Схема алгоритма вызов подпрограммы с параметрами

Скачать файл - Схема алгоритма вызов подпрограммы с параметрами

То есть должны быть видны и деревья и лес. Отсюда видно, что форма представления документа вопрос далеко не праздный. Наиболее известная форма представления проекта — блок-схема. И в США и в Советском Союзе были приняты общенациональные стандарты на рисовку блок-схем. Действия описаны в прямоугольниках, условные выборы в ромбиках, последовательность действий передаётся стрелками, соединяющих прямоугольники или ромбики. При этом проект может выглядеть, например, следующим образом: Блок-схема как средство, облегчающее проектирование, признаётся одной из разумных альтернатив. Однако часто точно такие же блок-схемы используются для оформления программ и включаются в программную документацию. Когда же требуется достаточно подробно описать структуру и данные программы, блок-схемы неудобны. Для программиста нет ничего лучше хорошо откомментированного листинга программы. Блок-схемы трудно корректировать или модифицировать. На них достаточно сложно отобразить структуры данных. В большинстве своём блок-схемы отображают некий обобщённый взгляд на действия, без достаточной детализации и при внимательном рассмотрении обнаруживается, что блок-схема содержит ошибки. Дело в том, что блок-схемы, прежде всего, отображают алгоритм решения задачи. Мы не будем рассматривать этого определения. В конце концов, что такое программа как не отображение алгоритма. Однако само понятие алгоритм содержит нечто другое. Для того чтобы способ или метод стал алгоритмом он должен обладать, по крайней мере, пяти свойствами. Кнут сообщает, что процедуру, обладающую всеми свойствами алгоритма, за исключением свойства конечности, можно назвать вычислительным методом. Например, можно применить алгоритм Евклида для получения единой меры двух отрезков, но существуют несоизмеримые отрезки. Каждый шаг алгоритма должен быть точно определён. Действия, которые необходимо произвести, должны быть строго и однозначно определены. Если, что чаще всего и бывает, действия описаны на естественном языке, то всегда есть возможность, что выполняющий неправильно поймёт описание алгоритма. Именно по этой причине программы реализуются на неких алгоритмических языках исключающих двусмысленность. Опять-таки, если рассматривать алгоритм Евклида, то определённость в нём означает, что он применяется для целых положительных чисел. Алгоритм имеет некоторое, возможно равное нулю, число входных данных. Эти величины заданы до начала работы. Алгоритм имеет одну или несколько выходных величин, определённым образом связанных с входными данными. Все операции, которые необходимо выполнить должны быть достаточно простыми; чтобы их в принципе можно было выполнить карандашом на бумаге за конечный отрезок времени. Для практических целей требование конечности недостаточно жёсткое: Используемый алгоритм должен иметь не просто конечное число шагов, а разумное число шагов. Уже сейчас можно предсказать погоду на завтра с указанием температуры с точностью до одной десятой градуса, но для этого потребуется месяц счёта на машине. Другой пример шахматная партия. Для программиста очень важен выбор правильного алгоритма для решения поставленной задачи. Ясно, что для решения задачи нередко можно найти несколько алгоритмов. Например, вам необходимо генерировать заданное число промежуточных точек отрезка заданного координатами своих концов. Однако существует метод деления отрезка в данном отношении, где используются только координаты вершин отрезка: Конечно, алгоритмы обладают множеством других свойств. Кратко рассмотрим некоторые из них. Видим, что если применять алгоритм с вычислением тангенса, то необходимо проверять угол на близость к 90 градусам, так как при этом тангенс не существует, но промежуточные точки отрезка существуют. Назовём проверку особых ситуаций алгоритма особенностью алгоритма. Ясно, что алгоритм без особенностей всегда предпочтительней алгоритма с особенностями. Видим, что деление отрезка в данном отношении всегда даёт нам любое число промежуточных точек. Второе достоинство этого алгоритма в том, что мы можем получить точки не только отрезка, но и продолжения отрезка — прямой. То есть мы можем применить алгоритм для других целей. Условно назовём это свойство мощностью алгоритма. Использование алгоритма для целей, для решения которых он, вообще говоря, не предназначался можно назвать мощностью алгоритма. Хотя, скорее всего, это понятие отражает мощность идеи. Есть такое свойство как красота алгоритма — достаточно интуитивное понятие. Я не настолько знаком с математической теорией алгоритмов, но полагаю, что формально оно не определяется. Тем не менее, алгоритмы бывают красивые и некрасивые. Если у вас имеется дерево, на вершине которого висит плод, а вам необходимо достать этот плод, то вы можете сделать это, по крайней мере, тремя способами: Конечно же, последний алгоритм доступа к плоду красивее двух предыдущих. В данном случае мы можем перечислить конкретные признаки того, почему он красивее первых двух: По ходу дела мы получили некоторые косвенные признаки красивого алгоритма. К сожалению, этим красота не исчерпывается и более точного определения мы дать не сможем. Единственное, что мы можем сказать, что если придётся выбирать из нескольких алгоритмов, то лучше выбрать из них наиболее красивый. Однако само восприятие красоты алгоритма индивидуально и зависит от программиста. Кроме того, очень часто более красивые алгоритмы более трудны для понимания и требуют большей грамотности. Очень интересный аспект насколько влияет объём входных данных на алгоритм. То что объём входных данных важен ясно без обсуждения, чем больше входных данных, тем дольше работает алгоритм. Если допустить, что время работы алгоритма растёт линейно с ростом объёма, то, увеличив объём данных в десять раз, мы увеличиваем время счёта также в десять раз. Однако если на хранение объёмов данных практически нет ограничений, то ко времени работы программы предъявляются часто очень жёсткие требования. Программист должен быть готов к тому, что время работы программы растёт гораздо быстрее, чем линейно. Лучше всего это видно на примере сортировок. Однако несколько тысяч чисел уже лучше сортировать другим методом, например, сортировкой Шелла. Там гораздо больше число организующих операций, зато значительно падает число сравнений. Таким образом, время потраченное на организацию алгоритма уравновешивается уменьшением времени числа сравнений и общее время сортировки достаточно удовлетворительно. Но несколько сот тысяч чисел лучше сортировать, например уже методом Хоара. Но в методе Хоара общий массив разбивается на подмассивы, которые, начиная с некоторой величины, сортируются вновь методом Шелла. Если же потребуется сортировка массива, который не умещается в память машины, то мы вступаем в область совершенно других сортировок: Отметим, что здесь мы сталкиваемся не только с ограничениями собственно алгоритма, но и с ограничениями окружающей среды. Узкие возможности техники — одни возможности программного обеспечения; большие ресурсы техники — другие возможности ПО: Обратите внимание, что смена алгоритма в зависимости от объёма данных закон общий и применим везде. Как мы уже отмечали, блок-схемы отображают алгоритм решения задачи. На что мы прежде всего обращаем внимание при построении алгоритма решения задачи? Очевидно, что, прежде всего, мы выделяем действия , которые нам необходимо выполнить и их последовательность. Последовательность действий отображается в виде стрелок и блоков; сами действия указываются текстом в блоке. Поскольку текст задействован на описания действий, то отобразить данные и их структуру чем-то существенно выделявшимся нечем. Трудность отображения структуры данных, как уже отмечалось выше, один из недостатков блок-схем. Так оно и должно быть, так как один и тот же алгоритм нередко можно применить ко многим типам и структурам данных. То есть, алгоритмизируя задачу, мы некоторым образом абстрагируемся от данных. С другой стороны, мы разбиваем задачу на более мелкие блоки. Когда блок превращается в отображение только одного шага одного действия , дальнейшее его разбиение невозможно. Однако, до такого состояния блок-схемы доводят редко, так как необходимость в пошаговом разбиении появляется только на этапе программирования отдельных модулей. Но тогда блок-схема отображает модульную структуру разрабатываемой программы. То есть, строя обобщённую блок-схему программы мы выполняем предварительное разбиение программы на модули, на подпрограммы. Да потому, что окончательное разбиение будет сделано только на этапе программирования и отладки. Обнаружив, что разбиение на модули начинается уже на этапе алгоритмизации, нам следует более досконально обсудить понятие подпрограммы и модуля. Вернувшись на сорок лет назад к программированию в коде, мы обнаружим большое стремление тогдашних программистов, повторно использовать уже написанный код. Тогда это выполнялось двумя путями. Повторно используемые коды назывались стандартными программами. Машина приходила с некоторым списком стандартных программ прошитых в заданное место памяти. То есть часть программ была реализована аппаратно, их нельзя было поменять, но можно было использовать. С заданных ячеек адресов памяти эти стандартные программы принимали входные данные, результат также заносили в заранее согласованное место памяти. Обратите внимание, что, прежде всего здесь имело определённое соглашение об использовании некоторых адресов памяти. Кроме того, многие вычислительные центры имели свои библиотеки стандартных программ. Мы должны представлять, что иметь такую библиотеку, прежде всего, означало иметь некое соглашение об общем использовании памяти ЭВМ. Необходимо было согласовать, где можно располагать входные данные стандартной программы или адреса входных данных. Это обязательно приводило к соглашению: В условиях ограниченных возможностей техники это были далеко не праздные вопросы. Точно такое же соглашение должно было быть и по поводу выходных данных программы: Где, с какого адреса должна была быть размещена стандартная программа? Этот вопрос, в каком-то смысле, оказался не очень сложным, поскольку достаточно быстро программисты обнаружили, что можно писать, так называемый, перемещаемый код: Обычно, такая корректировка сводилась к прибавлению ко всем адресам программы адреса начала программы адреса загрузки. Каким образом стандартная программа должна была попасть в память машины? Именно тогда появились первые загрузчики программного кода и понятие адрес загрузки. Как программа могла использовать общие ресурсы машины?! Речь шла уже не об ОЗУ, а о некоторых постоянно распределённых ячейках памяти; некоторых внешних устройствах. Вот так идея иметь библиотеку стандартных программ приводила к странной административно реализованной системной среде! Отметим, что, фактически, такого понятия как подпрограмма не было. Все программы были в каком-то смысле равноправны. Условно можно было выделить главную программу: Нередко эта программа имела некие управляющие функции, но, в общем, она была точно такой же, как и остальные. Появление алгоритмических языков, трансляторов и операционной системы существенно изменили состояние дел. Теперь распределение памяти было возложено на транслятор, согласование расположения программы в памяти и разрешение внешних адресных ссылок на редактор, загрузка программы на загрузчик, слежение за состоянием и использованием ресурсов на операционную систему. Программист проблемщик мог сосредоточиться на программировании собственно задачи. Но транслятор каждого языка по-своему использовал распределял память машины. Таким образом, чтобы запустить программу, оттранслированную с алгоритмического языка надо сначала создать определённую окружающую среду. Делать это надо только один раз, при запуске самой первой программы. Соответственно, при завершении работы программы необходимо выполнить действия, сообщающие операционной среде, что программа прекратила своё существование и освободить занимаемые ресурсы. Опять-таки делать это надо один раз, когда последний модуль программы завершает свою работу. На языке Cи главная программа main — функция или WinMain для Windows. При завершении она освобождает все занятые ранее ресурсы. Предполагается, что программист знает об этом, но не вмешивается в процесс. Во многих языках в главную программу нельзя передать параметры. В Cи можно передать в main — функцию параметры, но делается это немного сложнее, чем в других случаях. А вот в функцию WinMain могут быть и обязаны быть переданы только вполне определённые параметры. Заметим, что программист даже не имеет права изменить имя главной программы. Это создаёт трудности при вызове одной главной программы другой такой же. Тогда другую главную программу можно запустить, только выделив ей такое же пространство. Но это уже другая задача или другой процесс на уровне операционной системы. Поэтому внутри главной программы вы не можете вызвать другую главную программу обычным образом, как обычную функцию. Для этого существуют специальные функции: Наконец, как уже должно быть понятно, существуют трудности при сборе разноязыковых модулей в единую программу. Все остальные процедуры и функции называются подпрограммами. Подпрограмма — программа, вызываемая другой программой или подпрограммой. Основное отличие от главной программы, то, что в прологе подпрограмма не устанавливает окружающую среду для работы, она предполагает, что это выполнила главная программа. Подпрограмма использует уже установленную среду. Пролог и эпилог, конечно же, есть. Только в прологе, подпрограмма выполняет действия по распределению памяти для собственных переменных и самой себя. Если все внутренние переменные подпрограммы живут только пока есть сама подпрограмма языки Cи и Algol , то разумеется где-то должны выполняться действия по запросу и распределению памяти для переменных, а по завершению работы необходимо удалить из памяти ранее распределённые переменные. Отсюда видно, что подпрограмма не может быть запущена самостоятельно! Она должна быть вызвана другой подпрограммой или главной программой. При этом вызывающая программа обязана обеспечить среду функционирования подпрограммы. Если подпрограмма могла быть вызвана повторно, до окончания её работы при предыдущем вызове или по-другому, если одна копия подпрограммы в памяти могла быть одновременно использована несколькими подпрограммами, то такая подпрограмма называлась повторновходовой или реентерабельной. Если подпрограмма по ходу выполнения могла прямо или косвенно обратиться к самой себе, то такая программа называлась рекурсивной, а подобное обращение к подпрограмме рекурсивным вызовом. Для того, чтобы работать с подпрограммой необходимо знать как ей подать на вход переменные. Но при работе с подпрограммами возникает ещё один очень важный вопрос: Однако некоторые вопросы видимости переменных различные языки решают по-разному. Основные различия касаются видимости переменных объявленных внутри программных единиц, которые в свою очередь объявлены внутри других программных единиц. Более подробно мы остановимся на этом при рассмотрении конкретного синтаксиса языков. Использование подпрограмм экономит память, программа в целом становится короче, но работает такая программа чуть-чуть медленнее, так как тратится время на вызов подпрограммы. С другой стороны, при разбиении программы на подпрограммы лучше просматривается структура больших и сложных программ. Подпрограммы обеспечивают логическую сегментацию программы, облегчают отладку, снижают общее время отладки. Но самая главная ценность грамотно написанных подпрограмм в том, что их могут использовать другие программисты в других программах! Для этого достаточно знать какими должны быть входные параметры и как их подать на вход подпрограммы; какой будет выход подпрограммы и иметь хотя бы её объектный модуль, полученный трансляцией с того же языка, что и вызывающая программа. Если нет объектного модуля, то можно иметь исходный модуль программы. Впрочем, исходный модуль всегда предпочтительней любого другого. Основной недостаток этой схемы в том, что нельзя вызвать напрямую подпрограмму, написанную на другом языке. Точнее, это сделать можно, но не просто. Связь с подпрограммами можно наладить не только посредством передаваемых параметров. Существует по-крайней мере ещё две идеи, как это сделать. Во-первых, возможны программы реализующие действия, использующие значительное количество общих констант. Представьте программу, которая в процессе счёта использует несколько сотен констант, практически, любая программа по термодинамике. Сами константы можно задать как в тексте программы, так и хранить на внешнем устройстве в файле. Однако, в процессе счёта очень удобно все эти константы сразу ввести в память, чтобы не обращаться к внешнему устройству многократно. Тогда возникает вопрос, каким образом сделать видимыми эти константы вызываемым подпрограммам. Передавать несколько сотен параметров нереально. Загрузить их в один массив, чтобы передавать только адрес этого массива: Очевидная идея сделать эти переменные глобальными, так чтобы они были видны из всех программ. В C для этого достаточно объявить переменные вне программы. Практика показала, что с этим решением проблемы связано громадное число ошибок. Поскольку мы разрешили доступ к некоторой области памяти множеству программ, а все они писались разными программистами, то, как бы они не согласовывали между собой использование общей области, всё равно кто-то наделает ошибок и что потом находится в этой общей области памяти никто не берётся определить. Тем не менее, это решение осталось и даже сейчас вы можете им воспользоваться со следующими рекомендациями:. Следует заметить, что современные средства программирования выполнены таким образом, что провоцируют, и можно даже сказать, стимулируют использование глобальных переменных. Идея хороша тем, что заранее не оговаривается структура этой области. В каждый момент времени она может быть именно такой, какой это надо обращающейся к ней программе. Но именно этим идея и плоха. Тем не менее, общая область памяти, называемая буфером обмена, используется довольно часто, причём не только для связи между подпрограммами, но для связи между процессами операционной системы. На сегодня в Windows, нажатием клавиш Shift - Del вы любой объект можете поместить в буфер обмена, а по Shift — Ins вы получаете объект из буфера обмена себе в программу. Всё это можно выполнить и программно. Разбиение программы на подпрограммы иногда называют процедурной абстракцией. Процесс разбиения программы на подпрограммы сильно напоминает процесс алгоритмизации. В некотором смысле это одно и тоже. Мы выделяем действия и программные единицы, выполняющие эти действия, при этом мы определённым образом абстрагируемся от данных. Структура программы, будучи определённым образом отражена, похожа на структуру алгоритма. Программы, выполняющиеся таким образом, называются последовательными программами, как программные единицы, выполняющие последовательность действий. Здесь очень важно то, что последовательность действий заранее определена. Во всех до Windows — системах работают именно такие программы. Единственным отвлечением от последовательности действий могло быть только прерывание. Обработка прерывания появилась в алгоритмических языках относительно поздно. При этом строилась она тоже по последовательному принципу. При возникновении прерывания управление передавалось программе обработки прерывания. По завершению работы обработчика прерывания, управление, как правило, возвращалось в точку возникновения прерывания, хотя и не обязательно. Важно то, что прерывание могло возникнуть в любой точке последовательности действий. Естественным образом выделялась главная программа и подпрограммы. Запуск главной программы для операционной системы означал запуск задачи. Запуск подпрограммы для операционной системы мог ничего не значить, то есть операционная система могла и не знать о запуске вашей подпрограммы, если вы специальным образом не оформляли вызов подпрограммы. Для того чтобы запустить из одной главной программы другую, вообще говоря, необходима была мультизадачная операционная система. Программный запуск другой главной программы в Cи называется запуском процесса. Возможны несколько схем запуска процесса. Программа запускает процесс на то место в оперативной памяти, где расположена сама. То есть запускаемый процесс, затирает вызывающую программу или процесс. Здесь также возможны, как минимум, две ситуации: Обратим внимание, что такой запуск возможен и однозадачной операционной среде. Программа запускает процесс в дополнительной области памяти, полностью сохраняя свою работопригодность. Теперь также возможны две ситуации. Вызывающий процесс запускает другой процесс и продолжает функционировать. Оба процесса функционируют независимо друг от друга. Такой запуск другого процесса называется асинхронным вызовом. Понимаем, что такой вызов процесса требовал реальной мультизадачной среды. Вызывающая программа могла породить процесс и по каким-либо причинам ждать его завершения или некоторых результатов его работы, то есть при вызове вызывающая программа переходит в состояние ожидания и ждёт. Это синхронный вызов процесса или задачи. Принципиально, так как не требуется одновременная работа нескольких задач, такой вызов можно было осуществить в однозадачной среде. Именно так вызывался Windows под DOS. Очень важно знать каким образом наша программа могла размещаться в памяти машины. Были и остаются две основные схемы. Обычная последовательная структура программы или линейная структура. Модули программы расположены впритык друг к другу. Общая длина программы без данных будет равна сумме длин всех модулей. Структура программы с перекрытием или корневая структура. Некоторая часть программы, обычно это главная программа, постоянно находится в памяти и называется корнем. Начиная с некоторой точки памяти располагаются вызываемые подпрограммы. Подпрограммы, если позволяет алгоритм загружаются в с одной начальной точкой, затирая друг друга. Длина программы будет определяться как сумма длин корневой части программы и самой длинной из подпрограмм. Отметим, что в этом случае необходимы определённые действия вызывающей программы по смене загрузке подпрограмм, зато общая длина программы становилась меньше: Связь между подпрограммами могла быть организована передачей параметров, совместно используемой областью памяти с заданной структурой или передачей данных через буфер обмена. Принципиально можно организовать передачу данных и через внешние носители, записав данные в файл, а затем прочитав их оттуда. Отчеты о подготовительных мероприятиях. Центр типологии и семиотики фольклора ЦТСФ и Институт высших гуманитарных исследований им. Мелетинского ИВГИ провели кругл Как стать миллионером с помощью банков: Тонкости проверок и детали расчетов. Банки становятся милостивее к заемщикам, и сегодня даже появилась соблазнительная возможность занять у банка кругленькую сумму в несколько десятков м Сохрани ссылку в одной из сетей: Блок-схемы и алгоритмы, программы и подпрограммы. Алгоритм всегда должен заканчиваться после конечного числа шагов. Тем не менее, это решение осталось и даже сейчас вы можете им воспользоваться со следующими рекомендациями: Структура программы, будучи определённым образом отражена, похожа на структуру алгоритма Программы, выполняющиеся таким образом, называются последовательными программами, как программные единицы, выполняющие последовательность действий. Аннотированный каталог выпуска литературы содержит сведения о выпущенных в издательстве ВГУЭС за период с — гг. Для питания установок электропривода переменного тока и в системах электропитания различных потребителей широко используют инверторы напряжения, корректоры коэффициента мощности и активные выпрямители. Теоретические основы дизайна интерьера. Как создать современный интерьер? Определение цели и задачи в проектировании. На четвертой странице размещают оглавление работы с указанием страниц. При этом оглавление должно соответствовать указанным по тексту заголовкам составных глав и разделов курсовой работы приложение В.

Схема алгоритма вызов подпрограммы с параметрами

Скачать файл - Схема алгоритма вызов подпрограммы с параметрами

лабы по информатике

Оформление подпрограмм в блок-схемах алгоритмов

Алгоритмы подпрограмм

Вспомогательные алгоритмы

Report Page