Виды вычислительных процессов
Одним из свойств алгоритма является дискретность— возможность расчленения процесса вычислений, предписанных алгоритмом, на отдельные этапы, возможность выделения участков программы с определенной структурой. Можно выделить три простейшие структуры: последовательность двух или более операций, выбор направления, повторение.
Любой вычислительный процесс может быть представлен как комбинация этих элементарных алгоритмических структур. Соответственно, вычислительные процессы, выполняемые на ЭВМпо заданной программе, можно разделить на три основных вида:
• линейные;
• ветвящиеся;
• циклические.
Линейнымпринято называть вычислительный процесс, в котором операции выполняются последовательно, в порядке их записи. Каждая операция является самостоятельной, независимой от каких-либо условий. На схеме блоки, отображающие эти операции, располагаются в линейной последовательности.
Линейные вычислительные процессы имеют место, например, при вычислении арифметических выражений, когда имеются конкретные числовые данные и над ними выполняются соответствующие условию задачи действия.
Вычислительный процесс называется ветвящимся (разветвляющимся), если для его реализации предусмотрено несколько направлений (ветвей). Каждое отдельное направление процесса обработки данных является отдельной ветвью вычислений. Ветвление в программе — это выбор одной из нескольких последовательностей команд при выполнении программы. Выбор направления зависит от заранее определенного признака, который может относиться к исходным данным, к промежуточным или конечным результатам. Признак характеризует свойство данных и имеет два или более значений.
|
|
|
Ветвящийся процесс, включающий в себя две ветви, называется простым, более двух ветвей — сложным. Сложный ветвящийся процесс можно представить с помощью простых ветвящихся процессов.
Направление ветвления выбирается логической проверкой, в результате которой возможны два ответа: «да» — условие выполнено и «нет» — условие не выполнено.
Следует иметь в виду, что, хотя на схеме алгоритма должны быть показаны все возможные направления вычислений в зависимости от выполнения определенного условия (или условий), при однократном прохождении программы процесс реализуется только по одной ветви, а остальные исключаются. Любая ветвь, по которой осуществляются вычисления, должна приводить к завершению вычислительного процесса.
Вычислительный процесс называют циклическим, если он содержит многократные вычисления по одним и тем же математическим зависимостям, но для различных значений входящих в них величин (переменных). Многократно повторяемые участки вычислений называют циклами, а переменные, изменяющиеся в цикле, переменными цикла. Программы, содержащие циклы также называются циклическими.Алгоритм циклической структуры в наиболее общем виде должен содержать:
|
|
|
1) подготовку цикла: задание начальных значений: переменным цикла перед первым его выполнением;
2) выполнение вычислений цикла (тело цикла): действия, повторяемые в цикле для различных значений переменных цикла;
3) модификацию (изменение) значений переменных цикла перед каждым новым его повторением;
4) управление циклом: проверку условия продолжения (или окончания) цикла и переход на начало тела цикла, если выполняется условие продолжения цикла (или выход из цикла по его окончании).
В зависимости от расположения проверки условия окончания цикла различают циклы с нижним и верхним окончаниями. Для цикла с нижним окончанием тело цикла выполняется как минимум один раз, так как сначала производятся вычисления, а затем проверяется условие выхода из цикла. В случае цикла с верхним окончанием тело цикла может не выполниться ни разу в случае, если сразу соблюдается условие выхода.
Цикл называется детерминированным, если число повторений тела цикла заранее известно или определено. Такие циклы часто называют также циклами со счетчиком или арифметическими. Число повторений тела цикла в этом случае подсчитывается с помощью специальной переменной (счетчика), для которой известны начальное и конечное (пороговое) значения, шаг ее изменения. Управление циклом осуществляется на основании сравнения текущего значения счетчика с заданным порогом. Переменную-счетчик часто именуют параметром цикла, а сам цикл — циклом с параметром.
|
|
|
Для схематического представления цикла с параметром используют специальный блок заголовка цикла (блок модификации – фигура под номером 5 в табл.1), внутри которого указывают закон изменения параметра цикла.
Для программирования циклов с известным числом повторений следует пользоваться оператором цикла с параметром. Этот оператор предусматривает повторное выполнение некоторого другого оператора с одновременным изменением по правилу арифметической прогрессии значения, присваиваемого управляющей переменной (параметру) этого цикла.
Цикл называется итерационным, если число повторений тела цикла заранее неизвестно, а зависит от значений параметров (некоторых переменных), участвующих в вычислениях. В итерационных циклах условие продолжения (окончания) цикла часто основывается на свойстве приближения значений величины, управляющей циклом к некоторому пределу при каждом повторении цикла. Цикл прекращают, как только разность между последним и предпоследним вычисленными значениями переменной, управляющей циклом, не станет меньше заданного значения.
|
|
|
Циклы называют вложенными или сложными, если телом цикла является циклическая структура. Цикл, содержащий в себе другой цикл, называют внешним. Цикл, содержащийся в теле другого цикла, называют внутренним. Правила организации и внешнего и внутреннего циклов такие же, как и для простого цикла. Однако при построении вложенных циклов необходимо соблюдать следующее дополнительное условие: все операторы внутреннего цикла должны полностью находиться в теле внешнего цикла.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 843; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!