Файл: Голембо, З. Б. Алгоритмизация и программирование электротехнических задач на электронных цифровых вычислительных машинах учеб. пособие.pdf

языке, и перерабатывает его в программу, состоящую только из машинных команд. Таким образом, алгоритмический язык в извест­ ной мере независим от ЭЦВМ, что позволяет выполнять расчет на разных моделях ЭЦВМ без необходимости ручного программи­ рования.

Все высокоразвитые алгоритмические языки программирования являются в той или иной степени специализированными. Каждый из них предназначен для записи алгоритмов решения задач из вполне определенной области. Так, например, широко используе­ мый язык ФОРТРАН — наиболее удобен для описания вычисли­ тельных процессов, КОБОЛ — для описания экономических задач, СНОБОЛ — для описания процессов переработки символьной информации, ЛИСП — для обработки списочных структур и т. д.

Использование при решении какой-либо задачи не предназна­ ченного для нее языка, как правило, сопряжено с большими не­ удобствами — составление описания алгоритма требует больших затрат труда и времени, сами же описания ненаглядны, оттранслиро­ ванные программы неэффективны.

К алгоритмическому языку предъявляются следующие требо­ вания.

1. Наглядность (использование легко понимаемых изобрази­ тельных средств).

2.Единство языка (одни и те же средства должны применяться для выражения одних и тех же понятий в разных частях записи алгоритма).

3.Гибкость (любой из распространенных приемов вычислитель­ ной математики должен описываться без излишнего усложнения).

4.Многоступенчатость (должен позволять описывать очень сложные алгоритмы в виде сочетания сравнительно небольшого числа более простых алгоритмов, описываемых отдельно).

5.Однозначность (запись любого алгоритма должна читаться единственным способом).

Внастоящее время наибольшее распространение получили алго­ ритмические языки ФОРТРАН и Алгол-60, удовлетворяющие боль­ шинству перечисленных требований и удобные для описания вычис­ лительных процессов.

§ 2.3. Алгоритмический язык АЛГОЛ-60

Название алгоритмического языка Алгол-60 складывается из следующих понятий: Алгол (ALGOL) сокращение от английских слов algorithmic language — алгоритмический язык; число 60 ука­ зывает на год, когда состоялась конференция ученых, обсудивших и опубликовавших описание этого языка.

Основными символами в Алголе служат латинские буквы. Имеется также некоторое количество служебных слов (английских). Числа обозначаются в десятичной системе счисления. Целая часть числа отделяется от дробной точкой.

Центральным понятием Алгола является оператор, обозначаю-

17

щий определенное действие, которое необходимо выполнить над переменными, т. е. величинами, принимающими различные зна­ чения. Вычислительная программа, записанная на языке Алгол-60, представляет собой линейную последовательность операторов. Каж­ дый оператор может быть помечен, т. е. снабжен слева меткой, на­

в программе, программист пользуется произвольно выбранной пос­ ледовательностью наименований — идентификатором. Идентифика­ тор может содержать буквы (строчные и заглавные), цифры и целые слова, составленные из букв и цифр. Выбор того или иного иден­ тификатора не меняет смысла программы.

Чтобы пояснить течение вычислительного процесса, в язык Алгола введены специальные слова, которые не входят в выбранный идентификатор и являются постоянными составными частями языка. Существует 22 таких слова: go to (перейти к), if (если), then (то), else (иначе), for (для), do (выполнить), step (шаг), until (до), while (пока), begin (начало), end (конец), comment (коммента­ рий), own (собственный Boolean (булево), integer (целое), real (действительное), array (массив), switch (переключатель), string (строка), procedure (процедура), label (метка), value (значение). Эти слова воспринимаются как единые символы и печатаются жир­ ным шрифтом.

Программа на языке Алгол-60 расписывается в строку. При этом соблюдаются следующие правила. Внутри одной строки сим­ волы должны быть написаны строго линейно; надстрочные (пока­ затели) и подстрочные (индексы) знаки не допускаются. Члены one-

ft

Совокупность элементов, обрабатываемых в процессе счета оди­ наковым образом, объединяется в языке Алгол в массив., Массиву предшествует слово array. Для каждого массива, встречающегося в программе, должно быть дано описание, которое устанавливает наименование массива и количество его элементов. Количество эле­ ментов массива определяется границами — индексами, которые заключаются в квадратные скобки, например: array в [1 : 10000]; array С[а : в\ е : d\. Алгол не накладывает никаких ограничений на глубину и размеры индексации, но во всех случаях, когда индек­ сное выражение получается нецелым, оно округляется до ближай­ шего целого.

В вычислениях встречается два типа чисел. Числа первого

18

и его последнее значение (или формула пересчета) и условие в виде логического выражения, например for а: = 1 step 1 until lOOdo L; та­ кая запись означает, что значения переменной а изменяются от 1 до 100 с шагом, равным единице; для каждого значения а выпол­

Часто действие, выполняемое повторно, не может быть описано одним оператором. В этом случае группу операторов объединяют в один составной оператор. Составной оператор заключают в опе­ раторные скобки, ограниченные словами begin и end, например: fori = 1 step 1 until 100 do.

beginh = ( 3 x ' + 4 ) x (4 x ' + 5)= В Ы В ° Д (/г- h t 2)

составной оператор

Операторы друг от друга отделяются точкой с запятой. Про­ грамма вычислений, особенно если она сложная и громоздкая, для упрощения программирования, может быть разбита на несколь­ ко самостоятельных кусков — блоков. На языке Алгол каждый блок представляет собой ряд описаний и следующий за ним ряд

обозначения в операторах, не входящих в блок, использовать нель­ зя. Описания в блоке всегда предшествуют операторам и отделяют­ ся друг от друга и от всех операторов точкой с запятой.

Значения переменной после выхода из блока, в котором она опи­ сана, теряются. Однако в языке Алгол может быть предусмотрен специальный класс переменных, сохраняющих свои значения во всей программе. Их называют собственные переменные. Перед опи­ санием типа собственной переменной или собственного массива должно стоять слово own, например own real х, у; own integer array а [1 : 10]. Часть программы, которая с различными параметрами используется в нескольких местах программы или в других про­ граммах, выделяется в процедуру. Процедуры имеют такое же зна­ чение, как стандартные программы при обычном программирова­ нии. Процедуре предшествует заголовок, который в простейшем случае имеет вид: procedure / (7Y. Pi\ ••\ Рп), где / — идентифика­ тор (наименование процедуры), а Р,; Р 2 ; ...; Рп — идентификаторы, обозначающие формальные параметры процедуры.

Часть программы, к которой относится идентификатор /, на­ зывается телом процедуры. Тело процедуры является оператором языка Алгол. Идентификатор служит наименованием выполняе­

20