Algoritmizace a programováníAlgoritmizace – základní pojmy - 01

Mgr. Josef Nožička

IKT Algoritmizace a programování

www.zlinskedumy.cz

Anotace Materiál zasvěcuje žáky do problematiky algoritmizace, seznamuje je se základními pojmy. Musí být doplněn výkladem.

Autor Mgr. Josef Nožička (Autor)

Jazyk Čeština

Očekávaný výstup 26–41-M/01 Elektrotechnika23-41-M/01 Strojírenství78-42-M/01 Technické lyceum

Speciální vzdělávací potřeby

- žádné -

Klíčová slova Algoritmus, algoritmizace, program

Druh učebního materiálu Prezentace

Druh interaktivity Kombinované

Cílová skupina Žák

Stupeň a typ vzdělávání odborné vzdělávání

Typická věková skupina 16 - 19 let

Vazby na ostatní materiály Je součástí IKT.

Co je to algoritmus?Algoritmus je schematický postup pro řešení určitého druhu problémů, který je prováděn pomocí konečného množství přesně definovaných kroků. Ačkoliv se dnes tento pojem používá především v informatice a přírodních vědách obecně, tak je jeho působnost daleko širší (kuchyňské recepty, návody a postupy...). Samotné slovo algoritmus pochází ze jména perského matematika 9. století Abu Jafar Muhammada ibn Mūsā al-Chwārizmího.

Jiná definice algoritmu:Algoritmus je přesný popis, definující jistý proces, který vede od měnitelných vstupních údajů k žádaným výsledkům. Jinak řečeno - algoritmus je jednoznačný a přesný popis řešení problému.

Některé problémy lze přitom řešit více způsoby - různými algoritmy, které se mohou svým postupem značně lišit. Snahou je vybrat pro řešení problému co nejefektivnější algoritmus, který řeší problém v co nejkratším čase, je přehledný a srozumitelný.

Vlastnosti algoritmuDeterminovanost (jednoznačnost) - algoritmus musí být přesný, srozumitelný a jednoznačný, tj. v každém místě je jednoznačně určen další krok. (Činnost algoritmu nesmí záviset na libovůli osoby ani na vlastnostech zařízení, které ho realizují). Hromadnost (obecnost) - algoritmus neslouží k řešení jen jedné úlohy, ale je řešením celé skupiny úloh, které se od sebe liší jen vstupními údaji. Vstupní údaje se mohou měnit v určitých mezích. Resultativnost (konečnost) - hledané výsledky musíme získat po konečném počtu kroků, algoritmus musí po konečném počtu kroků skončit.

Zápis algoritmuV informatice se pro zápis algoritmu nejčastěji používá jazyk vývojových diagramů (jako jeho alternativa se dříve používaly i struktogramy, Jacksonova schémata a některé jiné vizuální prostředky.Příklad vývojového diagramu:

Algoritmus x programAby mohl být algoritmus realizovaný na počítači, musí být zapsán v některém z programovacích jazyků.Pro algoritmus, zapsaný v programovacím jazyce, se používá pojem program.

Nejpoužívanější programovací jazyky:

• C#, Delphi, Basic, Python ... (vyšší programovací jazyky)

• Java, PHP, Perl … (skriptové jazyky)

• assembler (nízkoúrovňový jazyk)

Algoritmizace úlohyAlgoritmizaci lze rozdělit do několika etap:

1. Formulace problému 2. Analýza úlohy 3. Vytvoření algoritmu 4. Sestavení programu 5. Odladění programu

Formulace problému

V této etapě je třeba přesně formulovat požadavky, určit výchozí hodnoty, požadované výsledky, jejich formu a přesnost řešení.

Analýza úlohy

Při analýze úlohy si ověříme, zda je úloha řešitelná a uděláme si první představu o jejím řešení. Dále zjistíme, zda výchozí hodnoty jsou k řešení postačující a zda má úloha více řešení. Podle charakteru úlohy vybereme nejvhodnější řešení.

Vytvoření algoritmu úlohy

Sestavíme jednoznačný sled jednotlivých operací, které je třeba provést, aby byla úloha správně vyřešena. Algoritmus přesně popisuje postup zpracování daného úkolu, nedává však odpověď na daný problém, ale pouze postup, jak ji získat.

Sestavení programu

Na základě algoritmu řešené úlohy sestavíme program (zdrojový text) v konkrétním programovacím jazyce. Ze zdrojového textu se pomocí překladače do strojového kódu vytvoří spustitelný program. Dá se tedy říci, že dobře provedená analýza úlohy a algoritmizace daného problému je základním předpokladem sestavení programu pro počítač.

Odladění programu

Cílem odladění je odstranění chyb z programu. Nejčastější chyby jsou chyby v zápise, tzv. syntaktické - ty odhalí překladač. Závažnější jsou logické chyby, vyplývající z nesprávně navrženého algoritmu, nebo chyby, vzniklé špatným předpokladem v etapě formulace nebo analýzy úlohy - ty se projeví nesprávnou činností programu nebo špatnými. Teprve po odstranění všech druhů chyb můžeme program použít k praktickému řešení úloh.

ZdrojeHÁLA, Tomáš. Učebnice Pascalu. Praha: Computer Press, 2002, ISBN 80-722-6733-7.