwerthoedd yn cael eu cofnodi yn yr un drefn â'r newidynnau cyfatebol yn y rhestr fewnbwn.

Algorithm llinellol. Ei raglennu

Fel y crybwyllwyd eisoes ar ddechrau'r erthygl, gall rhaglenni llinellol gynnwys gweithredwyr o'r fath:

• Aseiniad;
• Mewnbwn;
• Allbwn.

Hynny yw, gyda chymorth y gweithredwyr rhestredig, caiff algorithmau llinellol eu rhaglennu .

Felly, ysgrifennir y datganiad aseiniad yn iaith y rhaglen fel hyn:

LET A = B, lle mae A yn amrywiol, mae B yn fynegiant. Er enghraifft, A = Y + 20.

Mae gan y gweithredwr mewnbwn y ffurflen ganlynol:

INPUT, er enghraifft: INPUT C

Mae'r gweithredydd ar gyfer allbwn data, gwerthoedd, wedi'i ysgrifennu yn y ffurflen hon:

PRINT. Er enghraifft, PRINT C.

Gadewch i ni roi esiampl syml. Mae angen i ni ysgrifennu rhaglen a fydd yn dod o hyd i swm y rhifau A a B yn dod o'r bysellfwrdd.

Yn yr iaith raglennu, cawn raglen, y mae ei destun yn cael ei ddangos isod.

Gweithredwyr mewnbwn, allbwn yn yr iaith raglennu Pascal

Nid yw Pascal yn gwahaniaethu rhwng gweithredwyr arbennig sy'n dynodi gweithrediadau mewnbwn neu allbwn sy'n defnyddio algorithmau llinellol. Yn y rhaglenni, caiff y wybodaeth ei chyfnewid gan ddefnyddio'r gweithdrefnau adeiledig. Gan nad oes angen disgrifiad rhagarweiniol o'r weithdrefn safonol, mae ar gael i bob rhaglen sy'n cynnwys mynediad iddo. Hefyd, nid yw enw'r weithdrefn yn dod o unrhyw air a gadwyd yn ôl.

Wrth fynd i mewn i ddata, defnyddir y gweithredwyr hyn i gael mynediad at y weithdrefn safonol i gofnodi data, sydd eisoes wedi'i gynnwys yn y rhaglen.

Darllenwch (A, B, C), lle mae A, B, C - newidynnau y mae angen eu rhoi i'r RAM i'w storio.

Readlnn (x1, y, x2) - ar ôl gorffen y mewnbwn, mae'r cyrchwr yn symud i ddechrau llinell newydd.

Readlnn; - yn nodi'r disgwyliad o wasgu "Enter". Yn nodweddiadol, caiff y gweithredwr hwn ei fewnosod yn y testun cyn y "Diwedd" ddiwethaf i achub canlyniadau'r rhaglen ar y sgrin cynnwys.

Cynhelir arddangosiad y monitro data gyda chymorth gweithredwyr o'r fath:

Ysgrifennwch (A, B, C) - sy'n nodi gwerthoedd A, B, C mewn un llinell, nid yw'r cyrchwr yn gadael y llinell gyfredol.

Writeln (z, y, z2) - ar ôl gorffen allbwn gwerthoedd, bydd y cyrchwr yn y sefyllfa hon yn symud i linell newydd.

Ysgrifennu; - yn nodi hepgor un llinell a'r newid i ddechrau un newydd.

Yma gyda chymorth gweithredwyr syml o'r fath a data mewnbwn ac allbwn yn Pascal.