Презентация "ОБЩИЕ КОНСТРУКЦИИ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ ЯЗЫКОВ"

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

• Алгоритмический язык программирования — формальный язык, используемый для записи, реализации и изучения алгоритмов. В отличие от большинства языков программирования, алгоритмический язык не привязан к архитектуре компьютера, не содержит деталей, связанных с устройством машины.

Алфавит алгоритмического языка

• 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 – это фиксированный для данного языка набор основных символов, т. е. «букв», из которых должен состоять любой текст на этом языке – никакие другие символы в тексте не допускаются.
• Синтаксис – это правила построения фраз, позволяющие определить, правильно или неправильно написана та или иная фраза.
• Семантика определяет смысловое значение предложений языка. Являясь системой правил истолкования отдельных языковых конструкций, семантика устанавливает, какие последовательности действий описываются теми или иными фразами языка и, в конечном итоге, какой алгоритм определен данным текстом на алгоритмическом языке.

Алфавит языка включает:

• буквы латинского алфавита от A до Z (строчные и прописные)
• арабские цифры: 0 1 2 … 9
• знаки арифметических операций: + – * / ^ \
• специальные символы объявления типа: % # ! $ &
• круглые скобки ( ) кавычки “ ” апостроф ’ , подчеркивание _
• знаки отношений: = =
• буквы русского алфавита используются только для записи текстовых констант и комментариев к программе.

Величина (тип, имя, значение)

• Термин величина, который используется в алгоритмическом языке, ввел Андрей Петрович Ершов, заимствовав его из математики и физики, считая, что так школьникам будет проще для понимания. В производственных языках программирования обычно используется термин переменная, который все чаще вытесняется термином объект. При этом в объектно-ориентированном программировании говорят про объект и состояние объекта.

• Величина — переменная, с которой связывается определенное множество значений. Этой величине присваивается имя (в языках программирования его называют идентификатор).
• Все величины в алгоритме разделяют на постоянные (константы) и переменные. Константа не может изменять свои значения в процессе работы алгоритма. Переменная может приобретать различные значения, которые сохраняются до тех пор, пока она не получит новое значение. Переменным величинам назначают имена. Таким образом, переменная — это именуемая величина, которая в процессе выполнения алгоритма может приобретать и хранить различные значения.

Выражение

• Выражения – элементы языка, которые предназначаются для выполнения необходимых вычислений, состоят из констант, переменных, указателей функций, объединенных знаками операций.
• Выражения записываются в виде линейных последовательностей символов (без подстрочных и надстрочных символов, «многоэтажных» дробей и т. д.), что позволяет вводить их в компьютер, последовательно нажимая на соответствующие клавиши клавиатуры.
• Различают выражения арифметические , логические и строковые .

• Арифметические выражения служат для определения одного числового значения. Арифметические выражения записываются по следующим правилам:
• Нельзя опускать знак умножения между сомножителями и ставить рядом два знака операций.
• Индексы элементов массивов записываются в скобках.
• Операции выполняются в порядке старшинства: сначала вычисление функций, затем возведение в степень, потом умножение и деление и в последнюю очередь - сложение и вычитание.
• Операции одного старшинства выполняются слева направо.

• 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).
• В записи логических выражений помимо арифметических операций сложения, вычитания, умножения, деления и возведения в степень используются операции отношения и логические операции.

• Значения строковых выражений - тексты. В них могут входить строковые константы, строковые переменные и строковые функции, разделенные знаком операции конкатенации.

Стандартные функции

• 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.
• 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.

Структура программы

• Для записи алгоритмов на школьном алгоритмическом языке используется некоторое ограниченное число слов, смысл и способ употребления которых заданы раз и навсегда. Это так называемые служебные слова: алг (алгоритм), дано, надо, нач (начало), кон (конец), арг (аргумент), рез (резуль­тат) и др. При записи алгоритмов в книгах служебные слова выделя­ются жирным шрифтом, в тетради и на доске —подчёркиванием.
• В общем виде программу на школьном алгоритмическом языке можно представить так:

алг (аргумент и результат)

дано условия применимости алгоритма

надо цель выполнения алгоритма

нач описание промежуточных величин

последовательность команд (тело алгоритма)

кон

Алгоритмический язык состоит из совокупности слов, назначение и смысл которых задан раз и навсегда. Такие слова принято называть служебными.

Команды алгоритмического языка:

Основные преимущества алгоритмических языков перед машинными таковы:

• алфавит алгоритмического языка значительно шире алфавита машинного языка, что существенно повышает наглядность текста программы;
• набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбирается из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса;
• формат предложений достаточно гибок и удобен для использования, что позволяет с помощью одного предложения задать достаточно содержательный этап обработки данных;
• требуемые операции задаются с помощью общепринятых математических обозначений;
• данным в алгоритмических языках присваиваются индивидуальные имена, выбираемые программистом;
• в языке может быть предусмотрен значительно более широкий набор типов данных по сравнению с набором машинных типов данных.

Таким образом, алгоритмические языки в значительной мере являются машинно–независимыми. Они облегчают работу программиста и повышают надежность создаваемых программ.