Программирование линейных вычислительных процессов

Общие сведения о линейных вычислительных процессах

Линейным вычислительным процессом является совокупность операторов, которые выполняются поочередно, то есть, один за другим. Во всем наборе вычислительных процессов линейный процесс считается самым простым. Все линейные вычислительные процессы по своей структурной организации и объемам запланированных вычислений делятся на следующие типы:

1. Простые линейные вычислительные процессы.
2. Псевдо-линейные вычислительные процессы.
3. Сложные линейные вычислительные процессы.

Данная классификация линейных процессов является достаточно условной. Она обладает зависимостью не только от предполагаемого числа начальных, конечных и промежуточных операндов, поскольку важными также считаются планируемые над ними операции, возможности их осуществления и квалификация пользователя, который выступает в качестве разработчика.

Простой линейный вычислительный процесс представляет собой последовательную однократную обработку единиц (реже десятков) начальных данных при помощи арифметических операций над ними. В общем случае простые линейные процессы используются довольно нечасто. Типичными примерами простых линейных процессов могут служить процессы вычисления площади элементарных геометрических фигур, таких как, прямоугольники, треугольники или круги.

Псевдо-линейным вычислительным процессом является последовательная однократная обработка начальных данных при помощи арифметических операций и тригонометрических (трансцендентных) функций. Псевдо-линейность объясняется тем фактом, что прямо найти численное значение тригонометрических и трансцендентных функций не представляется возможным, компьютерная программа реализует процесс их вычисления при помощи конкретных под-процессов (подпрограмм), если они предусмотрены в ее библиотеке. Для нетиповых функций, которых нет в библиотеках компьютерной программы, может потребоваться достаточно непростой и обычно нелинейный дополнительный под-процесс, который должен разработать сами пользователь. Типичным примером такого процесса является вычисление интеграла, осуществляемое циклическим накоплением.

Сложным линейным вычислительным процессом является последовательная однократная обработка большого количества операндов (десятки, сотни) при помощи типовых операций над ними. Если выполняется формальное обеспечение определяющего требования линейного процесса, то есть, однократность использования, то программирование подобных процессов считается мало эффективным, поскольку затраты времени на формирование и отладку программы будут существенно превышать время ее решения при помощи обычного калькулятора.

Программирование линейных вычислительных процессов

Основой программирования линейных вычислительных процессов являются следующие операторы:

1. Операторы присваивания.
2. Операторы ввода данных.
3. Операторы вывода данных.

Оператор присваивания применяется, для того чтобы сохранить результат вычисления арифметического выражения в переменной. Он может быть представлен в следующем общем виде:

Переменная:= выражение;

здесь знаки «:=» должны читаться как «присвоить».

Действие оператора присваивания можно описать следующим образом:

1. Вначале производится вычисление выражения, стоящего справа от знака «:=».
2. Далее результат должен быть записан в переменную, которая стоит слева от знака.

К примеру, после исполнения такого оператора:

k:=k+2;

текущая величина переменной k должна увеличиться на два.

Тип переменной слева от знака присваивания обязан быть не младше, чем тип выражения. То есть, это может означать, что, если выражение выдает целое число, то итоговый результат может быть записан и в целую, и в вещественную переменную. А когда результат вычисления выражения является вещественным, то записать его в целочисленную переменную запрещено, так как при этом возможна потеря точности.

Базовый формат оператора ввода предоставляет возможность пользователям задать с клавиатуры значения одной или ряда переменных. Оператор ввода с клавиатуры можно представить следующими формами:

• read(список_переменных);
• readln(список_переменных).

Имена переменных в списках должны перечисляться через запятую. Список данных, которые передаются какому-либо оператору или написанным подпрограммам, называется параметрами. Это означает, что параметрами оператора (вернее, стандартной процедуры) read могут выступать имена переменных, которые были описаны раньше в разделе var.

При считывании оператора ввода исполнение программы приостанавливается, и программа будет ожидать ввод данных пользователем. Вводимые значения переменных должны разделяться пробелом или переводом строки, то есть, нажатием клавиши Enter. По завершении ввода значений всех переменных из списка, работа программы должна продолжиться, исполнением следующего оператора.

Отличие оператора readln от оператора read состоит лишь в том, что все переменные должны быть занесены в одну строчку экрана, кнопка Enter должна нажиматься лишь один раз по завершении ввода. Форма записи readln применяется, как правило, для занесения строк текста. А, для занесения числовых значений, лучше применять read, так как, в таком случае пользователи могут заносить данные более свободно, то есть, и в одну, и в несколько строчек экрана. Когда пользователь пытается ввести данные недопустимого типа, к примеру, строчку текста вместо числа, то будет выводиться системное сообщение об ошибке, и работа программы прервется.

Базовый формат оператора вывода предоставляет возможность отображения на экране значения переменных или констант, а также строки текста в апострофах. Оператор вывода может быть представлен следующими формами:

• write(список),
• writeln(список).

Компоненты списка должны перечисляться через запятую.