Способы (формы) записи алгоритмов

Словесно-пошаговый, алгоритмический язык, блок-схема, структурограмма.

Словесно-пошаговый способ записи алгоритмов Описывает алгоритм на естественном языке, задавая шаги в виде последовательных пунктов. Не смотря на простоту этого способа, он имеет множество недостатков: отсутствие строгой формализации, толкование шагов не всегда однозначно, описание чрезмерно многословно. Классическим примером словесно-пошагового алгоритма являются рецепты приготовления блюд.

Графический способ описания алгоритмов:Существует несколько способов графического описания алгоритмов. Наиболее широко используемым на практике графическим описанием алгоритмов является использование блок-схем. Достоинство блок схем – наглядность и простота записи алгоритма. Каждому действию алгоритма соответствует геометрическая фигура

В линейном алгоритме команды выполняются последовательно,блок-схема будет иметь вид:

Т.к. в разветвляющемся алгоритме порядок следования команд может быть разный,блок-схема примет вид:

В циклическом алгоритме некоторые действия повторяются несколько раз и для него блок-схема примет вид:

Структурограммы: дают полное визуальное представление деталей логических операций над группами операторов программы. Структурограмма (схема Насси–Шнейдермана) – это схема, иллюстрирующая структуру передачи управления внутри модуля с помощью вложенных друг в друга блоков. Каждый блок имеет форму прямоугольника и может быть вписан в любой внутренний прямоугольник любого другого блока. Запись внутри блока производится на естественном языке или с помощью математических обозначений.Символ «Обработка» содержит описание действий, выполняемых оператором или группой операторов. В подобном символе можно помещать операторы присваивания, ввода/вывода и т. д. Управление передается в прямоугольник сверху, а выходит из него снизу.Символ «Cледование» объединяет ряд следующих друг за другом процессов обработки. В отдельные прямоугольники записываются логически завершенные шаги программы. Управление начинает свой путь на внешней стороне верхнего прямоугольника, проходит через каждый прямоугольник и завершает путь на внешней стороне нижнего прямоугольника.

Символ «Решение» применяется для обозначения конструкций IF-THEN-ELSE. Условие (вопрос) располагается в верхнем треугольнике, варианты ответов – по его сторонам, а процессы обработки обозначаются прямоугольниками. В результате принятия решения управление передается в один из нижних прямоугольников:Для усеченной конструкции разветвления IF-THEN прямоугольник, соответствующий ветви невыполнения условия – НЕТ, следует оставить пустым. Символ CASE представляет расширение блока решение. Условие, называемое селектором выбора, записывается в верхнем треугольнике. Варианты выхода из треугольника, соответствующие точно определенным значениям селектора, размещаются в маленьких треугольниках по его левой стороне. Каждому варианту соответствует свой символ обработки. По правой стороне треугольника размещается выход по несовпадению условий и соответствующий ему альтернативный символ обработки.

Рис. П.2.4. Основные символы структурограмм

Символ «Цикл» служит для обозначения конструкций WHILE-DO и REPEAT-UNTIL. Изображенный внутренним прямоугольником процесс повторяется некоторое число раз либо пока выполняется некоторое условие (WHILE), либо до тex пор пока не выполнится некоторое условие (UNTIL). Затем управление выходит из нижней стороны внешнего прямоугольника. Условие окончания цикла размещается в верхней полосе внешнего прямоугольника для цикла WHILE-DO и в нижней полосе – для цикла REPEAT-UNTIL. Горизонтальная линия внутри символа показывает место проверки условия завершения цикла – в его начале для цикла WHILE-DO и в его конце для цикла REPEAT-UNTIL.

ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ЯЗЫКА

Достаточно распространенным способом представления алгоритма является его запись на алгоритмическом языке, представляющем в общем случае систему обозначений и правил для единообразной и точной записи алгоритмов и исполнения их. Под исполнителем в алгоритмическом языке может подразумеваться не только компьютер, но и устройство для работы «в обстановке». Программа, записанная на алгоритмическом языке, не обязательно предназначена компьютеру.

Как и каждый язык, алгоритмический язык имеет свой словарь. Основу этого словаря составляют слова, употребляемые для записи команд, входящих в систему команд исполнителя того или иного алгоритма. Такие команды называют простыми командами. В алгоритмическом языке используют слова, смысл и способ употребления которых задан раз и навсегда. Эти слова называют служебными. Использование служебных слов делает запись алгоритма более наглядной, а форму представления различных алгоритмов - единообразной.

При построении новых алгоритмов могут использоваться алгоритмы, составленные ранее. Алгоритмы, целиком используемые в составе других алгоритмов, называют вспомогательными алгоритмами. Вспомогательным может оказаться любой алгоритм из числа ранее составленных. Не исключается также, что вспомогательным в определенной ситуации может оказаться алгоритм, сам содержащий ссылку на вспомогательные алгоритмы.

Очень часто при составлении алгоритмов возникает необходимость использования в качестве вспомогательного одного и того же алгоритма, который к тому же может быть весьма сложным и громоздким. Было бы нерационально, начиная работу, каждый раз заново составлять и запоминать такой алгоритм для его последующего использования. Поэтому в практике широко используют, так называемые, встроенные (или стандартные) вспомогательные алгоритмы, т.е. такие алгоритмы, которые постоянно имеются в распоряжении исполнителя. Обращение к таким алгоритмам осуществляется так же, как и к «обычным» вспомогательным алгоритмам. У исполнителя-робота встроенным вспомогательным алгоритмом может быть перемещение в склад из любой точки рабочего поля; у исполнителя-язык программирования Бейсик это, например, встроенный алгоритм «SIN».

Алгоритм может содержать обращение к самому себе как вспомогательному и в этом случае его называют рекурсивным. Если команда обращения алгоритма к самому себе находится в самом алгоритме, то такую рекурсию называют прямой. Возможны случаи, когда рекурсивный вызов данного алгоритма происходит из вспомогательного алгоритма, к которому в данном алгоритме имеется обращение. Такая рекурсия называется косвенной

Алгоритмы, при исполнении которых порядок следования команд определяется в зависимости от результатов проверки некоторых условий, называют разветвляющимися. Для их описания в алгоритмическом языке используют специальную составную команду - команда ветвления. Она соответствует блок-схеме «альтернатива» и также может иметь полную или сокращенную форму

Алгоритмы, при исполнении которых отдельные команды или серии команд выполняются неоднократно, называют циклическими. Для организации циклических алгоритмов в алгоритмическом языке используют специальную составную команду цикла.