Algoritemski jezik je formalni jezik, ki se uporablja za pisanje, izvajanje ali preučevanje algoritmov. Glavne storitvene besede algoritemskega jezika

Vsak programski jezik je poln različnih ključnih besed, funkcij ali razredov. Praviloma vsi uporabljajo angleščino, ki opisuje metode ali argumente. V nekaterih okoljih obstajajo zgolj okrajšave funkcij stroja. To je močno oviralo razvoj razvoja v začetnih fazah. Da bi povečali hitrost razumevanja, je nastala vrsta posebnih algoritmičnih programskih jezikov, ki so sestavljali jasni in dostopni besedi in njihove kombinacije, jasni celo neusposobljeni osebi.

Malo zgodovine

Za komuniciranje s prvimi računalniki so uporabljeni programski jeziki čim bližje strojni kodi, sestavljeni iz ničel in enot. Seveda je bilo spomin na veliko ukazov zelo težka naloga. Poleg tega je bil način razporejanja pomnilnika med programiranjem popolnoma položen na ramena razvijalca. In če je naredil majhno napako, je moral najprej vse ponoviti.

Veliko vlogo pri prehodu s strojnega jezika na primernejšo osebo je igral nizkocenovni zbiralnik programskih jezikov. Uporabila je mnemonične vrednosti in simbole. To je poenostavilo nalogo razvijalca, saj bi zdaj lahko učinkoviteje gradil svoje algoritme iz kombinacij kontrolnih navodil in numeričnih kod. Kljub svoji prilagodljivosti in moči je bil jezik še vedno težko obvladati.

Za usposabljanje na področju razvoja in algoritmov v izobraževalnih ustanovah se je začelo uvajanje BASIC programskega jezika. On je že vseboval veliko ukazov, ključnih besed, razumljivih za študenta. BASIC se še vedno uporablja za obvladovanje osnov programiranja.

Z ustvarjanjem prvega algoritemskega programskega jezika - Algola - se je razvoj algoritmov znatno pospešil.

Kaj je algoritem

Če se odmaknete od suhe teorije in definicij, je algoritem zaporedje dejanj, ki so namenjena reševanju problema. Kljub svoji ortogenosti izražanja se človek vsak dan srečuje s tem konceptom. Na primer, piti čaj, morate izvesti naslednje zaporedje:

1. Postavite kotliček na štedilnik.
2. Počakajte, da zavre.
3. V vodo vlijemo vrelo vodo.
4. Spustite čajno vrečko v skodelico.
5. Dodajte potrebno količino sladkorja, mleka ali medu.

To zaporedje je zelo poenostavljeno, vendar je to najpreprostejši algoritem.

Tako kot oseba, je računalnik sposoben izvajati določeno zaporedje nalog. Da bi jih lahko razumeli, je treba upoštevati, da za računalnike ni veliko pojmov, ki so ljudem očitni. Poleg tega mora algoritem natančno opisati vse potrebne ukrepe. V ta namen in služi kot algoritemski jezik, ki ustvarja most med strojem in človekom.

Lastnosti in značilnosti algoritemskega jezika

Algoritemski - formalni jezik, ki opisuje algoritme, ki naj bi se izvajali na računalnikih. Praviloma ni vezan na nobeno strojno arhitekturo. To pomaga bistveno povečati in pospešiti pisanje kode. Kot živ primer - algoritemski jezik BASIC. Pascal in C sta se izkazala za priljubljeno tudi zato, ker sta imela preprosto skladnjo in hitrost učenja.

Struktura je izvedena tako, da se postopki, opisani v kodi, izvajajo ena za drugo. To je en algoritem - ena naloga. To je podobno ustvarjanju funkcij ali metod v jezikih C in Java.

Vsa koda je zgrajena iz ključnih besed, ki opisujejo dogodek ali spremenljivko.

Razlike med strojnimi in algoritmičnimi jeziki

Pomemben predstavnik strojno odvisnega jezika je sestavljalec. Programiranje na njem izvira iz določitve prevajalca s posebnimi oznakami, kaj in kje premakniti ali katero podatkovno območje zapolniti. Ker je sintaksa monterja bolj podobna stroju, je precej težko preučiti in napisati kodo na njej. Spodaj lahko vidite, kako lahko izgledajo ukazi za različne procesorje.

Zato je bil oblikovan formalni ali algoritemski jezik z velikim številom ključnih besed in imen, ki jih je mogoče prebrati s človekom.

Ključne besede

Algoritemski jezik je sestavljen iz ključnih besed, ki so okrajšave za celotno označevanje dejanj ali spremenljivk. To vam omogoča, da zmanjšate dolžino kode, hkrati pa jo ohranite jasno.

• Alg . Vsak algoritem se začne s to ključno besedo. Opisuje ime in v oklepaju prikazuje, katere argumente je potrebno izračunati in kakšen naj bo rezultat.
• Arg . Označuje argumente algoritma. Odraža vrsto in ime vrednosti, ki bo uporabljena v kodi.
• Res . Ta ključna beseda se uporablja za označevanje vrste in imena spremenljivke, v kateri bo treba postaviti rezultat izračuna.
• Zgodaj Označuje takojšen začetek izvajanja algoritma. Traja do ključne besede con. Celoten razpon od "začetka" do "kon" se imenuje telo trenutnega algoritma.
• Kon Poroča, da je izvajanje algoritma končano.
• Glede na . Govori o nekaterih značilnostih in odtenkih uporabe algoritma ali o omejitvah. Tu lahko na primer določite, da naj bodo dolžine primerjanih nizov enake. Uporaba ključne besede "given" je neobvezna.
• Potrebno je . Podrobnejši opis tega, kar bi moralo izhajati iz izvajanja algoritma. Podobno kot "dano" je mogoče izpustiti, vendar je za izdelavo bolj razumljive in podrobne kode priporočena njegova uporaba.

Seznam teh ključnih besed se nanaša na naslov in oznako telesa algoritma. In tukaj so leksemi za spremenljivke:

• Cela Vrsta spremenljivk cela števila. Njihov obseg bi se moral razlikovati od -32768 do 32767.
• Stvari . Realne številke. Na primer, z eksponentnim ali delnim delom.
• Dnevnik Ta ključna beseda pomeni, da bo uporabljena spremenljivka logičnega tipa, ki lahko sprejme le "da" ali "ne".
• Sim To vključuje vrednosti z enojnimi znaki, na primer "a", "3".
• Lit. Spremenljivke nizov, ki lahko vsebujejo celotne besedilne nize.
• Tab . Označuje tabelo s podatki določenega tipa. Je analog matrike drugih programskih jezikov.

Dodatne storitvene besede

Naslednji seznam besed se uporablja za organiziranje mehanizmov razvejanosti in zankanja.

• Za . Uporablja se za ponavljanje vseh vrednosti določenega razpona. Uporablja se za zanke, tj. Neprekinjeno izvajanje vseh postopkov s podatki.
• Od in do . Označuje natančno, kateri obseg vrednosti se prekriva v zanki tipa "za".
• Adijo Služi tudi za ponavljanje več vrednosti. Delali so dokler ni izpolnjen določen pogoj.
• Нц и кц . "Nc" v algoritmičnem jeziku pomeni začetek telesa cikla, "kz" - konec. Med temi dvema ključnima besedama so vgrajeni potrebni za izračun postopka.
• Če S to besedo se implementira struktura podružnic. Na ta način lahko določite potek programa v pravo smer, ob upoštevanju pogojev.
• To, drugače . Dve besedi delujeta skupaj z "if". Prav tako zgradite razvejani mehanizem.
• Izbira Priročno orodje za izvajanje razvejanosti iz več vrednosti istega tipa. Deluje skupaj s ključno besedo »kdaj« in »drugače«.
• Vse Pomeni konec mehanizma vej.
• Vnesite . Ta ključna beseda omogoča uporabniku, da vnese vrednosti spremenljivk med potekom programa za nadaljnjo obdelavo.
• Zaključek. Proizvaja podatke na zaslonu.

Osnovne jezikovne strukture

Algoritmični programski jezik pomaga graditi različne strukture, ki proizvajajo računske funkcije v priročni obliki. Na splošno lahko vsak jezik uporablja več posebnih mehanizmov in njihovih kombinacij.

Naslednja struktura

Pri načrtovanju te vrste strukture se izvrševanje kode izvaja neposredno po vrstici. Splošni primer se lahko izrazi kot:

alg Vsota dveh številk (arg integer a, b, res integer S)

nach

vnos a, b

S: = a + b

izhod "S =", S

con

V tem primeru se izračuna vsota dveh številk, ki ju je vnesel uporabnik. Na začetku beseda "al" označuje, da se algoritem začne, in na kratko opisuje, kaj počne. Oklepaji definirajo argumente, potrebne za program, in spremenljivko, ki bo služila kot vsebnik za shranjevanje rezultatov. Nato pride ključna beseda "nach", ki kaže takojšen začetek izvajanja izrazov in postopkov. Poleg "začetka" lahko določite in nekaj vmesnih spremenljivk.

V telesu algoritma ključna beseda "input" vzame podatke od uporabnika in jih zapiše v spremenljivke. Nato se seštejejo in njihova vsota se dodeli S. Pred koncem algoritma se rezultat programa prikaže na zaslonu s pomočjo ključne besede "output". To snemanje v algoritmičnem jeziku je značilno za številna druga programska okolja.

Struktura veje

Potek programa se ne izvaja vedno po vrsticah. Včasih morate določiti ali spremeniti vrednost spremenljivke, odvisno od situacije. Na primer, če je x = 0, ne delite z x.

Algoritemski programski jezik za to uporablja več različic konstrukcij in ključne besede "če", "potem", "drugače" ali "izbira". Po pogoju »če« se določi, po katerem bo določen kriterij prehoda na drugo podružnico. Na primer:

če je x = 0

potem y = 1

vsem

Na ta način lahko spreminjate vrednosti spremenljivk glede na druge dejavnike. Ta primer ne pokriva vseh možnih izvedb. Zato se poleg zasnove uporabi tudi "drugače" ključna beseda. Omogoča vam, da se premaknete v drugo vejo, če pogoj ne ustreza izbranim kriterijem.

če je x = 0

potem y = 1

sicer je y = 0

vsem

To pomeni, da je v primeru, ko x ni enak nič, y ponovno nastavljen, ne glede na vrednost, ki jo je imel prej.

Bolj priročno sredstvo za izvedbo več izbire je konstrukcija "izbire". To vam omogoča, da razvrstite več pogojev. Ko se eden od njih sproži, se izvede dejanje, določeno za to.

izbira

z x = 0: y = 0

z x = 1: y = 1

z x = 2: y = 2

vsem

Ta primer prikazuje odvisnost spremenljivke y od x. Program teče skozi vse podatke in primerja trenutno vrednost x s podanim pogojem. Ko je najdeno ujemanje, izvede dejanje, ki mu sledi. To zasnovo lahko kombinirate tudi z "drugače" ključno besedo za bolj prilagodljive rešitve, če nobeden od pogojev ne deluje.

Cikli

Cikli imajo zelo pomembno vlogo pri programiranju. Praktično nobenega razvoja ne more narediti brez izvajanja tega modela. V splošnem primeru cikli rešujejo problem izvajanja dejanj iste vrste z več spremenljivkami večkrat. To je na primer pri polnjenju nizov podatkov z uporabo dobro znane formule, razvrščanjem ali štetjem nekaterih vrednosti.

Ključna beseda "bye" vam omogoča, da organizirate cikel, v katerem se bo določeno dejanje ponovilo, dokler pogoj ni izpolnjen. Na primer:

nts, ​​medtem ko x <= 3

y: = y + x

x: = x + 1

kc

V tem primeru se bo y povečal, dokler x ne bo večji od 3. Da bo zanka neskončna, je potrebno x spremeniti v veliki smeri v vsakem prehodu, na primer 1, ki ga druga vrstica kode.

Ključna beseda "za" se uporablja za določeno število številk, ki jih je treba ponoviti zaporedoma in z njimi izvajati kakršna koli dejanja. Ta konstrukcija se uporablja, kadar je znano končno število elementov.

Njegova skladnja je:

nts za x od 1 do 3

y: = y + x

kc

Uradne besede "od" in "do" označujejo obseg vrednosti, ki jih je treba iskati. Tako bo v prvi ponovitvi x = 1, kot rezultat prehoda, y dobil tudi vrednost 1. Potem se bo nadzor vrnil na začetek, x pa bo sedaj enak 2, y pa bo postal 3.

Z uporabo skupnih konstrukcij zank in razvejanosti lahko zgradite preproste algoritme za reševanje problemov svetlobe in pridobivanje znanja programskih jezikov.

Standardne funkcije

Algoritmični jezik ima standardne funkcije, ki so že vgrajene. Lahko olajšajo nekatere rutinske operacije s številkami in izrazi. Standardne funkcije algoritemskega jezika se lahko izračunajo kvadratni koren logaritmi, moduli, sinusi, kosinusi, itd:

• absolutni modul je abs (x);
• kvadratni koren - sqrt (x);
• naravni in decimalni logaritmi - ln (x) in lg (x);
• najmanj in največ dve številki - min (x, y), max (x, y);
• sinus, kosinus, tangens, kotangens - sin (x), cos (x), tg (x), ctg (x).

Te standardne funkcije vam omogočajo, da se izognete ustvarjanju "kolesa", ki pomaga pri izvajanju najpreprostejših funkcij običajnih sredstev.

Booleovi izrazi

Booleovi izrazi odraža, ali določena operacija izpolnjuje pogoj. Na primer, x> 0 bo res, če je x enako 1, 2, 25 ali katero koli drugo število, ki je večje od nič. Algoritemski jezik vsebuje logične izraze, ki lahko poleg standardnih matematičnih operacij uporabljajo naslednje ključne besede in operaterje:

• I. Pomeni, da morajo izrazi, med katerimi je ključna beseda, izpolnjevati določen pogoj: (x> 0) in (y> 0);
• Or Eden od izrazov morda ne izpolnjuje pogoja, na primer (x> 0) ali (y> 0);
• Ne . "Preklopi" logično vrednost izraza. Takšna konstrukcija na primer ni (x> 0), kar pomeni, da x še vedno ne sme biti večji od nič.

Obstajajo tudi primerjalni operatorji - <,>, =, ki jih je mogoče kombinirati, da bi ustvarili večje ali enake tipske izraze.

Majhen program za algoritemski jezik

Naslednja je majhna vzorčna koda. Izobraževalni algoritemski jezik vam omogoča, da ustvarite približne modele resnično velikih programskih sistemov, ki rešujejo najzahtevnejše naloge.

Če želite razumeti postopek, lahko organizirate program, ki sodeluje z uporabnikom. Zahtevala bo številko, avto pa jo bo izenačil.

Komponente algoritemskega jezika so sestavljene iz številnih ključnih besed. Prva stvar, s katero program začne, je napoved algoritma - al.

al Spremenite številko ()

V oklepajih morate podati argument, ki bo vrednost uporabnika in rezultat. Prav tako ne pozabite na objavo vrst podatkov.

alg Približevanje števila (arg cx, cz S)

Zdaj bo naprava vedela, da bo morala interakcijo s spremenljivko tipa celih števil, in rezultat njenega dela bo S.

Sledi začetek telesa algoritma, v katerem lahko po potrebi določite vmesne vrednosti.

nach

Prva stvar je vnos podatkov. To naredite s ključno besedo "input".

vhod x

Zdaj, neposredno v telesu algoritma, je potrebno opisati vrsto ukazov, s pomočjo katerih bomo izračunali kvadratke številk.

S: = x * x

izhod "S =", S

Algoritmični jezik, katerega ukazi omogočajo uresničitev naloge, se zapiše v obliki: =. Tako spremenljivka S dobi na sebi vrednost izdelka x. Vrstica z izhodom prikazuje rezultat na zaslonu. No, vse to se konča s ključno besedo "con". Celotna koda bo zdaj videti takole:

alg Približevanje števila (arg cx, cz S)

nach

vhod x

S: = x * x

izhod "S =", S

con

To je preprost način za izvedbo algoritma za izračun kvadra vnesene številke. Program je lahko zapleten z dodajanjem vsote vseh operacij. In potem bo izgledal takole:

al kvadriranje števila in izračun njihove vsote (arg cx, cz S c)

dan x> 0

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

nach je celota

vhod x; S: = 0

nts za od 1 do x

S: = S + a * a

kc

izhod "S =", S

con

V tej varianti se uporablja cikel, vmesna spremenljivka a in kratko navodilo za nalogo v razdelkih "dano" in "potrebno". Zdaj, če prenesete določeno število v program, bo kvadriral in izpisal vsoto kvadratov vseh številk pred njo.

Uporaba in razvoj algoritemskih jezikov

Algoritmični jezik je običajen v učnem okolju za razumevanje osnovnih norm in pravil programiranja. Na primer, BASIC, ki poteka v mnogih šolah. Popolnoma odraža vse paradigme takšnega izraza kot obvezen programski jezik, v katerem se vsi zapisi uvajajo zaporedoma.

Zaradi približevanja opisanih konstrukcij in ključnih besed človeškemu jeziku je pisanje kode postalo veliko lažje kot na modelih, ki so popolnoma strojno ali strojno odvisni. Družina programskih jezikov Algol je v svojem razvoju najbolj oddaljena, saj je bila njena skladnja uvedena v več lokalizacijah. Kodo je bilo mogoče napisati tudi v ruskem jeziku.

Na splošno je razvoj algoritmičnih jezikov močno vplival na programiranje kot celoto in omogočil velikemu številu ljudi, da postanejo razvijalci. Sodobna orodja postajajo vse bolj dostopna in razumljiva. Jeziki programiranja na visoki ravni vse več funkcij z govorjenimi imeni in naslovi. Meje njihove uporabe postajajo vse manjše. Tako je v prihodnosti možno bolj razumljivo in naravno izvajanje razvoja.