Bài giảng nhập môn lập trình của trường đại học công nghệ thông tin, chương 2. Bài giảng là slide powerpoint cung cấp đầy đủ kiến thức, bài tập, kỹ năng cho sinh viên về chương 2 của môn nhập môn lập trình
IT001 - Nhập mơn Lập Trình BÀI 02 – THUẬT TỐN CĐR buổi học • Sau học xong buổi học, sinh viên có khả năng: • Hiểu khái niệm toán, thuật toán, tiêu chuẩn thuật toán, phương pháp biểu diễn thuật tốn • Áp dụng lưu đồ (sơ đồ khối) hay mã giả để mô tả số thuật tốn đơn giản; • Diễn tả q trình thực thuật tốn liệu cụ thể Nội dung Khái niệm vấn đề/bài toán Các bước giải vấn đề/bài tốn máy tính Khái niệm thuật toán Sự cần thiết thuật toán Các tiêu chuẩn thuật toán Các phương pháp biểu diễn thuật tốn Một số ví dụ thuật toán Lập bảng giấy để theo dõi hoạt động thuật toán Độ phức tạp thuật toán Khái niệm vấn đề/bài tốn • “Bài tốn” hay “Vấn đề” • Vấn đề có nghĩa rộng tốn • Bài tốn loại vấn đề mà để giải phải liên quan nhiều đến tính tốn: tốn vật lý, hóa học, xây dựng, kinh tế… • Hai loại vấn đề • Theorema: vấn đề cần khẳng định tính sai • Problema: vấn đề cần tìm giải pháp để đạt mục tiêu xác định từ điều kiện ban đầu Khái niệm vấn đề/bài tốn • Biểu diễn vấn đề-bài tốn • A→B • A: Giả thiết, điều kiện ban đầu • B: Kết luận, mục tiêu cần đạt • Giải vấn đề-bài toan • Từ A dùng số hữu hạn bước suy luận có lý hành động thích hợp để đạt B • Trong Tin học, A đầu vào, B đầu Các bước giải vấn đề/bài tốn máy tính • Máy tính khơng thể dùng để giải vấn đề liên quan đến hành động vật lý biểu thị cảm xúc • Máy tính làm mà bảo phải làm Máy tính khơng thơng minh, khơng thể tự phân tích vấn đề đưa giải pháp • Lập trình viên người phân tích vấn đề, tạo dẫn để giải vấn đề (chương trình), máy tính thực dẫn • Phương án giải tốn gọi thuật tốn/giải thuật tính toán Khái niệm thuật tốn • Thuật tốn - Algorithm • Là tập hợp (dãy) hữu hạn thị (hành động) định nghĩa rõ ràng nhằm giải toán cụ thể • Thuật tốn để giải toán dãy hữu hạn thao tác xếp theo trình tự xác định cho sau thực dãy thao tác đó, từ Input tốn, ta nhận Output cần tìm Sự cần thiết thuật tốn • Tại sử dụng máy tính để xử lý liệu? ▪ Nhanh ▪ Nhiều ▪ Giải toán mà người khơng thể hồn thành • Làm đạt mục tiêu đó? ▪ Nhờ vào tiến kỹ thuật: tăng cấu hình máy chi phí cao ▪ Nhờ vào thuật tốn hiệu quả: thơng minh chi phí thấp ☺ “Một máy tính siêu hạng khơng thể cứu vãn thuật toán tồi!” Các tiêu chuẩn thuật toán • Tính xác/đúng: • Q trình tính tốn hay thao tác máy tính thực xác • Khi kết thúc, giải thuật phải cung cấp kết đắn • Tính phổ dụng/tổng qt: • Có thể áp dụng cho lớp tốn có đầu vào tương tự • Tính kết thúc/hữu hạn: • Thuật tốn phải dừng sau số bước hữu hạn Các tiêu chuẩn thuật tốn • Tính rõ ràng/hiệu quả: • Các câu lệnh minh bạch xếp theo thứ tự định • Tính khách quan/xác định: • Được viết nhiều người máy tính kết phải • Trong điều kiện hai xử lý thực hiện, thuật toán phải cho kết giống 10 6.c) Dùng mã giả • VD: Giải phương trình ax+b=0 Đầu vào: a, b thuộc R Đầu ra: nghiệm phương trình ax + b = If a = Then trình vơ số nghiệm” Begin trình vô nghiệm” If b = Then có nghiệm x = -b/a” Xuất “Phương Else Xuất “Phương End Else Xuất “Phương trình 18 Một số ví dụ thuật tốn • Ví dụ 1: Vẽ lưu đồ thuật tốn Kiểm tra tính chẵn lẻ số ngun • Ví dụ 2: Vẽ lưu đồ thuật tốn Tính tổng số nguyên dương lẻ từ đến n • Ví dụ 3: Vẽ lưu đồ thuật tốn Tìm nghiệm phương trình bậc hai ẩn • Ví dụ 4: Vẽ lưu đồ thuật tốn Liệt kê tất ước số số nguyên dương n 19 7.a) Ví dụ 2: Kiểm tra tính chẳn lẻ Đ Bắt đầu S Đọc n Đ c 2=0 Xuất Xuất “n lẻ” “n chẳn” Kết thúc 20