Опишите процесс выполнения команды вызова вспомогательного алгоритма в основном алгоритме кратко

Обновлено: 04.07.2024

Вопрос по информатике:

Опишите процесс выполнения команды вызова вспомогательного алгоритма в основном алгоритме?

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок - бесплатно!

27.07.2018 09:04
Информатика
remove_red_eye 8764
thumb_up 28

Ответы и объяснения 2

Любые подпрограммы до их использования в разделе операторов основной программы обязательно должны быть описаны в разделе описания процедур и функций. Этот раздел занимает определенное место между разделом описания переменных и разделом операторов. В Т.Р. и О.Р. раздел описания процедур и функций может размещаться между любыми описательными разделами, однако должно выполняться правило:

Процедуры и функции бывают стандартными или составленными пользователем. Стандартные процедуры и функции описаны в специальных файлах, называемых модулями и входящих в систему модулей среды.

Опишите процесс выполнения команды вызова вспомогательного алгоритма в основном алгоритме.

Ответ

Команда вызова вспомогательного алгоритма исполняется следующим образом:

1) формальные входные данные вспомогательного алгоритма заменяются значениями фактических входных данных, указанных в команде вызова вспомогательного алгоритма;
2) для заданных входных данных исполняются команды вспомогательного алгоритма;
3) полученные результаты присваиваются переменным с именами фактических результатов;
4) осуществляется переход к следующей команде основного алгоритма.

Пример для исполнителя Робот, под управлением которого он нарисует узор. В алгоритме использован вспомогательный алгоритм фигура. Начальное положение Робота отмечено звёздочкой.

использовать Робот
алг узор
нач
фигура
вправо; вниз
фигура вправо; вверх
фигура
кон
алг фигура
нач
закрасить; вниз
закрасить; вправо; закрасить; вправо; закрасить
вверх; закрасить
кон

Вспомогательный алгоритм – алгоритм, который можно вызвать и использовать в других алгоритмах, указав только его имя.

Вспомогательные алгоритмы создаются, когда возникает необходимость разбиения задачи на ряд более простых задач или когда есть необходимость многократного использования одного и того же набора действий в одном или разных алгоритмах.

Рассмотрим пример, Вы хотите спеть песню, у которой три куплета и припев, исполняемый после каждого куплета. Алгоритм Ваших действий будет следующим:
1. Спеть 1-й куплет.
2. Спеть припев.
3. Спеть 2-й куплет.
4. Спеть припев.
5. Спеть 3-й куплет.
6. Спеть припев.
Действия, объединенные в пункт "спеть припев", трижды повторяются. Таким образом, этот алгоритм содержит набор повторяющихся одинаковых действий и в озникает необходимость многократного использования одного и того же набора действий (алгоритма), следовательно такой набор действий или алгоритм можно выделить в качестве самостоятельного фрагмента. Он становится вспомогательным алгоритмом.
Вспомогательный алгоритм – алгоритм, по которому решается некоторая подзадача из основной задачи и который, как правило, выполняется многократно. Алгоритм может содержать несколько вспомогательных алгоритмов.
Блок-схема вызова вспомогательного алгоритма

Вспомогательный алгоритм является аналогом языковой подпрограммы, обладает той же структурой, которой обладает весь алгоритм. Он имеет имя (заголовок) и может иметь параметры, которые называются формальными параметрами. Имя служит для того, чтобы отличить его от других алгоритмов, а формальные параметры, которые напоминают переменные математических функций, выполняют роль входных и выходных параметров.
Формальные параметры должны быть выбраны таким образом, чтобы ими был исчерпан весь набор необходимых входных и выходных величин. Нередко один и тот же параметр может оказаться входным и выходным одновременно.
Например, на вход такого алгоритма может быть подана переменная для обработки, а на выходе процедуры он может предстать в измененном виде как выходной параметр.
Вспомогательные алгоритмы должны быть состыкованы между собой в процессе "сборки" основного алгоритма. Для этого используют имена (заголовки) вспомогательных алгоритмов; с их помощью вызывают этот алгоритм (обращаются к его работе) из других вспомогательных или основного алгоритмов.

Пример. Рассмотри алгоритм вычисления длин окружности для кругов различного радиуса с использованием вспомогательного алгоритма.
C=2*Pi*r, где C - длина окружности, Pi - математическая константа, r - радиус круга.
Алгоритм Dlina - вспомогательный алгоритм.
r, C - формальные параметры.

В данном видеоуроке рассматриваются вспомогательные алгоритмы и их применение. Это позволит учащимся продумывать нюансы программирования сложных алгоритмов. А также рассматриваются рекурсивные алгоритмы, их принцип работы и приводятся примеры их создания.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Вспомогательные алгоритмы"

Раньше мы изучили метод последовательного конструирования алгоритмов, при котором алгоритм последовательно разбивается на подзадачи, пока все они не станут понятны исполнителю.

При конструировании алгоритмов вы уже наверняка сталкивались, с ситуацией, когда одна и та же последовательность действий выполнялась для различных данных в разных местах программы, то есть одну и ту же подзадачу решали несколько раз, так на пример в некоторых программах мы несколько раз выводили содержимое массива на экран. До этого, в таких случаях мы повторно записывали ту же последовательность команд, в результате чего наша программа становилась длиннее. А если вы допускали ошибки при написании программ, то наверняка заметили, что чем длиннее программа – тем сложнее в ней найти ошибку.

Но оказывается, что в таких случаях можно сократить текст программы, оформив соответствующие последовательности команд в виде вспомогательных алгоритмов, которые можно использовать многократно.

Вспомогательный алгоритм – это алгоритм, который целиком использован в составе другого алгоритма.

Ещё одной важной особенностью вспомогательных алгоритмов, является универсальность, то есть их можно использовать в совершенно разных программах, в которых они будут работать одинаково, то есть единожды написав, вспомогательный алгоритм вычисления площади треугольника, можно его использовать в любой, программе, в которой в ходе работы требуется вычислить площадь треугольника.

Задача: Робот находится в левой верхней клетке поля без стен. Нарисовать девять квадратов. Две на две клетки.

Очевидно, что при решении данной задачи мы будем повторять одну и ту же последовательность команд для рисования каждого квадрата. Следовательно, можно оформить её в качестве вспомогательного алгоритма, а также у нас есть три одинаковых ряда квадратов, последовательность команд для рисования которых можно так же оформить в виде вспомогательного алгоритма.

Для начала запишем последовательность команд для рисования квадрата в виде вспомогательного алгоритма, при этом условимся, что все квадраты будем рисовать, начиная с левой верхней клетки.

Вспомогательный алгоритм рисования квадрата

Так мы получили вспомогательный алгоритм для рисования квадрата. Теперь запишем вспомогательный алгоритм для рисования горизонтального ряда квадратов, назовём его ряд.

Чтобы нарисовать ряд квадратов, Робот должен нарисовать первый квадрат, для этого вызовем уже написанный алгоритм, записав его название. А затем нужно переместиться на позицию для рисования следующего квадрата. Для этого Робот должен трижды сместиться вправо, и один раз вверх. Далее нужно снова нарисовать квадрат и сместиться к следующему так же, как и до этого, трижды сместившись вправо и один раз вверх, и снова нарисовать квадрат.

Вспомогательный алгоритм рисования ряда квадратов

Запустим программу на выполнение. Девять квадратов изображены верно, следовательно, задача решена.

Результат работы программы

Изображение вспомогательного алгоритма на блок-схеме

Задача: У нас есть вспомогательный алгоритм factorial, который вычисляет значение факториала целого числа k. Составить блок-схему алгоритма вычисления значения выражения 1! + 2! + … + n!. Вспомним, что k! = 1 * 2 * … * k.

Блок-схема вспомогательного алгоритма

Блок-схема с использованием вспомогательного алгоритма

Рассмотрим, как работает вспомогательный алгоритм в составе основного. В начале выполняются команды основного алгоритма, идущие до вызова вспомогательного. Затем, когда доходит до выполнения вспомогательного алгоритма, его формальные параметры, в нашем случае k, заменяются параметрами из основного алгоритма. В нашем случае i. Далее выполняются команды вспомогательного алгоритма. Затем значения выходных параметров вспомогательного алгоритма, в нашем случае f подставляются в основной алгоритм, в нашем случае в переменную a. После чего далее выполняются команды основного алгоритма.

Через вспомогательные алгоритмы можно создавать так же рекурсивные алгоритмы. Рекурсивным алгоритмом называется алгоритм, который содержит ссылку на самого себя. Посмотрим для решения каких задач их можно применить.

Мы можем составить вспомогательный алгоритм для вычисления факториала, с использованием рекурсии, если примем во внимание формулу: n! = (n - 1)!. Важно при этом помнить, что 1! = 1. Блок-схема данного алгоритма будет выглядеть так.

Блок-схема рекурсивного алгоритма вычисления n!

Обратим внимание, что вспомогательный алгоритм содержит ветвление, при котором, если n > 1 – n! = (n - 1)!, а в случае если n = 1, то n! = 1. Также и в других рекурсивных алгоритмах, ссылка на алгоритм всегда указывается лишь в одной ветви условного оператора, иначе он будет вызывать сам себя бесконечно.

Задача: Робот находится в поле без стен, на определённом расстоянии от левого края. Он должен нарисовать уголок, то есть закрасить все клетки от своего текущего положения до левого края, а потом столько же клеток вниз.

Запишем рекурсивный вспомогательный алгоритм для рисования уголка. Назовём его угол. Он будет содержать условный оператор, условием которого будет если слева свободно, если данное условие выполняется, робот будет закрашивать клетку, в которой он находится и смещаться на одну клетку влево, после чего снова вызывать себя. После условного оператора будут содержаться команды, которые будут выполняться, когда робот дойдёт до стены. На каждом шаге Робот должен закрасить клетку, в которой он находится и сместиться на клетку вниз.

Рекурсивный алгоритм рисования уголка

Основной алгоритм будет содержать только одну команду - вызов вспомогательного алгоритма угол. Запустим программу на выполнение. Робот действительно изобразил уголок.

Рассмотрим подробнее, как работает данный алгоритм. Для примера возьмём случай, когда робот стоит в трёх клетках от левого края поля. При первом вызове вспомогательного алгоритма условие выполняется, следовательно, робот закрасит клетку в которой находится и сместиться на клетку влево, после чего снова вызовет вспомогательный алгоритм для рисования уголка, уже во второй раз. При втором вызове вспомогательного алгоритма робот снова закрасит клетку, в которой находится, сместиться на клетку влево, и вызовет себя уже в третий раз. При третьем вызове слева будет край поля, следовательно, условие выполняться не будет, и выполнятся только команды, которые идут после условного оператора, то есть робот закрасит клетку, в которой находится и сместится на клетку вниз. При третьем вызове вспомогательный алгоритм был завершён окончательно, а при первых двух – нет, следовательно, сейчас будет продолжено выполнение второго вызова вспомогательного алгоритма, то есть Робот снова закрасит клетку, в которой находится и сместиться вниз. Второй вызов вспомогательного алгоритма завершён, осталось выполнить до конца лишь первый вызов алгоритма. При этом Робот снова закрасит клетку, в которой находится, и сместиться на клетку вниз. Уголок готов.

Выполнение рекурсивного алгоритма, для удобства можно представить в виде стека, то есть коробки, у которой есть дно, но нет верхней крышки, в такую коробку объект можно положить лишь поверх остальных, точно так же и достать из коробки можно лишь верхний объект. То есть объект, который в коробку положили первым, достанут из коробки последним. Так же происходит при выполнении вспомогательного алгоритма угол, в нашем примере, в процессе выполнения первого вызова алгоритма, он был вызван второй раз, а в процессе выполнения второго вызова, в третий. После того, как было завершено выполнение третьего вызова, было продолжено выполнение второго, а после его завершения – первого.

При использовании рекурсивных алгоритмов важно помнить, что количество одновременных вызовов ограничено, поэтому, если рекурсию можно заменить циклом – лучше так и поступить.

Важно запомнить:

· Вспомогательным называется алгоритм, который целиком используется в составе другого алгоритма.

· Рекурсивный алгоритм – это алгоритм, в котором есть ссылка на самого себя.

· Исполнение рекурсивного алгоритма можно представить в виде стека.

· Если рекурсию можно заменить циклом – лучше так и поступить.

Мы научились применять вспомогательные и рекурсивные алгоритмы при решении задач.

Читайте также: