- Dropbox cho phép người dùng quay trở lại quá khứ để khôi phục những dữ liệu bị xóa hoặc bị thay đổi (Dropbox giữ
THUẬT TOÁN VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
TRÌNH
NỘI DUNG
6.1. Phương pháp giải quyết vấn đề bằng máy tính 6.2. Thuật toán
6.3. Ngôn ngữ lập trình
2Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
6.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ BẰNG MÁY TÍNH MÁY TÍNH
Nhắc lại:
• Một trong những chức năng cơ bản của máy tính: Xử lý thông tin đã nhận theo dãy lệnh đã nhớ sẵn bên trong
• Nguyên lý điều khiển bằng chương trình của Von Neumann: Máy tính hoạt động theo chương trình được lưu trữ sẵn trong bộ nhớ
Để có thể giải quyết mỗi vấn đề/bài toán bằng máy tính thì cần phải xây dựng một chương trình máy tính tương ứng
Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
6.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ BẰNG MÁY TÍNH MÁY TÍNH
• Phương pháp chung để giải quyết vấn đề/bài toán bằng máy tính: BÀI TOÁN THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH NGÔN NGỮ MÁY MÁY THỰC HIỆN
Tìm ra cách xử lý dữ liệu đầu vào
Viết chương trình bằng một ngôn ngữ lập trình nào đó
Biên dịch chương trình sang ngôn ngữ máy Xác định dữ liệu đầu vào, đầu ra của bài toán
6.2. THUẬT TOÁN
6.2.1. Khái niệm thuật toán 6.2.2. Các tính chất của thuật toán 6.2.3. Cách diễn đạt thuật toán 6.2.4. Thiết kế thuật toán 6.2.5. Đánh giá thuật toán
5Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
08/02/2017
6.2.1. KHÁI NIỆM THUẬT TOÁN
• Thuật ngữ algorithm được đưa ra vào khoảng năm 825, xuất phát từ chữ algoritmi – phiên âm La tinh tên của nhà toán học người Trung Á Al-Khwarizmi
• Thuật toán (thuật giải, algorithms): là một dãy hữu hạn các thao tác, các phép toán có thể thực hiện được theo một trình tự xác định trên một số đối tượng dữ liệu nào đó để đạt được kết quả mong muốn
Thuật toán được xây dựng phải bao gồm các thao tác được xác định rõ ràng, đơn giản và thực hiện được (phải “giao cho máy làm được”)
Khi xây dựng một thuật toán cần xác định rõ thuật toán đó tác động lên dữ liệu nào
6Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
6.2.1. KHÁI NIỆM THUẬT TOÁN
• Ví dụ: Bài toán tìm ước số chung lớn nhất của 2 số nguyên dương a và b:
Input: a,b (nguyên dương) Output: (a,b)
Thuật toán Euclid:
- Bước 1: So sánh a và b, nếu a = b thì dừng thuật toán và thông báo (a,b) = b. Nếu a b thì chuyển sang bước 2
- Bước 2: Nếu a > b thì thay thế a bởi a-b, nếu a < b thì thay thế b bởi b-a. Quay lại thực hiện bước 1
Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
6.2.2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA THUẬT TOÁN
• Đầu vào
• Đầu ra
• Tính hữu hạn: Thuật toán phải kết thúc sau một số hữu hạn bước thực hiện
• Tính xác định
- Mỗi bước của thuật toán phải được xác định chính xác, các thao tác được quy định chặt chẽ rõ ràng
Với cùng một dữ liệu đầu vào chỉ trả về 1 kết quả duy nhất
• Tính hiệu quả: Thuật toán đơn giản, dễ cài đặt, không gây tốn bộ nhớ, thực hiện nhanh
6.2.3. CÁCH DIỄN ĐẠT THUẬT TOÁN3 cách: 3 cách:
• Cách 1: Liệt kê từng bước bằng ngôn ngữ tự nhiên: - Sử dụng ngôn ngữ tự nhiên để liệt kê từng bước thực
hiện của thuật toán với các quy tắc, thao tác cụ thể - Ví dụ: Thuật toán Euclid tìm UCLN của 2 số nguyên
dương a,b (slide 7)
9Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
08/02/2017
6.2.3. CÁCH DIỄN ĐẠT THUẬT TOÁN
• Cách 2: Dùng lưu đồ:
- Sử dụng các hình khối cơ bản (Bắt đầu, Kết thúc, Khối Input, Khối Output, Khối điều kiện, Khối thao tác) và các cung để thể hiện các thao tác và trình tự thực hiện các thao tác của thuật toán
Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình 10 08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Các hình khối cơ bản để xây dựng lưu đồ
Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Lưu đồ thuật toán Euclid tìm (a,b)
6.2.3. CÁCH DIỄN ĐẠT THUẬT TOÁN
• Cách 3: Sử dụng giả mã (giả ngôn ngữ lập trình): - Sử dụng các cấu trúc điều khiển của một ngôn ngữ lập
trình kết hợp linh hoạt với ngôn ngữ tự nhiên và các ký hiệu toán học đơn giản nhằm diễn tả thuật toán
- Ví dụ: Giả mã cho thuật toán Euclid tìm (a,b) được viết tựa theo cấu trúc của ngôn ngữ lập trình PASCAL:
Nhập a,b While ab do
If a>b then thay a bởi a-b else thay b bởi b-a
Thông báo ước chung lớn nhất là b
13Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
08/02/2017
6.2.3. CÁCH DIỄN ĐẠT THUẬT TOÁN
- Ví dụ (tiếp): Đoạn mã tương ứng viết bằng ngôn ngữ Pascal:
Writeln('Nhap 2 so nguyen duong a, b: '); Write('a = '); Readln(a);
Write('b = '); Readln(b); While a<>b do
If a>b then a:=a-b else b:=b-a;
Writeln('Uoc chung lon nhat la ',b);
14Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
6.2.4. THIẾT KẾ THUẬT TOÁN
• Mô-đun hóa bài toán: Chia nhỏ bài toán (mô-đun chính) thành các bài toán nhỏ hơn (các mô-đun con)
Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
6.2.4. THIẾT KẾ THUẬT TOÁN
• Tinh chỉnh từng bước thuật toán:
- Bước đầu thuật toán được minh hoạ bằng ngôn ngữ tự nhiên thể hiện các công việc chính cần thực hiện, sau đó dần minh họa chi tiết hơn với các thao tác xử lý, các phép toán được chỉ ra một cách cụ thể, đồng thời ngôn ngữ tự nhiên dùng để minh họa được thay thế dần bởi giả ngôn ngữ và ngày càng tiến gần đến ngôn ngữ lập trình
- Trong quá trình thiết kế thuật toán, ngôn ngữ thể hiện dần được chuyển đổi theo sơ đồ: Ngôn ngữ tự nhiên
Giả ngôn ngữNgôn ngữ lập trình
Ví dụ
• Cho một dãy gồm n phần tử thuộc kiểu có thứ tự: a1, a2, …, an. Hãy đổi chỗ các phần tử trong dãy sao cho dãy sau khi đổi chỗ có thứ tự tăng dần
17Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình Chương 6. Thuật toán và Ngôn ngữ lập trình
08/02/2017