Материал: 3625

2

УДК 004.432

Стариков А. В. Использование алгоритмических языков программирования в мехатронике и робототехнике [Электронный ресурс]: методические указания к выполнению курсовой работы для студентов по направлению подготовки 15.03.06 Мехатроника и робототехника / А. В. Стариков; М-во науки и высшего образования РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2019. – 21 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», доктор технических наук, профессор Афоничев Д.Н.

3

Введение

Учебным планом направления подготовки бакалавра 15.03.06 – «Мехатроника и робототехника» очной формы обучения для дисциплины «Использование алгоритмических языков программирования в мехатронике и робототехнике» предусматривается выполнение и защита курсовой работы.

Цель выполнения и защиты курсовой работы контроль качественного уровня усвоения студентами основных тем и вопросов дисциплины «Использование алгоритмических языков программирования в мехатронике и робототехнике».

Задание на курсовую работу предусматривает разработку алгоритма решения задачи, запись алгоритма с использованием языка схем алгоритмов, реализацию алгоритма на языке программирования Си в интегрированной среде разработки Microsoft Visual C++ 2008 Express Edition (свободно распространяемая версия системы).

Выполнение задания предусматривает разработку алгоритма решения задачи, представленного на языке схем алгоритмов (блок-схем), написание по составленному алгоритму программы на языке Си, реализацию написанной программы в Microsoft Visual C++ 2008 Express Edition.

В отчете по курсовой работе должны быть представлены:

1.Титульный лист.

2.Лист содержания.

3.Текст задания на курсовую работу.

4.Структурная схема алгоритма с необходимыми пояснениями (комментариями).

5.Текст программы, соответствующий структурной схеме алгоритма, на языке С (с необходимыми комментариями).

6.Наборы тестовых данных для прогона (выполнения) программы.

7.Результаты выполнения программы (скриншоты).

8.Список использованных источников.

При защите курсовой работы необходимо предоставить отчет (пояснительную записку) по курсовой работе, файл с текстом исходной программы на языке Си, выполнимый файл программы, наборы тестовых данных, результаты выполнения программы.

1 Разработка и описание алгоритма решения задачи

Для описания различных структур данных и алгоритмов их обработки требуется такая система формальных обозначений и правил их использования, чтобы всякое действие трактовалось точно и однозначно. Соответствующие системы правил называют языками описаний алгоритмов.

В настоящее время используются следующие языки описания:

словесная запись;

псевдокод;

схемы алгоритмов;

4

алгоритмические языки.

При разработке сложных проектов программисты используют специальные программные средства для автоматизированного проектирования алгоритмов и программ.

Словесная запись алгоритма основана на использовании общепринятых средств общения между людьми и содержит набор фраз, который не допускает лишних слов, повторений и неоднозначностей. Действия, предусмотренные алгоритмом, нумеруются, что даёт возможность на них ссылаться. Допускается использование математической символики.

Ниже в качестве примера приведена словесная запись алгоритма решения квадратного уравнения:

1.Ввести значения коэффициентов a, b и свободного члена с.

2.Если величина a=0, то вывести сообщение «Уравнение не является квадратным». Перейти к пункту 8.

3.Определить величину дискриминанта d по следующей формуле:

db2 4ac .

4.Если величина d<0, то вывести сообщение «Уравнение не имеет действительных корней». Перейти к пункту 8.

5.Если величина d=0, то вычислить значения корней уравнения по следующей формуле:

x1 x2 b .

2a

Перейти к пункту 7.

6. Вычислить значения корней уравнения по следующим формулам:

7.Вывести значения x1 и x2.

8.Конец алгоритма.

Псевдокод это формализованный язык записи структурированных алгоритмов, основанный на представлении предписаний, задаваемых с помощью ограниченного набора типовых синтаксических конструкций. Набор конструкций состоит из смеси конструкций алгоритмического языка высокого уровня и фраз естественного языка исполнителя. Псевдокод используется для облегчения разработки программ. Так же как и программа, псевдокод имеет все достоинства структурированной записи, поэтому алгоритм, написанный на псевдокоде, достаточно легко преобразовать в программный код.

Ниже в качестве примера приведена запись алгоритма с использованием псевдокода:

алг Решение_квадратного_уравнения (арг вещ a, b, с, рез вещ x1, x2)

начало вещ d

ввод a, b, с

если a = 0 то вывод “Уравнение не является квадратным”

5

иначе

d = b*b-4*a*c

если d < 0 то вывод “Уравнение не имеет действительных корней”

иначе

если d = 0 то x1= x2=-b/(2*a)

иначе x1=(-b+ d)/(2*a) x2=(-b- d)/(2*a)

конец если вывод x1, x2

конец если конец если

конец

Схемы алгоритмов являются наиболее распространённым способом описания, обеспечивающим графическое представление метода решения задачи, в котором используются символы, отображающие операции (действия)

иданные.

Всхеме алгоритма каждому типу действий (например, ввод исходных данных, вычисление значений выражений, проверка условий и т.д.) соответствует определённая геометрическая фигура, представляющая символ действия. Символы действия соединяют линиями переходов, которые определяют очерёдность выполнения действий. Форма символов и правила составления схем установлены Единой системой программной документации (ЕСПД) ГОСТ 19701-90. Наиболее часто употребляемые символы действий указанного стандарта приведены ниже.

Обе части имеют один и тот же идентификатор