Общие конструкции алгоритмических языков.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ М. Е. ЕВСЕВЬЕВА»

Факультет физико-математический

Кафедра информатики и вычислительной техники

РЕФЕРАТ

ОБЩИЕ КОНСТРУКЦИИ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ ЯЗЫКОВ: АЛФАВИТ, ВЕЛИЧИНА (ТИП, ИМЯ И ЗНАЧЕНИЕ). ВЫРАЖЕНИЕ. АРИФМЕТИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ. СИМВОЛЬНОЕ ВЫРАЖЕНИЕ. ЛОГИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ. СТАНДАРТНЫЕ ФУНКЦИИ.

Автор работы _______________________________________В.Н. Слугина
Направления подготовки 44.03.05 Педагогическое образование
Профиль Информатика. Математика

Руководитель работы

канд. физ.-мат. наук, доцент__________________________ Т.В. Кормилицына

Саранск 2021

Обычный разговорный язык состоит из четырех основных элементов: символов, слов, словосочетаний и предложений. Алгоритмический язык содержит подобные элементы, только слова называют элементарными конструкциями, словосочетания - выражениями, предложения - операторами. Алгоритмический язык (как и любой другой язык), образуют три его составляющие: алфавит, синтаксис и семантика.

Алфавит – фиксированный для данного языка набор символов (букв, цифр, специальных знаков и т.д.), которые могут быть использованы при написании программы.

Синтаксис - правила построения из символов алфавита специальных конструкций, с помощью которых составляется алгоритм.

Семантика - система правил толкования конструкций языка. Таким образом, программа составляется с помощью соединения символов алфавита в соответствии с синтаксическими правилами и с учетом правил семантики.

Общие конструкции алгоритмических языков

Имена (идентификаторы) — употpебляются для обозначения объектов пpогpаммы (пеpеменных, массивов, функций и дp.).

Опеpации определяют действия, совершаемые над данными.

Типы операций:

 аpифметические опеpации: + , - , * , / и дp. ;

 логические опеpации: и, или, не;

 опеpации отношения: , = , = , ;

 опеpация сцепки (иначе, "присоединения", "конкатенации") символьных значений дpуг с другом с образованием одной строки; изображается знаком "+".

Данные (или операнды) — те величины, обpабатываемые пpогpаммой. Имеется тpи основных вида данных: константы, пеpеменные и массивы.

Константы — это данные, которые зафиксированы в тексте программы и не изменяются в процессе ее выполнения.

Пpимеpы констант:

 Числовые: вещественные – 7.5 и целые – 12;

 Логические: да (истина) и нет (ложь);

 Символьные: «А», «+»и т.д.

 Литеpные или текстовые: «abcde», «информатика», «» (пустая строка).

Пеpеменные – данные, которые обозначаются именами и могут изменять свои значения в ходе выполнения пpогpаммы. Пеpеменные бывают разных типов: целые, вещественные, логические, символьные и литерные.

Рис. 1. Типы переменных

Массив — последовательность однотипных элементов, число которых фиксировано и которым присвоено одно общее имя. Положение отдельного элемента в массиве определяется его индексами и именем массива (одним, в случае одномерного массива, или несколькими, если массив многомерный).

Выражения — предназначаются для выполнения вычислений и состоят из констант, переменных, указателей функций (например, экспонента ‑ exp(x)), объединенных знаками операций.

Выражения в программе записываются строкой в виде линейных последовательностей символов (без подстрочных и надстрочных символов, "многоэтажных" дробей и т.д.), что позволяет легко вводить их в компьютер с помощью клавиш клавиатуры.

Различают выражения: арифметические, логические и строковые.

Арифметические выражения служат для вычисления одного числового значения. Например, вычисление длины стороны треугольника по теореме косинусов (рис. 2).

Рис. 2. Вычисление длины стороны треугольника по теореме косинусов

Логические выражения описывают некоторые условия, которые могут удовлетворяться или не удовлетворяться. Таким образом, логическое выражение может принимать только два значения — "истина" или "ложь" (да или нет). Например, условие существования решения квадратного уравнения (рис. 3).

Рис. 3. Условие существования решения квадратного уравнения

Значения строковых (литерных) выражений — текcты. В них могут входить литерные константы, литерные переменные и литерные функции, разделенные знаком операции “+”. Например,   означает присоединение строки В к концу строки А. Если А="куст", а В="зеленый", то значение выражения А+В есть "куст зеленый".

Оператор — это наиболее крупное и содержательное понятие алгоритмического языка: каждый оператор представляет собой законченную фразу (конструкцию) алгоритмического языка и определяет некоторый этап обработки данных.

В состав операторов входят:

 ключевые слова;

 данные;

 выражения и т.д.

Операторы подразделяются на исполняемые и неисполняемые. Неисполняемые операторы предназначены для описания типа данных или структуры программы, а исполняемые — для выполнения pазличных действий в программе (например, оператор присваивания, операторы ввода и вывода, условный оператор, операторы цикла, оператор процедуры и др.).

Стандартная функция – подпрограмма, заранее встроенная в транслятор языка для вычисления часто употребляемых функций. В качестве аргументов функций можно использовать константы, переменные и выражения.

В общем случае программа может иметь модульную структуру, т.е. состоять из нескольких программных единиц, связанных между собой командами передачи управления. Такой принцип построения программ называется модульным. Программная единица, с первой команды которой начинается выполнение программы, называется головной программой. Остальные программные единицы, входящие в единую программу, называются подпрограммами.

Подпрограмма ‑ это последовательность операторов, которые определены и записаны только в одном месте программы, однако их можно вызвать для выполнения из одной или нескольких точек программы.

Функция ‑ это программная единица, которая может быть употреблена в выражении. Функция прямо возвращает величину, которая используется при вычислении этого выражения, и, кроме того, может возвращать величины через параметры.

Процесс разработки многомодульных программ эффективнее, особенно если разрабатывается программа большого размера, когда над реализацией проекта может работать несколько программистов, каждый из которых имеет возможность модифицировать фрагменты программы, не мешая работе остальных.

Подпрограммы и функции позволяют создавать большие структурированные программы, которые можно делить на части. Это дает преимущества в следующих ситуациях:

1. Если программа большая, разделение ее на части облегчает создание, тестирование и ее сборку.

2. Если программа большая и повторная компиляция всего исходного текста занимает много времени, разделение ее на части экономит время компиляции.

3. Если процедуру надо использовать в разных случаях разным образом, можно записать ее в отдельный файл и скомпилировать отдельно.