Классификация способов представления (описания) алгоритма. Алгоритмические языки: основные понятия и виды. Решение задач при помощи блок-схем

Тема 2

Способы представления алгоритма

1)  Классификация способов представления (описания) алгоритма

2)  Алгоритмические языки: основные понятия и виды

3)  Решение задач при помощи блок-схем

Сложность алгоритма:

1)  Наличие в нем большого числа повторяющихся действий

2)  Трудоемкости и ресурсоемкости выполняемых операций на одном или нескольких этапов реализации алгоритма

Сложность – задействование ресурсов компьютера (объем оперативной памяти)

Для записи алгоритмов существует множество способов отличающихся по:

·  Простоте

·  Наглядности

·  Компактности

·  Степени формализации

·  Ориентации на машинную реализацию и по другим показателям

Наибольшее распространение на практике получили следующее способы:

·  Аналитический

·  Словесный (вербальный)

·  Графический (в виде блок-схем)

·  Операторный

·  На языке программирования

Представление алгоритма в аналитической форме, то есть в виде формул отображающих этапы вычислительного процесса последовательностью математических или логических операций и называется аналитическим описанием алгоритма

Форма применима в тех случаях, когда задача может быть описана аналитическими зависимости искомых параметров от исходных данных или аргументов.

В случаях, когда невозможно получить аналитическое описание алгоритма применяют универсальную формулу его представления – вербальное (словесное) описание.

Пример:

1)  Проверить равенство 0 первого коэффициента уравнения. Если первый коэффициент=0, то перейти к пункту 2, если не = 0, то перейти к пункту 3

2)  Вычислить значение корня как величину = отношению свободного члена уравнения, ко второму коэффициенту, взятому с обратным знаком.

3)  Вычислить значение дискриминанта и сравнить его с 0. Если дискриминант > или = 0, то перейти к выполнению к пункту 4-5, если меньше, то к 6.

4)   

5)   

6)   

Графическое описание в виде блок-схем

При этом способе описание алгоритма происходит в виде графических блоков, изображаемые различными геометрическими фигурами с изображенным внутри них содержания этапов, при этом последовательность этапов отображается линиями, показывающих направление от исходных данных к требуемым результатам.

Для обозначения алгоритмов геометрическими фигурами на блок-схемах был разработан спец. стандарт:

19.701 – 90 «ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения» Входит в комплект стандартов, определяющих содержание, оформление документов единой системы программной документации.

ГОСТ содержит 5 разновидностей схем:

1)  Схемы данных

Отображают путь данных при решении задач и определяют этапы их обработки, а так же различные применяемые носители данных.

2)  Схема программы

Отображает последовательность операций в программе

3)  Схемы работы системы

Отображают управление операциями и поток данных в системе.

4)  Схема взаимодействия программ

Отображает путь активации программ и взаимодействий с соответствующими данными. Каждая программа отображается в схеме только 1 раз.

5)  Схема ресурсов системы

Отображает конфигурацию блоков данных и обрабатывающих блоков, которые требуются для решения задач.

При выполнении схем алгоритмов и программ отдельные функции алгоритмов с учетом их детализации отображаются в виде условных графических отображений (УГО).

Расположение и начертание символов на схеме должно соответствовать изображенной в таблице 1.

16 02 12                Правила применения символов

Любой символ предназначен для графической идентификации функции, которую он отображает, независимо от текста внутри этого символа.

1)  Символы в схеме должны быть расположены равномерно

2)  Следует придерживаться разумной длины соединений и минимального числа длинных линий

3)  Пояснительный текст должен быть внутри символа

4)  Размер символов должны быть по возможности одинаковый

5)  Предпочтительна горизонтальная ориентация символов

6)  Текст для записи внутри символов должен быть слева на право и сверху вниз независимо от направления потока.

7)  В схемах может использоваться идентификатор символов, обозначающий его место в общей схеме алгоритма должен размещаться слева и вверху над символами.

Правила выполнения соединений

1)  Потоки данных или управление схемой показываются линиями

Стандартным считается направление потока слева на право и сверху вниз. Если поток имеет направление отличное от стандарта, то его необходимо указывать с помощью стрелок (стрелки ставить, если направление влево и снизу вверх)

2)  В схемах следует избегать пересечений.

Пересекающиеся линии не имеют логической связи между собой, поэтому в точках пересечений не допускается изменение направления.

3)  2 или более входящие линии могут объединяться в одну исходящую.

4)  Линии в схемах должны подходить либо слева, либо сверху, а исходить либо справа, либо снизу.

5)  Ссылки к страницам могут быть приведены совместно с символом комментариев для их соединителя.

Пример (схема 1)

Операторное описание алгоритма

При таком написании алгоритма этапы вычислительного процессы обозначаются буквенно-цифовыми символами.

Символы обозначающие элементарные вычислительные операции называются операторами. Обозначаются заглавными буквами русского или латинского алфавита с цифровыми индексами с соответствующими порядковому номеру операции в алгоритме.

Различают операторов:

·  Арифметические – операторы действия

·  Логические – предикаты (0 или 1)

·  Ввода/вывода

Цикл для которого заранее нельзя указать точно количество повторений и проверка, окончание которого происходит по достижению нужного условия, называется итерационным.

Все итерационные циклы делятся на 2 больших класса:

1)  Цикл - «Пока»

Сначала проверяется условие, затем выполняется действие

2)  Цикл - «До»

Сначала выполняется действие, потом проверяется условие.