книги из ГПНТБ / Соловейчик, Р. Э. Программирование на АЛГОЛ-60 учеб. пособие

Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

иордена Трудового Красного Знамени 'горный институтi нм.Г.В.Плеханова

Р.Э.СОЛОВЕЙЧИК

ПРОГРАММИРОВАНИЕ

НА АЛГОЛ-60

—3

I

В в е д е н и е

За последние 25 лет исключительно широкое развитие полу­ чила электронно-цифровая вычислительная техника и: одновремен­ но выявился целый ряд недостатков и трудностей в ее использо­ вании.

Не останавливаясь на многочисленных преимуществах этой техники в связи с их общеизвестностью, отметим только ее ос­ новное недостатки.

I. Процесс программирования, весьма трудоемок и требует для своего осуществления времени, во много раз превосходяще­ го машинное время, затрачиваемое ка вычисление по готовой и полностью отлаженной программе.

2 k Каждая программа, составленная для какой-нибудь конк­ ретной машины, не может быть использована в другой машине.

3. Публикация результатов по программированию применяет­ ся сравнительно редко как из-за большого объема программ, так к из-за их машинной ориентированности (т.е. составления их для конкретной машины). Все это настоятельно ставило воп­ рос об автоматизации программирования и сведения к- минимуму "ручной работы". При этом естественно возникла мысль о создан нии некоторого промежуточного языка, который допускал бы ав­ томатическую трансляцию (перевод) с этого языка на язык конк­ ретной машины и был бы удобен для публикаций. Конечно, при этом возникает' необходимость создания таких трансляторов для каждой конкретной машины.

Проект такого языка, предназначенного для описания вы­ числительных алгоритмов, был разработан в 1958 г., а его окончательный вариант принят в I960 г. Этот язык получил название АЛГ'Ш-бО (Algorithmic Language — алгоритмический язык).

—5

В настоящее время существуют три разновидности языка

того, значительная часть публикаций осуществляется на эталон­ ном языке. Язык публикаций, как это следует из названия, при­ способлен для обмена информацией, но не получил широкого рас­ пространения. Язык конкретных цредставлений приспосабливает эталонный язык к использованию в конкретной машине с учетом ее конструктивных особенностей.

Следует подчеркнуть, что описание эталонного языка будет вестись несколько упрощенно. Подробно изучать язык ЛЛГ0Л-60 едва ли целесообразно, но делающие могут ознакомиться с ним по книге М.И.Агеева "Основы алгоритмического языка АДГОЛ-бО" (1965).

Что такое алгоритм

Рассмотрим вначале особенности процесса постановки за­ дач для' вычислительной машины.

I. Все должно быть точно определено заранее.

Из курса программирования известно, что после составле­ ния программы и ее ввода в машину миссия человека окончена. Втолнение программы происходит внутри машины, и оно пол­ ностью автоматизировано: программа выполняется без вмешатель­ ства человека. Это значит, что нужно заранее (т.е. при сос­ тавлении программы) предусмотреть, что должна делать машина цри тех или иных обстоятельствах. Например, если нужно пос­ тупить, каким-то специальным образом в том случае, когда какая-то переменная окажется отрицательной, то необходимо

6

предусмотреть это заранее, поставив в программу соответствую­ щие управляющие приказы. ■

Если требуется, чтобы машина остановилась в том случае, когда какая-то переменная примет очень большое значение, то нужно заранее сообщить машине, что означают слова "очень боль­ шое" и предусмотреть соответствующий останов машины.

Если нужно напечатать результаты не всех, а только неко­ торых вычислений, то необходимо заранее сообщить машине, как она будет устанавливать, какие из результатов печатать, а ка­ кие нет и т.д. и т.п.

Во всех этих случаях указания машине должны быть исчерпы­ вающе точны и не допускать возможности из различного истолко­ вания.

2. Вычислительная машина не может сама принять даже мого простого решения, если ей не были даны необходимые указа­ ния человеком, ставящим задачу.

Всегда нужно помнить, что машина не может мыслить, хотя ее действия напоминают работу мыслящего существа. Однако на самом деле весь процесс мышления был осуществлен человеком заранее. Вот эти-то рассуждения приводят к понятию алгоритма, который представляет собой точное и полное описание вычисли­ тельного процесса.

Очень важно, чтобы этот алгоритм был хорошим, т.е. что­ бы программа, построенная по нему, была бь? оптимальной и что­ бы он был написан на языке, применяемом в трансляторе исполь­ зуемой конкретной машины.

Остановимся на таком , не совсем строгом аксиоматическом описании понятия алгоритма и поясним его дальнейшими примера­

Заметим, что с поставленной таким образом задачей вычислитель­ ная машина почти ничего не сможет сделать. В лучшем случае она воспримет коэффициенты и свободные члены этих уравнений, но не сможет перейти к их решению.

7

Дело в том, что в задаче не указана процедура вычисле­ ний, применяемая для решения этой системы уравнений (а таких процедур имеется несколько). Но даже, если бы процедура вычис­ лений была единственной, все равно ее надо сообщить машине, так как она ее не "знает"). Выберем в качестве такой проце­ дуры привычные формулы Крамера:

да в машину коэффициентов и свободных членов системы уравне­

Условимся, что в ромбах будут помещены так называемые усло­ вия.

В рассматриваемом примере, если ae ~ db f о , то име­

ется единственное решение, которое можно отразить, приписав

Теперь изображение примет следующий чид (причем мы ввели ве­

что в прямоугольниках будутобозначены вычислительные опе­ рации, а символ := будет использоваться вместо слов "ста-

новится равным

ний имеет бесчисленное множество решений, что можно отразить,

се ~ fb = о и af - do = о , так как второе в этом случае является следствием, но этого можно и "не заметить").

Если се - п> / О и af - dc / О , to система уравне­

ний не имеет решений. Это можно отразить, приписав перемен­ ной solution значение 0 (и в этом случае достаточно, что­ бы имело место только одно из двух неравенств се - ft 4. о

котором еще предусмотрен вывод решения рассматриваемого при­

схемой алгоритма решения системы двух линейных алгебраичес­ ких уравнений с двумя неизвестными