Тема: Блок-схемы алгоритмов. Переменные, присваивание значений. Ветвления. Организация циклов с помощью блока «ветвление».
Что нужно знать:
· переменная – это величина, которая имеет имя, тип и значение; переменная может изменяться во время выполнения программы
· оператор присваивания (в Паскале обозначается сочетанием символов «:=») служит для записи нового значения в переменную (для изменения ее значения)
· если в переменную записывают новое значение, старое стирается
· знаки +, -, *, / используются для обозначения операций сложения, вычитания, умножения и деления
· запись вида a := a + 2; – это не уравнение, а команда «прочитать текущее значение переменной a, добавить к нему 2 и записать результат обратно в переменную a»;
· для наглядной записи небольших алгоритмов используют блок-схемы; они состоят из блоков разного назначения и соединительных линий со стрелками, которые показывают порядок выполнения блоков
· в задачах ЕГЭ встречаются два блока: процесс (выполнение некоторых действий) и ветвление (условие, в зависимости от которого выполнение алгоритма продолжается по одной или другой «ветке» )
· с помощью ветвления можно организовать цикл (многократное выполнение одинаковых действий), в этом случае в блок-схеме будет соединительная линия, идущая «в обратном направлении» (петля, замкнутый контур)
· цикл на рисунке (выделен зеленым фоном) закончится только тогда, когда выполнится условие a = 256
Пример задания:
Запишите значение переменной b после выполнения фрагмента алгоритма:
Решение (вариант 1, ручная прокрутка):
1) по схеме видим, что алгоритм содержит цикл (есть петля, контур)
2) ручную прокрутку удобнее всего выполнять в виде таблицы, в первом столбце будем записывать выполняемые команды, во втором и третьем – изменение значений переменных a и b
3) после выполнения первого блока получаем
a
b
a:=1;
?
b:=1;
знак вопроса означает, что после выполнения первого оператора значение b не определено
4) затем выполняется проверка условия; поскольку а не равно 256, ответ на вопрос «a = 256?» будет «нет»:
a
b
a:=1;
?
b:=1;
a = 256?
нет
5) далее алгоритм уходит на выполнение тела цикла; здесь сначала меняется переменная a, а потом – b, причем нужно помнить, что для вычисления b используется новое значение a, равное 2, поэтому новое значение b равно 1 + 2 = 3:
a
b
a:=1;
?
b:=1;
a = 256?
нет
a:=a*2;
b:=b+a;
6) после этого по стрелке переходим на проверку условия; поскольку a = 2, ответ на вопрос «a = 256?» снова будет «нет», и выполняется очередной шаг цикла:
a
b
a:=1;
?
b:=1;
a = 256?
нет
a:=a*2;
b:=b+a;
a = 256?
нет
a:=a*2;
b:=b+a;
7) аналогично можно выполнить вручную все шаги цикла, результаты последнего из них выглядят так:
a
b
a:=a*2;
b:=b+a;
a = 256?
да
как только значение a стало равно 256, цикл завершает работу
8) таким образом, верный ответ – 511 .
Возможные проблемы:
· таблица получается длинной, много вычислений, можно запутаться
· нужно не забыть, что при выполнении двух операторов в теле цикла к значению b добавляется уже новое значение a, полученное в предыдущей строке
· не перепутайте переменную, значение которой нужно определить (можно по ошибке вписать в ответ полученное значение a)
Решение (вариант 2, анализ алгоритма):
1) «прокрутив» начало алгоритма, можно заметить, что последовательные значения a – это степени двойки a = 1, 2, 4, 8, … 256
2) поскольку оператор b:=b+a означает «взять текущее значение b, прибавить к нему текущее значение aи результат записать обратно в b», изменение b сводится к тому, что эти степени двойки складываются: b = 1 + 2 + 4 + 8 + … + 256
3) теперь можно, конечно, сложить эти числа вручную (их всего 9), но можно заметить (или вспомнить), что сумма всех последовательных степеней двойки, начиная с 1, на единицу меньше, чем следующая степень двойки[1] (первая, не вошедшая в сумму, здесь – 512); это легко проверяется по начальной части таблицы
4) таким образом, верный ответ 512 – 1 = 511 .
Возможные проблемы:
· для такого анализа требуется некоторое напряжение ума, здесь не обойтись формальным выполнением каких-то заученных действий
· не всегда удается найти короткое решение, «свернув» алгоритм таким образом (в этом случае поможет ручная прокрутка)
Задачи для тренировки[2]:
1) Определите значение переменной m после выполнения фрагмента алгоритма.
2) z Определите значение переменной a после выполнения фрагмента алгоритма.
3) Определите значение переменной x после выполнения фрагмента алгоритма.
4) Определите значения переменных x и y после выполнения фрагмента алгоритма.