Алгоритмизация программирования блок схемы

Виды алгоритмов и типы их схем

В этой статье будут рассмотрены основные виды алгоритмов, а также схематические блоки, которые используются при их описании. Кроме получения информации о видах блоков алгоритмов, читатель узнает о наиболее популярных методах описания алгоритмических последовательностей. Будут приведены соответствующие примеры с пояснениями.

Блок-схема

Алгоритмы бывают разные, но прежде чем приступить к рассмотрению их видов, следует рассказать об основном способе визуализации алгоритмической последовательности — созданию блок-схемы. Такие схемы состоят из соответствующих функциональных блоков, которые связаны между собой. Каждый блок отвечает за выполнение какого-нибудь действия. Для каждого типа действия определён конкретный блок, представляющий собой геометрическую фигуру.

Существует и очередность выполнения действий — она определяется линиями, которые соединяют блоки. По умолчанию используемые в схеме блоки соединяются слева направо и сверху вниз. В случае другой последовательности выполнения, блоки соединяются направленными линиями (речь идёт о линиях, оснащённых стрелками).

Типы и назначение блоков алгоритма можно посмотреть в таблице ниже:

Теперь рассматривать виды алгоритмов будет гораздо понятнее.

Виды алгоритмов

Алгоритмы бывают: — линейные – подразумевается последовательное выполнения операций (команд, указаний), то есть выполнение действий происходит друг за другом. Вот, как это выглядит на схеме с блоками:

— разветвляющиеся – характеризуются выполнением хотя бы одной операции по проверке условия, в результате чего осуществляется переход действия на какой-нибудь другой из возможных вариантов решения. Смотрим схему:

— циклические – данным алгоритмом предусмотрено многократное повторение определенной последовательности действий (речь идёт об одинаковых операциях). Здесь число повторений будет обусловлено либо условием задачи, либо исходными данными.

Также стоит добавить, что любая алгоритмическая конструкция способна включать в себя какую-нибудь другую конструкцию того либо иного вида, то есть алгоритмы бывают вложенными.

Способы описания алгоритмов

О блок-схеме, как об основном способе представления алгоритмов, мы уже поговорили. Но кроме блоков, есть и другие методы:

1. Словесное описание — это когда структура алгоритма описывается естественным языком. Лучше всего вспомнить любой бытовой прибор (утюг, телевизор, микроволновую печь, холодильник и т. п.). Все эти приборы имеют инструкцию по эксплуатации, то есть перед нами типичное описание алгоритма словами, с учётом которых прибором надо пользоваться. Такой способ не формализован и не учитывает все возможные ситуации, возникающие при эксплуатации. К недостаткам словесного описания относят и неоднозначность толкования некоторых терминов.
   Представьте, что вы куда-то собрались, и вас интересует погода на улице. Словесное описание будет приблизительно таким: 1) смотрим на градусник, определяем температуру на улице; 2) если температура ниже 0, надеваем шубу, если выше — куртку.
2. Псевдокод — в этом случае можно говорить о естественном и частично формализованном языке, то есть это описание уже позволяет определить главные этапы решения задачи, что необходимо перед составлением программы — точной записи на языке программирования. Псевдокод характеризуется уже наличием формализованных конструкций и общепринятой математической символикой, однако строгих синтаксических правил по записи не существует.
3. Блок-схема. Схему, состоящую из блоков и линий, включая значения наиболее часто используемых блоков, уже рассмотрели выше. Но вернёмся к нашему примеру с погодой:
4. Программа — описание, созданное на языке алгоритмического программирования. Такой вариант характеризуется высокой степенью формализации, то есть появление программы позволяет решать прикладные задачи. В форме программы описываемый ранее пример будет выглядеть следующим образом:

Источник

Блок-схемы алгоритмов. Назначение блоков данных

В статье пойдет разговор о том, что такое схема алгоритмов, какие данные в эту схему вносятся. Также будет дан ответ на вопрос, какие существуют виды блоков для схем представления алгоритма.

Algorithm — строгая последовательность действий для какого-нибудь исполнителя, которая приводит к решению поставленной задачи либо получению заданного результата за определенное количество число шагов. Упоминание исполнителя здесь неслучайно, ведь любая алгоритмическая последовательность создается с учетом конкретного исполнителя и имеющихся у него возможностей. Под исполнителем понимается некий субъект, который способен понять и выполнить определенный перечень команд. Совокупность этих команд является системой команд исполнителя.

Но чтобы выполнить алгоритм, одного лишь его наличия недостаточно. Выполнение предполагает применение в контексте решения реальной задачи, а значит, потребуется выполнение запланированных действий по отношению к конкретным входным данным. Следовательно, исполнителю надо передать входные данные до начала алгоритма:

Входные данные → Algorithm → Выходные данные (результат)

Когда исполнитель получает выходные данные, они выдаются в качестве результата выполненной работы. Также стоит учесть, что в процессе выполнения этой самой работы возможно создание и использование в программе промежуточных данных.

Блок-схемы алгоритма

Наглядным способом представления алгоритмической последовательности является блочная схема. Она выглядит как последовательность функциональных блоков, связанных между собой. Каждый из этих элементов отвечает за выполнение одного либо нескольких действий. Так как возможны разные действия, то каждому типу действия соответствует геометрическая фигура.

Очередность выполнения действий определяется линиями, которые соединяют блочные элементы с данными. Принято, чтобы компоненты схемы соединялись слева направо и сверху вниз. В случае наличия какой-либо иной последовательности, используют линии направленного вида (со стрелками).

Блок–схемы алгоритма: виды и примеры

Функциональный (операторный) блок:

Его еще называют процессом. Такой элемент нужен для указания действия (шага) алгоритма. Он представляет собой прямоугольник, в который может входить одна направленная линия и выходить тоже одна линия. Внутри записывают команду, подлежащую выполнению. Для наглядности возможна запись нескольких команд в одном блочном элементе.

Альтернативный блок:

Это условный блок, т. к. в нем прописывается какое-нибудь условие. Он указывает наличие выбора среди одного из двух вероятных действий. Геометрическая фигура представляет собой ромб. Внутри прописывается условие выбора (вопрос, сравнение). В качестве условия может выступать выражение, для которого справедливо лишь одно из 2-х значений: «ложь» либо «истина».

В ромб может входить одна направленная линия, а выходить две направленные линии, причем одна подписывается словом «Да», вторая — «Нет». В случае, если записанное внутри геометрической фигуры условие является верным (значение истинно), управление передается по стрелке, которая подписана словом «Да». В обратной ситуации управление переходит на стрелку «Нет».

Блок начала/конца (пуск/останов):

Применяется, соответственно, в начале и конце блок-схемы алгоритма.

Блок ввода-вывода:

С его помощью организуют ввод исходных данных и вывод результирующих данных.

Блок цикла:

Служит для организации циклического процесса с каким-нибудь параметром. Должно быть известно как число итераций (повторений) цикла, так и шаг изменения параметра. Внутри через запятую прописывается начальное значение циклического параметра, а также шаг изменения и конечное значение.

Блок подпрограммы (предопределенного процесса):

Применяется в целях указания обращения к отдельным модулям, библиотечным подпрограммам, вспомогательным алгоритмам.

Элемент печати:

Обозначает вывод результатов на печать.

Исходя из вышесказанного, пример простейшей блок-схемы алгоритма (речь идет о линейной последовательности) будет выглядеть следующим образом:

Следующий пример представляет собой схематическое описание (блок-схему) итога работы алгоритма целочисленных преобразований с оператором присваивания := :

Источник