Algoritmický jazyk je formální jazyk používaný pro psaní, implementaci nebo studium algoritmů. Hlavní slova služby algoritmického jazyka

Každý programovací jazyk je plný mnoha klíčových slov, funkcí nebo tříd. Obecně platí, že všichni používají angličtinu, která popisuje metody nebo argumenty. V některých prostředích existují pouze zkratky funkcí stroje. To velmi brzdilo rozvoj vývoje v počátečních fázích. Aby se zvýšila rychlost porozumění, vytvořila se řada speciálních algoritmických programovacích jazyků, které se skládaly z jasných a přístupných slov a jejich kombinací, jasné dokonce i nečleněné osobě.

Trochu historie

Komunikovat s prvními počítači, které používají programovací jazyky, co nejblíže k kódu stroje, který se skládá z nula a těch, které jsou nuly. Samozřejmě, pamatování na mnoho příkazů bylo velmi obtížné. Navíc metoda přidělování paměti během programování byla zcela položena na ramena vývojáře. A kdyby udělal malou chybu, musel všechno zopakovat nejprve.

Velkou roli při přechodu od jazyka stroje k vhodnější osobě hrála instalátor programovacího jazyka na nízké úrovni. Používal mnemonické hodnoty a symboly. To zjednodušilo úlohu vývojáře, protože nyní může efektivněji vytvářet algoritmy z kombinací řídících instrukcí a číselných kódů. Navzdory všem jeho flexibilitě a síle byl jazyk stále obtížný zvládnout.

Pro výuku v oblasti vývoje a algoritmů ve vzdělávacích institucích byl zahájen zavedení programovacího jazyka BASIC. Už obsahoval spoustu příkazů, klíčových slov, které studenta pochopil. BASIC se stále používá k zvládnutí základů programování.

S vytvořením prvního algoritmického programovacího jazyka - Algol - se výrazně zrychlil vývoj algoritmů.

Jaký je algoritmus?

Pokud se dostanete od suché teorie a definice, pak algoritmus je sled akcí zaměřených na řešení problému. Přes veškerou ozdobu výrazu se každý člověk setkává s tímto konceptem každý den. Například pijete čaj, musíte provést následující postup:

1. Vložte konvici na sporák.
2. Počkejte, až se vaří.
3. Vroucí vodu nalijte do vody.
4. Přeneste čajovou tašku do šálku.
5. Přidejte požadované množství cukru, mléka nebo medu.

Tato sekvence je velmi zjednodušená, ale je to nejjednodušší algoritmus.

Stejně jako osoba, počítač je schopen provádět konkrétní posloupnost úkolů. Nicméně, aby to jasně pochopilo, je třeba mít na paměti, že pro počítače není pro lidi mnoho zřejmých pojmů. Kromě toho musí algoritmus přesně popsat všechny potřebné akce. Pro tento účel slouží jako algoritmický jazyk, který vytváří most mezi strojem a člověkem.

Vlastnosti a vlastnosti algoritmického jazyka

Algoritmický - oficiální jazyk, který popisuje algoritmy, které mají běžet v počítačích. Spravidla není spojena s žádnou architekturou stroje. To pomáhá výrazně zvýšit a urychlit zápis kódu. Jako živý příklad - algoritmický jazyk BASIC. Pascal a C se také ukázali jako populární, protože měli jednoduchou syntaxi a rychlost učení.

Struktura je implementována takovým způsobem, že postupy popsané v kódu jsou prováděny jeden po druhém. To je jeden algoritmus - jeden úkol. Toto je podobné vytváření funkcí nebo metod v jazycích C a Java.

Veškerý kód je sestaven z klíčových slov popisujících událost nebo proměnnou.

Rozdíly mezi strojem a algoritmickými jazyky

Významným zástupcem strojově závislého jazyka je assembler. Programování na něm zmaří specifikovat překladatele se speciálními značkami, co a kam přesunout nebo jakou datovou oblast je třeba vyplnit. Vzhledem k tomu, že syntaxe assembleru je spíše jako stroj, je poměrně obtížné studovat a psát kód. Níže vidíte, jak mohou vypadat příkazy pro různé procesory.

Proto byl vytvořen formální nebo algoritmický jazyk s velkým počtem klíčových slov a názvů, které lze číst lidmi.

Klíčová slova

Algoritmický jazyk se skládá z klíčových slov, které jsou zkratkami pro úplné označení akcí nebo proměnných. To vám umožní zkrátit délku kódu a současně jej zachovat.

• Alg . Jakýkoli algoritmus začíná tímto klíčovým slovem. Popisuje název a v závorce udává, jaké argumenty má pro výpočet a jaký by měl být výsledek.
• Arg . Označuje argumenty algoritmu. Odráží typ a název hodnoty, která bude použita v kódu.
• Res . Toto klíčové slovo se používá k označení typu a názvu proměnné, ve kterých bude nutné výsledek výpočtu umístit.
• Brzy Označuje okamžitý začátek provádění algoritmu. Trvá na klíčové slovo con. Celý rozsah od "začátku" po "con" se nazývá tělo aktuálního algoritmu.
• Kon Oznamuje, že provedení algoritmu je u konce.
• Dané . Hovoří o některých vlastnostech a nuancích používání algoritmu nebo o omezeních. Například zde můžete specifikovat, že délky porovnávaných řetězců by měly být stejné. Použití klíčového slova "given" je volitelné.
• Je to nutné . Podrobnější popis toho, co by mělo vyplývat z provedení algoritmu. Stejně jako "daný", může být vynechán, ale stavět více srozumitelnější a podrobnější kód, doporučuje se jeho použití.

Seznam těchto klíčových slov se vztahuje k názvu a označení těla algoritmu. A zde jsou lexémy proměnné:

• Celé Proměnný typ celých čísel. Jejich rozsah by se měl pohybovat od -32768 do 32767.
• Věci . Skutečné čísla. Například s exponenciální nebo částečnou částí.
• Přihlásit Toto klíčové slovo znamená, že bude použita proměnná logického typu, která může přijímat pouze "ano" nebo "ne".
• Sim To zahrnuje hodnoty s jednotlivými znaky, například "a", "3".
• Lit. String proměnné, které mohou obsahovat celé textové řetězce.
• Tab . Označuje tabulku s údaji určitého typu. Je to analogové pole z jiných programovacích jazyků.

Další servisní slova

Následující seznam slov slouží k uspořádání větvících a smyčkových mechanismů.

• Pro . Používá se pro opakování všech hodnot určitého rozsahu. Používá se pro smyčky, tj. Nepřetržité provádění jakýchkoli postupů s daty.
• Od a do . Přesně udává, jaký rozsah hodnot prochází smyčkou typu "pro".
• Ahoj Také slouží k opakování několika hodnot. Používá se k práci, dokud není splněna určitá podmínka.
• Нц и кц . "Nz" v algoritmickém jazyce znamená začátek cyklického těla a "kz" - konec. Mezi těmito dvěma klíčovými slovy jsou vloženy nezbytné výpočty procedury.
• Pokud Tímto slovem je implementována struktura větví. Tímto způsobem můžete určit průběh programu správným směrem, s přihlédnutím k podmínkám.
• To jinak . Dvě slova pracují ve spojení s "if". Vytvořte také rozvětvovací mechanismus.
• Výběr Praktický nástroj pro implementaci větvení z více hodnot stejného typu. Pracuje ve spojení s klíčovými slovy "kdy" a "jinak".
• Všechno Znamená konec mechanismu větvení.
• Zadejte . Toto klíčové slovo umožňuje uživateli zadat hodnoty proměnných v průběhu programu pro další zpracování.
• Závěr. Produkuje výstup dat na obrazovku.

Základní jazykové struktury

Algoritmický programovací jazyk pomáhá vytvářet různé struktury, které produkují výpočetní funkce ve vhodné formě. Obecně může každý jazyk používat několik specifických mechanismů a jejich kombinací.

Následující struktura

Při návrhu tohoto typu struktury se spouštění kódu provádí přímo po řádku. Obecný příklad lze vyjádřit jako:

alg Součet dvou čísel (arg integer a, b, res integer S)

nach

vstup a, b

S: = a + b

výstup "S =", S

con

V tomto příkladu se vypočítá součet dvou čísel zadaných uživatelem. Na začátku slovo "al" označuje, že algoritmus začíná a stručně popisuje, co dělá. Závorky definují argumenty požadované pro program a proměnnou, která bude sloužit jako kontejner pro ukládání výsledků. Následuje klíčové slovo "nach", které ukazuje okamžité začátek výkonu výrazů a postupů. Vedle "začátku" můžete definovat i některé přechodové proměnné.

V těle algoritmu klíčové slovo "vstup" odebírá data od uživatele a zapisuje je do proměnných. Pak jsou přidány a jejich součet je přiřazen S. Před koncem algoritmu je výsledek programu zobrazen na obrazovce pomocí klíčového slova "výstup". Tato nahrávka v algoritmickém jazyce je typická pro mnoho dalších programovacích prostředí.

Struktura větví

Průběh programu nemusí být vždy prováděn po řádku. Někdy je třeba definovat nebo změnit hodnotu proměnné v závislosti na situaci. Například za předpokladu, že x = 0, nerozdělíme x.

Algoritmický programovací jazyk používá několik variant konstrukcí a klíčová slova "if", "then", "otherwise" nebo "choice". Po zjištění podmínky "if", kterým se určí kritérium přechodu na jinou větev. Například:

pokud x = 0

pak y = 1

všichni

Tímto způsobem můžete změnit hodnoty proměnných v závislosti na jiných faktorech. Tento příklad plně nezahrnuje všechny možné implementace. Navíc k návrhu se používá klíčové slovo "jinak". Umožňuje vám přesunout se na jinou větev, pokud stav neodpovídá vybraným kritériím.

pokud x = 0

pak y = 1

jinak y = 0

všichni

To znamená, že v případě, kdy x není rovno nule, bude y resetováno také bez ohledu na hodnotu, kterou předtím měla.

Vhodnějším prostředkem pro realizaci více možností je konstrukce "volby". Umožňuje vám vyřešit několik podmínek. Když jedna z nich spustí, provede se akce, která je pro ni určena.

výběr

s x = 0: y = 0

s x = 1: y = 1

s x = 2: y = 2

všichni

Tento příklad demonstruje závislost proměnné y na x. Program běží přes všechna data a porovná aktuální hodnotu x se zadanou podmínkou. Když je nalezena shoda, provádí následnou akci. Tento návrh lze také kombinovat s klíčovým slovem "jinak" pro flexibilnější řešení, pokud žádná z podmínek nefunguje.

Cykly

Cykly hrají v programování velmi důležitou roli. Prakticky žádný vývoj nemůže udělat bez provedení tohoto návrhu. Obecně řečeno, cykly vyřeší problém s prováděním akcí stejného typu s několika opakovanými proměnnými. To je výhodné např. Při vyplňování datových řad pomocí známého vzorce, jejich řazení nebo počítání některých hodnot.

Klíčové slovo "bye" vám umožňuje organizovat cyklus, ve kterém se určitá akce bude opakovat, dokud nebude splněna podmínka. Například:

nts zatímco x <= 3

y: = y + x

x: = x + 1

kc

V tomto příkladu se y zvýší, dokud x nebude větší než 3. Aby smyčka byla nekonečná, x musí být změněno ve velkém směru v každém průchodu, například 1, což je druhý řádek kódu.

Klíčové slovo "pro" je aplikováno na určitý rozsah čísel, který musí být iterován postupně a provádět s nimi všechny akce. Tato konstrukce se používá, když je znám konečný počet prvků.

Jeho syntax je:

nts pro x od 1 do 3

y: = y + x

kc

Oficiální slova "od" a "do" označují rozsah hodnot, které je třeba prohledat. Takže v první iteraci, x = 1, jako výsledek průchodu, y také získá hodnotu 1. Potom se kontrola vrátí na počátek a x bude nyní rovno 2, respektive y se stane 3.

Pomocí společných konstrukcí smyček a větvení můžete vytvořit jednoduché algoritmy pro řešení problémů se světly a získání znalostí programovacích jazyků.

Standardní funkce

Algoritmický jazyk má standardní funkce, které jsou již v něm zabudovány. Mohou usnadnit rutinní operace s čísly a výrazy. Standardní funkce algoritmického jazyka mohou vypočítat druhá odmocnina logaritmy, moduly, sines, cosines, atd .:

• absolutní modul je abs (x);
• druhá odmocnina - sqrt (x);
• přirozené a desítkové logaritmy - ln (x) a lg (x);
• minimální a maximální dvě čísla - min (x, y), max (x, y);
• sinus, kosinus, tečna, cotangent - sin (x), cos (x), tg (x), ctg (x).

Tyto standardní funkce umožňují vyhnout se vytváření "jízdních kol", což pomáhá realizovat nejjednodušší funkce pravidelných prostředků.

Booleovské výrazy

Booleovské výrazy odrážejí, zda určitá operace splňuje podmínku. Například x> 0 bude pravdivé, pokud se x rovná 1, 2, 25 nebo jakémukoli jinému číslu větším než nula. Algoritmický jazyk obsahuje logické výrazy, které kromě standardních matematických operací mohou používat následující klíčová slova a operátory:

• I. Znamená, že výrazy, mezi kterými je klíčové slovo, musí splňovat určitou podmínku: (x> 0) a (y> 0);
• Or Jeden z výrazů nesplňuje podmínku, například (x> 0) nebo (y> 0);
• Ne . "Překlopí" logickou hodnotu výrazu. Například taková konstrukce není (x> 0), což znamená, že x ještě nesmí být větší než nula.

Také existují srovnávací operátory - <,>, =, které lze kombinovat, aby se vytvořily výrazy typu větší nebo rovné.

Malý program pro algoritmický jazyk

Další je malý ukázkový kód. Vzdělávací algoritmický jazyk umožňuje vytvářet přibližné modely skutečně velkých softwarových systémů, které řeší nejsložitější úkoly.

Pro pochopení procesu můžete uspořádat program, který komunikuje s uživatelem. Požádá o číslo a auto ji rozdělí.

Složky algoritmického jazyka se skládají z mnoha klíčových slov. První věc, kterou program začíná, je oznámení algoritmu - al.

al Square číslo ()

V závorkách musíte zadat argument, který bude hodnotou od uživatele a výsledku. Nezapomeňte také na oznámení typů dat.

alg Umístění čísla (arg cx, cz S)

Nyní stroj bude vědět, že bude muset interagovat s celočíselnou proměnnou typu a výsledek jeho práce bude S.

Následuje příklad začátku algoritmu, ve kterém můžete v případě potřeby definovat mezilehlé hodnoty.

nach

První úkolem je provést zadání dat. To se provádí pomocí klíčového slova "input".

vstup x

Nyní, přímo v těle algoritmu, je třeba popsat sérii příkazů, pomocí kterých se vypočtou čtverce čísel.

S: = x * x

výstup "S =", S

Algoritmický jazyk, jehož příkazy umožňují realizaci zadání, je napsán ve formě:. Proto proměnná S získává hodnotu produktu x na sebe. Řádek s výstupem zobrazuje výsledek na obrazovce. No, to vše končí klíčovým slovem "con". Celý kód bude vypadat takto:

alg Umístění čísla (arg cx, cz S)

nach

vstup x

S: = x * x

výstup "S =", S

con

Jedná se o jednoduchý způsob implementace algoritmu pro výpočet čtverce zadaného čísla. Program může být komplikovaný přidáním součtu všech operací. A pak to vypadá takto:

al Squaring čísla a výpočet jejich součtu (arg cx, cz S c)

dané x> 0

potřebujete | S = 1 * 1 + 2 * 2 + ... + x * x

nach je celá

vstup x; S: = 0

nts pro 1 až x

S: = S + a * a

kc

výstup "S =", S

con

V této variantě se používá cyklus, mezilehlá proměnná a a stručný návod k úkolu v sekcích "daný" a "nezbytný". Nyní, pokud přenesete určité číslo do programu, rozdělí ho a zobrazí součet čtverců všech předcházejících čísel.

Použití a vývoj algoritmických jazyků

Algoritmický jazyk je běžný v učebním prostředí pro pochopení základních pravidel a pravidel programování. Například BASIC, který se koná v mnoha školách. Dokonale odráží všechny paradigmy takového termínu jako imperativní programovací jazyk, ve kterém jsou všechny příkazy prováděny postupně jeden za druhým.

Vzhledem k přiblížení popsaných konstrukcí a klíčových slov k lidskému jazyku je kód psaní mnohem jednodušší než u plně strojně nebo strojově závislých modelů. Rodina programovacích jazyků Algol se nejvíce rozvinula, protože jeho syntaxe byla zavedena do několika lokalizací. Kód mohl být napsán i v ruštině.

Obecně platí, že vývoj algoritmických jazyků silně ovlivňoval programování jako celek a umožnil velkému počtu lidí, aby se stali vývojáři. Moderní nástroje se stávají přístupnějšími a srozumitelnějšími. Programovací jazyky na vysoké úrovni obsahují stále více funkcí s mluveními a tituly. Limity jejich užívání jsou stále menší. Takže v budoucnu je možné pochopitelnější a přirozenější realizaci vývoje.