Download - Informatika Előadás
![Page 1: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/1.jpg)
Informatika ElőadásAlgoritmusok
Tusnádi István
![Page 2: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/2.jpg)
Az algoritmus definíciója
Azon egyértelmű instrukciók halmazát, mely egy konkrét feladat véges számú lépésben történő megoldásához vezet, algoritmusnak nevezzük
![Page 3: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/3.jpg)
Az algoritmizálhatóság feltételei
Lépésekre bontott végrehajtható folyamat Minden lépés egy elemi utasítás vagy
felbontható elemi utasításokra Meghatározott a végrehajtási sorrend Véges a leírás
![Page 4: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/4.jpg)
Az algoritmus műveletei
szekvenciák (utasítások egymás utánisága)
iterációk más néven ciklusok (utasítások ismétlődése)
szelekciók (az algoritmus feltételtől függő elágaztatása)
![Page 5: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/5.jpg)
Az algoritmizálás alapjai Az algoritmus lépésekből áll. Minden lépésnek egyértelműen végrehajthatónak
kell lennie. A végrehajtandó instrukcióknak valamilyen célja van. Az algoritmusnak vannak bemenő adatai melyeket
felhasznál. Az algoritmusnak legalább egy kimenő adatot
produkálnia kell. Az algoritmus véges számú lépésben
megoldhatónak kell lennie. Az algoritmus legyen hatékony és felhasználó barát
![Page 6: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/6.jpg)
Egymás utáni utasítások
Hétköznapi életből vett algoritmus:Utcai telefonkészülék használatának algoritmusa
Emelje fel a kézibeszélőt Várja meg a tárcsahangot Ha van tárcsahang, akkor Dobjon be egy 50 Ft-ost! Tárcsázzon! Vége
![Page 7: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/7.jpg)
Feltételtől függő elágaztatás Az előbbi példa finomítása:
Utcai telefonkészülék használatának algoritmusa
Emelje fel a kézibeszélőt Várja meg a tárcsahangot Ha nincs búgó hang, akkor
Keressen egy másik telefonkészüléket!Kezdje elölről a folyamatot
egyébkéntDobjon be egy 50 Ft-ost!Tárcsázzon!Vége
![Page 8: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/8.jpg)
Ismételt, feltételtől függő végrehajtás
Példa egy másik algoritmusra:Szörpautomata használati algoritmusa:
Válaszd ki a megfelelő szörpöt! Dobj be egy 100 Ft-ost! Nyomd meg a kívánt szörphöz tartozó gombot! Ismételd amíg nem telik meg a pohár: Nézd a
poharat! Vedd ki a poharat! Idd meg a szörpöt! Vége
![Page 9: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/9.jpg)
Az algoritmizálás alapjai
Az algoritmusok 3 alapvető műveletből épülnek fel: szekvenciák (utasítások egymás utánisága) iterációk más néven ciklusok (utasítások
ismétlődése)szelekciók (az algoritmus feltételtől függő
elágaztatása)
![Page 10: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/10.jpg)
A program
Egy számítógép által érthető nyelven írt algoritmust programnak nevezünk.
![Page 11: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/11.jpg)
Az algoritmus tervezése Meg kell fogalmazni, hogy pontosan mit kíván a
feladat, azaz milyen adat(ok)ból mi(ke)t, s milyen összefüggés alapján kell kiszámolni. Ezt a pontos, precíz megfogalmazást hívják specifikációnak.
Az algoritmus áttekinthető formában való leírására számtalan eszköz létezik: Folyamatábra Stuktogram Jackson-féle jelölés Leírás fával Leírás mondatszerű elemekkel
![Page 12: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/12.jpg)
Algoritmus leíró eszközök Folyamatábra:
A programot gráfként írja le. A programgráf egy irányított gráf, amely a csomópontokból és őket összekötő élekből áll, egyetlen induló és befejező éle van, az induló élből bármely csomópont elérhető. A folyamatábra három féle csomópontot tartalmaz:
utasítás csomópont döntés csomópont gyűjtő csomópont.
Ez az algoritmus leíró eszköz jól használható az algoritmusok végrehajtásának követésére.
Hátrányai: terjedelmes, szövegszerkesztővel nehezen készíthető, javítása rendkívül nehézkes.
![Page 13: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/13.jpg)
Folyamatábra
Utasítás csomópont
Döntés csomópont
Gyűjtő csomópont
Igaz Hamis
Utasítás
![Page 14: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/14.jpg)
Folyamatábra
Igaz Hamis
Emelje fel a kézibeszélőt
Várja meg a tárcsahangot
Keressen egy másik telefonkészüléket!
Vége
Dobjon be egy 50 Ft-ost!
Tárcsázzon!
Van búgó hang?
![Page 15: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/15.jpg)
Algoritmus leíró eszközök Stuktogram:
Az eszköz a folyamatábra hibáit próbálja meg kiküszöbölni azzal, hogy a programgráfot élek nélkül ábrázolja, így egyetlen egy alapelem marad a téglalap. Az eszköz csak struktúrált programok írására alkalmas, rajzossága miatt terjedelmes, nehezen javítható és nehezen „olvasható”.
![Page 16: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/16.jpg)
Stuktogram
Szekvencia:Utasítás
Utasítás
FeltételNemIgen
Utasítás Utasítás
Szelekció:
Iteráció: Feltétel
Utasítás(ok)
![Page 17: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/17.jpg)
Algoritmus leíró eszközök Jackson diagram:
Ez az eszköz az adat- és algoritmikus szerkezetek leírására egységes ábrakészletet definiál.Az új eszköz egyértelmű előnye az algoritmus- és adatleírás egységessége, áttekinthetősége azonban az eddigieknél is rosszabb.
![Page 18: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/18.jpg)
Jackson diagramA
CB
A
CB
A
C
Szekvencia:
Szelekció:
Iteráció: F
*
F
![Page 19: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/19.jpg)
Algoritmus leíró eszközök Leírás fával:
Ez a leíró eszköz a programgráfot és-vagy-fával írja le.
A fa ciklust nem tartalmaz, a ciklusokat rekurzívan írhatjuk le. Az eszköz az eddigieknél szélesebb alkalmazási lehetőségű, áttekinthetősége viszont továbbra is rossz.
![Page 20: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/20.jpg)
Algoritmus leíró eszközök Leírás mondatokkal:
Sorszámozott utasítású programozási nyelvekhez (pl.: BASIC) illeszkedik ez az eszköz. Utasításai sorszámozott mondatok. Ennél az eszköznél a követést a sorszámok biztosítják. Nehezen áttekinthető, olvasható sok hátrányos tulajdonsága van.
![Page 21: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/21.jpg)
Leírás mondatokkal
1. Emelje fel a kézibeszélőt2. Várja meg a tárcsahangot3. Ha van búgó hang, akkor folytasd az 5. soron!4. Keressen egy másik telefonkészüléket! Folytasd
a 7. soron!5. Dobjon be egy 50 Ft-ost!6. Tárcsázzon!7. Vége
![Page 22: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/22.jpg)
Algoritmus leíró eszközök
Leírás mondat-szerű elemekkel: Elemei nem teljes mondatok, mondat szerű
elemek. Struktúrái megfelelnek a szokásos Neumann elvű programozási nyelv struktúráknak, kódolása egyszerű.
![Page 23: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/23.jpg)
Algoritmus tervezése Az algoritmus tervezésének alapja a
dekompozíció: A feladatot részekre kell bontani, a részeket meg kell oldani, majd a megoldott részeket kell összeállítani, hogy együtt működhessenek. A részekre bontásnál két irányzatot különböztetünk meg: Felülről lefelé, fokozatosan, lépésenként finomítással.
(Top-down módszer) Alulról felfelé (bottom-up) módszer, ahol a kisebb
feladatok megoldásával kezdjük, majd azután gondolkodunk az összeállítás struktúráján.
![Page 24: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/24.jpg)
Algoritmus tervezése A felülről lefelé való programtervezés
irányelvei: Oszd meg és uralkodj elv: a lebontott részek egymástól
függetlenek legyenek Adatok elrejtésének elve: a megfelelő program részek
csak saját adataikon dolgozzanak Döntések elhalasztásának elve: azokat a döntéseket,
melyekhez nincs elég ismeretünk halasszuk későbbre. Döntések kimondásának elve: ha már meghoztunk egy
döntést, meg kell fogalmazni, le kell rögzíteni, nehogy később erről megfeledkezve ellentmondásba keveredjünk.
![Page 25: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/25.jpg)
Algoritmus tervezéseAz alulról felfelé tervezés
lényege:Már meglévő programrészeket építünk
programunkba. Erre akkor kerül sor, ha bizonyos részfeladatokat már megcsináltunk, vagy amikor megvásárolunk egy rutingyűjteményt.
![Page 26: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/26.jpg)
Objektumorientált szemléletmód Az algoritmust végrehajtó programot a tervezés
során jól elkülöníthető modulokra kell bontani, A modulok külön-külön jól definiált feladatot látnak
el, így könnyen változtathatók, karbantarthatók, védettek, könnyen összeépíthetők és újrafelhasználhatók lesznek.
A megvalósításhoz a modulokon belül erős összetartás, a modulok között laza kapcsolat elvét kell követni
![Page 27: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/27.jpg)
Modulok az objektumorientált rendszerben
Adat Eljárás
Adat
Adat
AdatAdat
Adat
Eljárás
Eljárás
Eljárás
Eljárás
Eljárás
![Page 28: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/28.jpg)
Objektumorientált szemléletmód Egy objektumorientált programban a legkisebb
modul az objektum, melyben adatok és az eljárások össze vannak zárva.
Minden objektumnak megvan a jól meghatározott feladata.
A program működése során az objektumok egymással kommunikálva végzik a rájuk bízott feladatot
Egy objektumorientált rendszer tervezésekor a feladatspecifikáció alapján meg kell határozni a rendszerben szereplő objektumokat, és az objektumok között szét kell osztani a feladatokat.
![Page 29: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/29.jpg)
Objektumorientált szemléletmóddal kapcsolatos fogalmak Felelősség: minden objektumnak megvan a jól
meghatározott feladata. Az objektum felelős a feladatai elvégzéséért.
Bezárás, információ elrejtése: a feladatok elvégzésének hogyanja az objektum belügye. Az objektum belseje sérthetetlen.
Polimorfizmus, többalakúság: ugyanarra a kérelemre a különböző objektumok különbözőképpen reagálnak.
![Page 30: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/30.jpg)
Objektumorientált szemléletmóddal kapcsolatos fogalmak Osztályozás: az objektum példányokat
viselkedésük szerint osztályokba soroljuk. Öröklődés: egy osztály örökölhet
tulajdonságokat és viselkedésformákat egy másik osztálytól. Az utód osztályban csak az ős osztálytól való eltéréseket kell megadni.
Futás alatti kötés: bizonyos operációkról csak futáskor lehet kideríteni, hogy konkrétean melyikre van szükség. Ezek az operációk később kötődnek a programhoz.
![Page 31: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/31.jpg)
Példa objektum öröklődésreEmber
NévSzületési évTanulBeszél
Oktató
TanszékFizetés
TanítBeszél
Hallgató
TanfolyamszámEredmény
Tanul
Ős osztály
Utód osztályok
![Page 32: Informatika Előadás](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062807/56815068550346895dbe6634/html5/thumbnails/32.jpg)
Vége