l ập cấu trúc dữ liệu, cách lưu trữ, t ìm ki ếm, chọn phương pháp và cách giải -> xây d ựng sơ đồ tổng thể v à các thu ật toán chi tiết cho b ài toán ho ặc viết Code của chương tr ìn[r]
(1)Giáo trình Nhập mơn Tin học: Phần II - Thuật toán GVC: Đào Tăng Kiệm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
- -
GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: NHẬP MÔN TIN HỌC
PHẦN II – THUẬT TOÁN
Giảng viên: ĐÀO TĂNG KIỆM
Bộ môn : TIN HỌC XÂY DỰNG
(2)Giáo trình Nhập mơn Tin học: Phần II - Thuật toán GVC: Đào Tăng Kiệm
PHẦN
GIẢI BÀI TỐN TRÊN MÁY TÍNH – THUẬT TOÁN
I CẤC BƯỚC XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH VÀ GIẢI BÀI TỐN TRÊN MÁY TÍNH 1.Thu thập liệu để thiết kế chương trình (User Requirement): yêu cầu
bài toán đầu vào, đầu ra, giao diện, hệ thống, người sử dụng, nội dung cần tính tốn,
xử lý …
2.Phân tích toán xây dựng giải thuật (Algorithm- Analyze -Code): thiết
lập cấu trúc liệu, cách lưu trữ, tìm kiếm, chọn phương pháp cách giải -> xây dựng sơ đồ tổng thể thuật toán chi tiết cho tốn viết Code chương trình
3.Chọn ngơn ngữ lập trình viết chương trình (Write Program): giải toán theo sơ đồ thuật toán lập
4 Kiểm tra đắn chương trình (Test): thử nghiệm chương trình với
các liệu khác xảy toán để kiểm tra độ tin cậy chương
trình Trong phần có số giai đoạn : Kiểm tra mô đun chương
trình ; Móc nối mơ đun với
5.Vận hành - Bảo trì ( Maintenance): Chương trình đem xử dụng thực
tế nhận phản hồi người sử dụng, khách hàng Tùy thuộc vào chất lượng chương trình kiểm tra đăng ký quyền phải sửa chữa
II KHÁI NIỆM VỀ THUẬT TOÁN VÀ GIẢI THUẬT
1 Khái niệm thuật toán
Thuật tốn chuỗi phép xử lý thơng tin, đưa phương pháp trình tự giải
một toỏn trờn mỏy tớnh.Thuật toán hiểu bước, mẹo, luật để thực hiện q trình xử lý thơng tin.
2 Các đặc trưng bản:
- Các qui định thể sơ đồ thuật toán phải thống theo qui định chung nên người hiểu sơ đồ thuật toán
3 Đặc điểm :
(3)Giáo trình Nhập mơn Tin học: Phần II - Thuật toán GVC: Đào Tăng Kiệm
- Cùng vấn đề có nhiều phương án lập sơ đồ thuật toán khác - Thuật tốn mơ tả bước toán (TT tổng quát) chi tiết
từng bước giải vấn đề (thuật toán chi tiết)
- Thuật toán hay, cách giải ngắn, kết xác … phụ thuộc vào phương pháp
giải, trình độ kinh nghiệm người lập trình
4 Các cấu trúc thuật toán
- Cấu trúc
- Cấu trúc rẽ nhánh
- Cấu trúc lặp
5 Cách biểu diễn sơ đồ thuật tốn
Thơng thường có cách thể sơ đồ thuật toán : theo sơ đồ khối sơ đồ tuyến Sơ đồ khối : bước lưu trữ, phép xử lý thông tin đặt khối
Các khối nối với đường liên lạc, đường phân chia, hợp, nối tiếp …
Sơ đồ tuyến :là tất bước lưu trữ, xử lý TT … ghi đường liên tục
từ xuống Ví dụ:
(4)Giáo trình Nhập mơn Tin học: Phần II - Thuật tốn GVC: Đào Tăng Kiệm
6 Ký hiệu dùng sơ đồ thuật toán :
Khối bắt đầu, kết thúc
Khối nhập liệu từ bàn phím- xuất liệu hình
Khối tính tốn
Khối kiểm tra- So sánh Khối nối tiếp
Các đường liên lạc
Ký hiệu chương trình
Các thiết bị xuất kết đĩa, giấy in
7 Các bước cần chuẩn bị trước viết sơ đồ thuật toán: Tổ chức liệu cho chương trình :
+ Xác định số liệu cần nhập vào chương trình (là liệu đầu cung cấp)
+ Xác định liệu phát sinh trung gian q trình tính tốn, liệu cần xuất
kết (dựa theo yêu cầu toán) + Mỗi loại liệu cần xác định thông tin: - Số lượng biến
- Cấu trúc liệu: Loại biến ( đơn, mảng, ghi …)
- Kiểu liệu: nguyên, thực, ghi, kiểu tự đặt
- Tên liệu: tên biến, hằng, kiểu, ghi … ( người dùng tự đặt, nên đặt ngắn,
viết tắt ý nghĩa biến )
Xác định cơng thức tổng qt cần tính (chú ý nằm ngồi chu trình
chu trình)
Trình tự bước cần thực hiện: với toán phức tạp cần thể loại sơ đồ: Sơ đồ thuật tốn tổng qt (các khối thực chính); Sơ đồ thuật toán chi
(5)Giáo trình Nhập mơn Tin học: Phần II - Thuật tốn GVC: Đào Tăng Kiệm
III CÁC DẠNG THUẬT TỐN CƠ BẢN
1 Dạng thuật tốn đơn giản – cấu trúc tuần tự
Khái niệm: Thuật toán đơn giản bước ( nhập liệu, tính tốn, xử lý,
xuất kết quả) thực từ xuống theo đường mũi tên
Ví dụ số 1: Viết sơ đồ thuật tốn để tính : Chu vi đáy, Diện tích đáy, Diện tích
xung quanh, Diện tích tồn phần, Thể tích hình trụ có kích thước bất
kỳ Phân tích :
+ Dữ liệu cần nhập vào: Bán kính, chiều cao hình trụ; Cấu trúc liệu: biến đơn; Kiểu biến: số thực ; Đặt tên biến : R,H
+ Cần tính: Đặt tên biến : CVD,DTD, DTXQ, DTTP, TT
Loại liệu: biến đơn; Kiểu biến: số thực ;
Các công thức:
Chu vi đáy: CVD = 2∏R
Diện tích đáy: DTD = ∏ R2 , Diện tích xung quanh: DTXD= CVD*h, Diện tích tồn phần : DTTP= DTXQ + 1* DTD , Thể tíchTT= DTD*h ; + Các liệu cần xuất kết quả: liệu vừa tính: CVD,DTD, DTXQ, DTTP, TT
Thể sơ đồ:
Thuật tốn Ví dụ 1 Thuật tốn Ví dụ 2
2 Dạng thuật toán phân nhánh
Khái niệm: Thuật tốn phân nhánh cấu trúc có khối kiểm tra hay so
sánh, dựa vào kết kiểm tra, lựa chọn hướng tính tốn Có thể rẽ nhánh đơi
(6)Giáo trình Nhập mơn Tin học: Phần II - Thuật tốn GVC: Đào Tăng Kiệm
- Chương trình điều khiển gọi lần chương trình Nhập liệu (thay X
A,B, thay n1,n2 m, n) để nhập cho A B; gọi chương trình ghép ma trận
Thuật tốn Ví dụ Chương trình Nhập
Dữ liệu cho mảng
Chương trình Ghép ma trận A,B vào ma trận C
(7)Giáo trình Nhập mơn Tin học: Phần II - Thuật toán GVC: Đào Tăng Kiệm
Ví dụ 10: Cho liệu phường dân cư gồm m hộ, biết họ tên chủ hộ (HT), số điện tiêu thụ tháng (DTT) 12 tháng năm Viết thuật toán nhập
liệu cho phường với yêu cầu sau: - Nhập liệu vào máy
- Tính tổng số điện tiêu thụ (TD) hộ năm
- Lập danh sách (DS) hộ tiêu thu điện năm > X số
Thuật tốn Ví dụ 10