Προγραμματισμός Η/Υ. Αλγόριθμοι. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

Transcript

1 Προγραμματισμός Η/Υ Αλγόριθμοι ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

2 Ανάπτυξη Λογισμικού Η διαδικασία ανάπτυξης λογισμικού μπορεί να παρομοιαστεί με τη διαδικασία επίλυσης ενός προβλήματος. Η επίλυση του προβλήματος απαιτεί: Το σαφή ορισμό του. Την ακριβή αναλυτική λύση του προβλήματος: Συγκεκριμένη ακολουθία βημάτων => Αλγόριθμος. Την περιγραφή της επίλυσης: Προγραμματισμός Η διαδικασία κατά την οποία περιγράφονται τα διαδοχικά στάδια της επίλυσης ενός προβλήματος με χρήση κατάλληλων εντολών και λέξεων.

3 Ορισμός του Προβλήματος Κατανόηση του προβλήματος: Σωστή ερμηνεία και επαναδιατύπωση. Αποτύπωση της δομής του προβλήματος: Ανάλυση του προβλήματος στα συστατικά του μέρη. Περιγραφή σχέσεων επικοινωνίας μεταξύ των επιμέρους τμημάτων. Απλοποίηση υλοποίησης λόγω επίλυσης μικρότερων και απλούστερων τμημάτων. Καθορισμός απαιτήσεων: Προσδιορισμός των δεδομένων. Προσδιορισμός της επιθυμητής εξόδου.

4 Επίλυση Προβλημάτων Ορισμός αλγόριθμου: Η πεπερασμένη σειρά ενεργειών/βημάτων που πρέπει να ακολουθηθούν για την ακριβή περιγραφή της επίλυσης ενός προβλήματος. Σαφής υπολογιστική διαδικασία που εκτελείται σε πεπερασμένο χρόνο.

5 Επίλυση Προβλημάτων Βασικά συστατικά ενός αλγόριθμου: Είσοδος (input): Έξοδος (output): Τα δεδομένα εισόδου ονομάζονται και στιγμιότυπα... και πρέπει να είναι νόμιμα. Η μερική ή ολική λύση του προβλήματος. Πεπερασμένα βήματα: Ολοκλήρωση μετά την εκτέλεση όλων των εντολών. Σαφές μέτρο απόδοσης: Π.χ. Το πλήθος των πράξεων που απαιτούνται.

6 Ανάπτυξη Αλγόριθμων Στάδια ανάπτυξης ενός αλγόριθμου: Ελεύθερο κείμενο: Συλλογισμοί σε φυσική γλώσσα. Δομημένη φυσική γλώσσα: Σύμφωνη με τη δομή (τμήματα) του προγράμματος. Αναπαράσταση με διαγράμματα ροής: Χρήση βασικών σχημάτων. Ψευδοκώδικας ή ψευδογλώσσα: Δεν απαιτείται λεκτικός και συντακτικός έλεγχος του κώδικα. Algorithm engineering.

7 Ανάπτυξη Αλγόριθμων Θέματα ανάπτυξης ενός αλγόριθμου: Διάφορα στάδια ελέγχου ορθότητας. Η απευθείας σύνταξη σε κάποια γλώσσα προγραμματισμού δεν ενδείκνυται, ειδικά σε περιπτώσεις σύνθετων προβλημάτων.

8 Δομή Αλγόριθμων Σειριακή ακολουθία εντολών: Επίλυση απλών προβλημάτων. Επιλογή εντολών: Εκτέλεση μίας εντολής υπό συνθήκη. Πολλαπλές επιλογές: Ο έλεγχος/εκτέλεση του αλγόριθμου καθορίζεται από μια λίστα επιλογών/κριτηρίων. Εμφωλευμένες εντολές. Επανάληψη εντολών: Εκτέλεση εντολής ή εντολών περισσότερες από μία φορές.

9 Ανάλυση Αλγόριθμων Κάθε αλγόριθμος πρέπει να έχει: Πεπερασμένο αριθμό βημάτων. Μετρήσιμη απόδοση: Πόρους που απαιτούνται για την υλοποίηση. Π.χ. Μνήμη για αποθήκευση δεδομένων/εντολών. Χρόνος που απαιτείται για την εκτέλεση των εντολών. Μέτρα απόδοσης αλγόριθμων: Πολυπλοκότητα χρόνου (Time complexity). Πολυπλοκότητα χώρου (Space complexity). Ανάλυση χειρότερης και μέσης/αναμενόμενης περίπτωσης.

10 Αναπαράσταση Αλγόριθμων Στοιχεία διαγραμμάτων ροής: Αρχή/ Τέλος Εκτέλεσηπράξεων Είσοδος/ Έξοδος Ερώτηση/ απόφαση Διασύνδεσηροής

11 Αναπαράσταση Αλγόριθμων

12 Αναπαράσταση Αλγόριθμων

13 Αναπαράσταση Αλγόριθμων

14 Αναπαράσταση Αλγόριθμων

15 Αναπαράσταση Αλγόριθμων

16 Αναπαράσταση Αλγόριθμων

17 Αναπαράσταση Αλγόριθμων

18 Αναπαράσταση Αλγόριθμων Εύρεση μέγιστου μεταξύ δύο ακεραίων (διάγραμμα ροής): Αρχή Διάβασε α,β α>β όχι α==β όχι ναι ναι Τύπωσε «α μεγαλύτερος» Τύπωσε «αριθμοί ίσοι» Τύπωσε «β μεγαλύτερος» Τέλος

19 Αναπαράσταση Αλγόριθμων Εύρεση μέγιστου μεταξύ δύο ακεραίων (ψευδοκώδικας):

20 Αναπαράσταση Αλγόριθμων Άθροισμα άρτιων ακεραίων από 0 έως 98: Α ρ χ ή i = 0 s u m = 0 i < 99 ό χ ι ν α ι s u m = s u m + i i = i + 2 Τ ύ π ω σ ε s u m Τ έ λ ο ς

21 Αναπαράσταση Αλγόριθμων

22 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό. Οι όροι χρήσης των έργων τρίτων επεξηγούνται στη διαφάνεια «Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων». Τα έργα για τα οποία έχει ζητηθεί άδεια αναφέρονται στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

23 Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων διαθέσιμο με άδεια CC-BY διαθέσιμο με άδεια CC-BY-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-ND διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-ND διαθέσιμο με άδεια CC0 Public Domain διαθέσιμο ως κοινό κτήμα χωρίς σήμανση Δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, παρά μόνο εάν ζητηθεί εκ νέου άδεια από το δημιουργό. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου και η δημιουργία παραγώγων αυτού με απλή αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού, και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η δημιουργία παραγώγων του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου και η δημιουργία παραγώγων του. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. Συνήθως δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου.

24 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

25 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.