الحياة اليومية لكل شخصحل عدد كبير من المهام متفاوتة التعقيد في العمل أو أثناء الدراسة. بعض المهام بسيطة لدرجة أننا عندما نكملها ، نقوم ببعض الإجراءات تلقائيًا ، دون حتى التفكير. عادة ما يتم تنفيذ حل أي مهمة ، حتى أبسطها ، بالتتابع في عدة خطوات. يسمى هذا النوع من التسلسل في حل المشكلات بالخوارزمية. سننظر اليوم في ماهية الخوارزميات الخطية ، وكيف يتم تصوير هيكلها ، وكيف يتم حلها وبرمجتها.
لغة حسابية
هذا المفهوم هو وصفة طبية دقيقة لفناني الأداء لأداء سلسلة معينة من الإجراءات ، والتي تهدف إلى حل المشكلة.
هذه اللغة هي وسيلة لوصف الخوارزميات التي عادة ما تكون موجهة للمستخدم.
إذا كنا نتحدث بلغة الكمبيوتر ، كذلكيشار إلى الوصفة الدقيقة التي تحدد العملية الحسابية. وهو بدوره يقود من البيانات الأولية ، والتي تختلف ، إلى النتيجة الأصلية.
يعد تطوير الخوارزمية عملية معقدة إلى حد ما وتستغرق وقتًا طويلاً. إنها تقنية لتجميع (تطوير) سلسلة من الإجراءات المعدة لحل المشكلات باستخدام الكمبيوتر.
خصائص الخوارزمية
من بين الخصائص:
- المحدودية - تتمثل في إكمال الخوارزمية بأكملها لعدد محدد من المراحل (الخطوات) ؛
- يقين (عدم غموض) - يمثل تفرد تفسير قواعد أداء الإجراءات ، وكذلك ترتيب تنفيذها ؛
- الكفاءة - الحصول على النتيجة المطلوبة في أي عدد محدود من الخطوات ؛
- قابلية الفهم - يجب أن تكون التعليمات واضحة للمنفذ ؛
- الشدة - يجب أن تكون الخوارزميات قادرة على حل فئة كاملة من المشكلات المحددة ببيان مشكلة عام
الخوارزميات الخطية. معلوماتية الصف 9
لقد درسنا بالفعل تعريفات وخصائص هذا المفهوم. الآن دعنا نتحدث عن أنواعه:
- خطي؛
- المتفرعة.
- مع حلقة.
نحن مهتمون بالخوارزميات الخطية. ما هم؟ تحتوي على أوامر يجب تنفيذها واحدة تلو الأخرى بتسلسل واضح.
يمكن كتابة البنية الخطية للخوارزمية في شكل شفهي ورسوم بيانية.
دعونا نعطي مثل هذا المثال ، مكتوبا في شكل شفهي. لذا ، المهمة: الاستعداد للمدرسة. القرار:
- بداية.
- قم.
- قم بتمارينك.
- اغتسل.
- يرتدى ملابسة.
- تناول الفطور.
- اجمع حقيبة.
- النهاية.
سيمثل الشكل الرسومي للعملية المذكورة أعلاه ما يلي:
خوارزمية مخطط التدفق الخطي
مخطط الكتلة هو توضيحصورة لخوارزمية يتم فيها تصوير كل مرحلة على حدة باستخدام كتل ممثلة في شكل أشكال هندسية مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، تتم الإشارة إلى الاتصال بين المراحل (بمعنى آخر ، تسلسل التنفيذ التدريجي) بواسطة الأسهم التي تربط الأشكال (الكتل). كل كتلة مصحوبة بنقش. تُستخدم الأشكال الهندسية التالية للإجراءات النموذجية في الخوارزمية الخطية:
- كتلة بداية نهاية الخوارزمية. على الكتلة هو النقش "بداية" أو "نهاية".
- كتلة إدخال ومخرج البيانات. تم تصوير هذه الكتلة على أنها متوازي الأضلاع. يتم وضع النقوش التالية عليه: "إدخال" ، "إخراج" ، "طباعة". كما أنها مصحوبة بقائمة من المدخلات أو متغيرات الإخراج على التوالي.
- الكتلة الحسابية ، أو كتلة القرار. يتوافق مع مستطيل. يجب أن تحتوي الكتلة على نقش: "عملية" ، "مجموعة عمليات".
بمساعدة مخططات الكتلة هذه ، يتم وصف حل الخوارزميات الخطية. بعد ذلك ، دعنا نتحدث عن تفاصيل تعيين القيم.
الخوارزميات الحسابية الخطية
الإجراء الأساسي الأساسي في الحسابيةالخوارزمية هي تخصيص متغير لقيمة معينة. في حالة تحديد قيمة الثابت حسب نوع تسجيله ، سيتلقى المتغير قيمة محددة فقط كنتيجة للتخصيص. يمكن القيام بذلك بطريقتين: استخدام أمر الإسناد ؛ باستخدام أمر الإدخال.
مثال على حل خوارزمية خطية
فيما يلي مثال لوصف قواعد قسمة الكسور العادية باستخدام خوارزمية خطية ، والتي تحتوي في الكتب المدرسية على المحتوى التالي:
- يجب ضرب بسط الكسر 1 في مقام الكسر 2 ؛
- يجب ضرب مقام الكسر 1 في بسط الكسر 2 ؛
- مطلوب كتابة كسر يكون فيه البسط نتيجة أداء نقطة واحدة ، والمقام هو نتيجة أداء نقطتين. الشكل الجبري لهذه القاعدة هو كما يلي:
أ / ب: ج / د = (أ * د) / (ب * د) = م / ن.
لذلك ، دعونا نبني خوارزمية لتقسيم الكسور على جهاز كمبيوتر. لكي لا يتم الخلط بيننا ، سنستخدم نفس التعيينات للمتغيرات كما في الصيغة الموضحة أعلاه. أ ، ب ، ج ، د - البيانات الأولية في شكل متغيرات عدد صحيح. القيم الصحيحة هي النتيجة أيضًا. سيكون الحل في اللغة الخوارزمية على النحو التالي:
alg قسمة الكسور
مبكرا
سليم أ ، ب ، ج ، د ، م ، ن
المدخلات أ ، ب ، ج ، د
م: = أ * د
ن: = ب * ج
الإخراج م ، ن
لعبة
شكل حل رسومي
تبدو الخوارزمية الخطية الموضحة أعلاه كما يلي:
أمر الإسناد له التنسيق التالي:
متغير: = التعبير.
علامة ": =" تقرأ كمحدد.
التخصيص هو أمر يحتاجه الكمبيوتر للقيام بما يلي:
- تقييم التعبير ؛
- تعيين القيمة المستلمة للمتغير.
تحتوي الخوارزمية أعلاه على تعليمتين كتعيين. في مخطط الكتلة ، يجب كتابة أمر التخصيص في مستطيل يسمى الكتلة الحسابية.
عندما يتم وصف الخوارزميات الخطية ، لا يوجد شيء معينضرورة الالتزام الصارم بالقواعد الصارمة عند كتابة التعبيرات. يمكنك كتابتها باستخدام الصيغة الرياضية المعتادة. هذه ليست الصيغة الصارمة للغة البرمجة.
في المثال المحدد للخوارزمية ، يوجد أيضًا أمر إدخال:
المدخلات أ ، ب ، ج ، د.
تتم كتابة أمر إدخال في مخطط كتلة إلىمتوازي الأضلاع ، أي في كتلة الإدخال / الإخراج. من خلال تنفيذ هذا الأمر ، يقطع المعالج عمله حتى يتخذ المستخدم إجراءات معينة. وهي: يحتاج المستخدم إلى كتابة متغيرات الإدخال (قيمها) على جهاز الإدخال (لوحة المفاتيح) والضغط على Enter ، وهو مفتاح الإدخال. من المهم أن يتم إدخال القيم بنفس ترتيب المتغيرات المقابلة في قائمة الإدخال.
الخوارزمية الخطية. برمجتها
كما هو مذكور في بداية هذه المقالة ، يمكن أن تتضمن البرامج الخطية العوامل التالية:
- مهمة؛
- إدخال؛
- الاستنتاج.
أي بمساعدة المشغلين المدرجين ، يتم برمجة الخوارزميات الخطية.
إذن ، عامل التخصيص في لغة البرمجة مكتوب على النحو التالي:
LET A = B ، حيث A متغير ، B تعبير. على سبيل المثال ، أ = ص + 20.
عامل الإدخال يبدو كالتالي:
INPUT ، على سبيل المثال: INPUT C
عامل إخراج البيانات والقيم مكتوب بالشكل التالي:
مطبعة. على سبيل المثال ، PRINT C.
لنأخذ مثال بسيط. نحتاج إلى كتابة برنامج سيجد مجموع الأرقام A و B التي تم إدخالها من لوحة المفاتيح.
في لغة البرمجة ، سوف نحصل على برنامج ، يظهر نصه أدناه.
عوامل الإدخال والمخرجات في لغة برمجة باسكال
لا يميز باسكال العوامل الخاصة ،للدلالة على عمليات الإدخال أو الإخراج التي تستخدم الخوارزميات الخطية. في البرامج ، يتم تبادل المعلومات باستخدام إجراءات مدمجة. نظرًا لعدم وجود حاجة إلى وصف أولي للإجراء القياسي ، فهو متاح لكل برنامج يحتوي على مكالمة إليه. أيضًا ، لا يظهر اسم الإجراء المذكور كأية كلمة محجوزة.
يستخدم إدخال البيانات مثل هؤلاء المشغلين للإشارة إلى روتين إدخال البيانات القياسي المدمج بالفعل في البرنامج.
اقرأ (A ، B ، C) ، حيث A ، B ، C هي متغيرات يجب إدخالها في ذاكرة الوصول العشوائي للحفظ.
Readlnn (x1، y، x2) - بعد الانتهاء من الإدخال ، يتحرك المؤشر إلى بداية سطر جديد.
قراءة - يشير إلى توقع الضغط على "أدخل". عادةً ما يتم إدراج هذه العبارة في النص قبل "النهاية" الأخيرة لحفظ نتائج تنفيذ البرنامج على شاشة المحتوى.
يتم عرض البيانات على شاشة المراقبة باستخدام المشغلين التاليين:
اكتب (А، В، С) - بعد تحديد القيم А، В، С في سطر واحد ، لا يترك المؤشر السطر الحالي.
Writeln (z، y، z2) - بعد الانتهاء من عرض القيم ، سينتقل المؤشر في هذا الموضع إلى سطر جديد.
ريتيلن. - يشير إلى تخطي سطر واحد والانتقال إلى بداية سطر جديد.
بمساعدة مثل هؤلاء المشغلين البسيطين يتم إدخال وإخراج البيانات بلغة باسكال.
