Алгоритм, его свойства и способы описания

Для составления программы, предназначенной для решения на ЭВМ какой-либо задачи, требуется составление алгоритма ее решения.

Алгоритм — это точное предписание, которое определяет процесс, ведущий от исходных данных к требуемому конечному результату.

Применительно к ЭВМ алгоритм определяет вычислительный процесс, начинающийся с обработки некоторой совокупности возможных исходных данных и направленный на получение определенных этими исходными данными результатов. Термин вычислительный процесс распространяется и на обработку других видов информации, например, символьной, графической или звуковой.

Если вычислительный процесс заканчивается получением результатов, то говорят, что соответствующий алгоритм применим к рассматриваемой совокупности исходных данных. В противном случае говорят, что алгоритм неприменим к совокупности исходных данных. Любой применимый алгоритм обладает следующими основными свойствами: результативностью, определенностью, массовостью.

Результативность означает возможность получения результата после выполнения конечного количества операций. Определенность состоит в совпадении получаемых результатов независимо от пользователя и применяемых технических средств. Массовость заключается в возможности применения алгоритма к целому классу однотипных задач, различающихся конкретными значениями исходных данных.

Для обеспечения возможности реализации на ЭВМ алгоритм должен быть описан на языке, понятном компьютеру, то есть на языке программирования.

Таким образом, можно дать следующее определение программы. Программа для ЭВМ представляет собой описание алгоритма и данных на некотором языке программирования, предназначенное для последующего автоматического выполнения.

Как правило, в процессе разработки алгоритм проходит несколько этапов детализации. Первоначально составляется укрупненная схема алгоритма, в которой отражаются наиболее важные и существенные связи между исследуемыми процессами (или частями процесса). На последующих этапах раскрываются (детализируются) выделенные на предыдущих этапах части вычислительного процесса, имеющие некоторое самостоятельное значение.

В процессе разработки алгоритма могут использоваться различные способы его описания, отличающиеся по простоте, наглядности, компактности, степени формализации, ориентации на машинную реализацию и другим показателям. В практике программирования наибольшее распространение получили:

1) словесно-формульная запись алгоритмов;

2) структурная или блок-схемная запись алгоритмов;

3) псевдокод (формальные алгоритмические языки);

4) структурограммы.

Перед составлением программ чаще всего используются словесно-формульный и блок-схемный способы. Иногда перед составлением программ на низкоуровневых языках программирования типа языка Ассемблера алгоритм программы записывают, пользуясь конструкциями некоторого высокоуровнего языка программирования.

При словесно-формульном способе алгоритм записывается в виде текста с формулами по пунктам, определяющим последовательность действий.

При блок-схемномописании алгоритм изображается геометрическими фигурами (блоками), связанными по управлению линиями (направлениями потока) со стрелками. В блоках записывается последовательность действий.

Данный способ по сравнению с другими способами записи алгоритма имеет ряд преимуществ. Он наиболее нагляден: каждая операция вычислительного процесса изображается отдельной геометрической фигурой. Кроме того, графическое изображение алгоритма наглядно показывает разветвления путей решения задачи в зависимости от различных условий, повторение отдельных этапов вычислительного процесса идругие детали.

Форма символов и правила составления схем алгоритмов установлены государственным стандартом ГОСТ 19.701-90 “Схемы алгоритмов, программ, данных и систем”.

Операции обработки данных и носители информации изображаются на схеме соответствующими блоками. Большая часть блоков по построению условно вписана в прямоугольник со сторонами а и b. Минимальное значение а равно 10 мм, увеличение а производится на число, кратное 5 мм. Размер b=1,5а. Для отдельных блоков допускается соотношение между а и b, равное 1:2. В пределах одной схемы рекомендуется изображать блоки одинаковых размеров. Все блоки нумеруются на разрыве блока справа. Виды и назначение основных блоков приведены в табл. 1.

Линии, соединяющие блоки и указывающие последовательность связей между ними, должны проводиться параллельно линиям рамки. Стрелка в конце линии может не ставиться, если линия направлена слева направо или сверху вниз. В блок может входить несколько линий, то есть блок может являться преемником любого числа блоков. Из блока (кроме логического) может выходить только одна линия. Логический блок может иметь в качестве продолжения один из двух блоков, и из него выходят две линии. Если на схеме имеет место слияние линий, то место пересечения выделяется точкой. В случае, когда одна линия подходит к другой и слияние их явно выражено, точку можно не ставить.

Схему алгоритмаследует выполнять как единое целое, однако в случае необходимости допускается обрывать линии, соединяющие блоки.

Если при обрыве линии продолжение схемы находится на этом же листе, то на одном и другом конце линии изображается специальный символ соединитель— окружность диаметром 0,5 а. Внутри парных окружностей указывается один и тот же идентификатор. В качестве идентификатора, как правило, используется порядковый номер блока, к которому направлена соединительная линия.

Если схема занимает более одного листа, то в случае разрыва линии вместо окружности используется межстраничный соединитель. Внутри каждого соединителя указывается адрес — откуда и куда направлена соединительная линия. Адрес записывается в две строки: в первой указывается номер листа, во второй — порядковый номер блока.

Блок-схема должна содержать все разветвления, циклы и обращения к подпрограммам, содержащимся в программе.

Таблица 1. Условные обозначения блоков при изображении схем алгоритмов и программ

N п/п	Наименование	Обозначение	Функции
1	Пуск - останов	b	Начало, конец программы или вход и выход в подпрограммах.
2	Ввод-вывод	b a b/4	Ввод или вывод данных. Вывод может осуществляться на бумагу, на экран монитора, на магнитный диск или ленту.
3	Процесс	a b	Формирование новых значений, выполнение арифметических или логических операций или дей-ствий, результаты которых запоми-наются в оперативной памяти ЭВМ.
4	Решение-проверка условия	а)            вход     b   б)                 вход	а) Выбор одного из двух направ-лений выполнения алгоритма в за-висимости от некоторого условия.   б) Выбор одного из “n” направ-лений выполнения алгоритма в за-висимости от некоторых условий при n >2.
5	Блок модификации (заголовок цикла)	b/8	Организация циклических конструкций.
6	Предопределен-ный процесс	Æa/2 a b	Вычисление по подпрограмме, использование ранее созданных и отдельно описанных алгоритмов.
7	Соединитель	a/2	Указание связи между прерван-ными линиями, соединяющими блоки
8	Межстраничный соединитель	0.8a Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 343; Мы поможем в написании вашей работы! Поделиться с друзьями: ⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒ Мы поможем в написании ваших работ! . . © 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.015)