Інформатика. Основи алгоритмізації та програмування

Щоб писати додатки різного рівня складності, спочатку необхідно отримати знання з того, як це робиться. І починати бажано з самої основи алгоритмізації та програмування. Ось про них ми і поговоримо в рамках статті.

Що таке інформатика?

Так називається комплексна технічна наука, завдання якої — систематизація прийомів створення, обробки, передачі, збереження і відтворення даних з використанням обчислювальної техніки. Також до неї відносять принципи функціонування та методи управління, які допомагають досягти мети. Сам термін «інформатика» має французьке походження і є гібридом слова «інформація» та «автоматика». Виник він завдяки розробці та розповсюдженню нових технологій збору, обробки та передачі даних, які були пов’язані з їх фіксацією на машинних носіях. Ось яке походження має інформатика. Основи алгоритмізації та програмування є одним з найважливіших напрямків даної науки.

Чим вона займається?

Перед інформатикою стоять такі завдання:

1. Апаратна та програмна підтримка обчислювальної техніки.
2. Засоби забезпечення взаємодії людини і комп’ютерних складових між собою.

Для визначення технічної частини часто застосовується термін «інтерфейс». Ось перед нами довільна програма. Основи алгоритмізації та програмування завжди використовуються при створенні продуктів масового розповсюдження, які «повинні» завоювати широку аудиторію. Адже для популярності розроблюваний додаток має оптимально працювати і виглядати.

Перегляд алгоритмів

Вони можуть бути записані значною кількістю способів. Найбільш популярними є такі:

1. Словесно-формульний опис. Мається на увазі розміщення тексту і конкретних формул, які будуть пояснювати особливості взаємодії у всіх окремих випадках.
2. Блок-схема. Мається на увазі наявність графічних символів, які дають можливість зрозуміти особливості взаємодії програми всередині себе і з іншими додатками або апаратною складовою комп’ютера. Кожен з них може відповідати за окрему функцію, процедуру або формулу.
3. Алгоритмічні мови. Мається на увазі створення окремих способів опису під конкретні випадки, які показують особливості і черговість виконання завдань.
4. Операторні схеми. Мається на увазі створення прототипу — в ньому буде показано взаємодію на підставі шляхів, які пройдуть окремі операнди.

Псевдокод. Начерк кістяка програми.

Запис алгоритму

Як почати створювати свій прообраз програми, функції або процедури? Для цього достатньо користуватися такими загальними рекомендаціями:

1. У кожного алгоритму має бути своє ім’я, яке пояснює його сенс.
2. Обов «язково треба подбати про присутність початку і кінця.
3. Повинні описуватися вхідні та вихідні дані.
4. Слід вказати команди, за допомогою яких виконуватимуться певні дії над конкретною інформацією.

Способи запису

Подань алгоритму може бути цілих п’ять. Але ось способів запису всього лише два:

1. Формально-словесний. Він характеризується тим, що опис проводиться головним чином з використанням формул і слів. Зміст, а також послідовність виконання етапів алгоритму в цьому випадку записується природною професійною мовою в довільній формі.
2. Графічний. Найбільш поширений. Для нього використовуються блочні символи або схеми алгоритмів. Зв’язок між ними показується за допомогою спеціальних ліній.

Розробляємо програмну структуру

Можна виділити три основні види:

1. Лінійний. При цій структурі всі дії виконують послідовно в порядку черги і всього один раз. Схема виглядає як послідовність блоків, розташованих зверху вниз, залежно від порядку їх виконання. Отримувані первинні та проміжні дані не можуть вплинути на напрямок обчислювального процесу.
2. Вітаючий. Знайшов широке застосування на практиці, при вирішенні складних завдань. Так, якщо необхідно брати до уваги початкові умови або проміжні результати, то необхідні обчислення виконуються відповідно до них і напрямок обчислювального процесу може змінюватися залежно від отримуваного результату.

Циклічний. Щоб полегшити собі роботу з багатьма завданнями, деякі ділянки програмного коду має сенс багаторазово повторювати. Щоб не прописувати скільки разів і що потрібно зробити, використовують циклічну структуру. Вона передбачає наявність послідовності команд, яка буде повторюватися до виконання заданої умови. Використання циклів дозволяє багаторазово знизити трудомісткість написання програми.

Програмування

Важливим є вибір мови програмування, на якій будуть створюватися програми. Слід врахувати, що багато з них «заточені» під конкретні умови роботи (наприклад, у браузері). Загалом мови програмування ділять на дві групи:

1. Функціональні.
2. Операторні:

— не процедурні;

— процедурні.

Можете припустити, які з них найчастіше застосовуються? Операторно-процедурні — ось відповідь. Вони можуть бути орієнтовані на машини або незалежними. До перших відносять асемблери, автокоди, символічне кодування. Незалежні ділять, ґрунтуючись на їх орієнтації:

• процедурні;
• проблемні;
• об’єктні.

Кожен з них має свою сферу застосування. Але для написання програм (корисних додатків або ігор) найчастіше використовуються об’єктно-орієнтовані мови. Звичайно, можна скористатися й іншими, але справа в тому, що вони є найбільш опрацьованими для створення кінцевих продуктів споживання для широких мас. Так, і якщо поки у вас немає точного бачення, з чого почати, пропоную звернути увагу на основи алгоритмізації та об’єктно-орієнтованого програмування. Зараз це дуже популярний напрям, за яким можна знайти силу-силенну навчального матеріалу. Взагалі основи алгоритмізації та мови програмування зараз потрібні з огляду на те, що існує брак кваліфікованих розробників, і їх важливість у майбутньому буде тільки зростати.

Ув’язнення

При роботі з алгоритмами (а в подальшому і з програмами) слід прагнути продумати всі деталі до дрібної. У подальшому виявлення кожної неопрацьованої ділянки коду призведе тільки до додаткових робіт, збільшення витрат на розробку і термінів виконання завдання. Ретельне планування і опрацювання всіх нюансів дозволить значно заощадити час, зусилля і гроші. Що ж, зараз можуть сказати, що після прочитання даної статті у вас є поняття про основи алгоритмізації та програмування. Залишилося тільки застосувати ці знання. Якщо є бажання вивчити тему більш детально, можу порадити книгу «Основи алгоритмізації та програмування» (Семакін, Шестаков) 2012 року.