АЛГОРИТМИЗАЦИЯ Алгоритмизация и алгоритм Алгоритм это

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ

Алгоритмизация и алгоритм Алгоритм — это подробное описание последовательности действий, расположенных в строгом логическом порядке, которое позволяет решить конкретную задачу. Составление такого пошагового описания процесса решения задачи называется ее алгоритмизацией. Элементарные действия (шаги), понятные исполнителю, на которые разбивается алгоритм, называются инструкциями или командами.

Требования к алгоритму n n n однозначность — недопустимы инструкции, которые имеют неопределенное или неоднозначное толкование; массовость — пригодность алгоритма для решения не только данной задачи, а и множества родственных задач, относящихся к общему классу; детерминированность — повтор результата при повторе исходных данных; корректность — способность алгоритма давать правильные результаты решения задачи при различных исходных данных; конечность — решение задачи должно быть получено за конечное число шагов алгоритма, "зацикливание" недопустимо; эффективность — для успешного решения задачи должны использоваться ограниченные ресурсы (время работы процессора, объем оперативной памяти, быстродействие жесткого диска и др. ).

Способы записи алгоритмов n n n Для записи алгоритмов используют, в основном, описательный и графический способы. Описательным (словесным) называется способ записи алгоритма на естественном языке (русском, английском и т. д. ) или с использованием специального псевдоязыка. Графический способ отличает компактная и наглядная форма записи в виде специальных графических знаков с указанием связи между ними.

Блок-схемы алгоритмов n Блок-схема — это графическое изображение алгоритма в виде плоских геометрических фигур (блоков), соединенных линиями передачи управления со стрелками. n Внутри блока записывается действие, которое необходимо выполнить, или условие, которое необходимо проверить. n Блоки соединяются стрелками, так задается последовательность действий. Стрелки не являются обязательными, если их направление совпадает с продвижением «вниз» и «вправо» . n Блок-схема — стандартный способ записи алгоритма. Существует государственный стандарт, содержащий перечень правил построения блок-схем - ГОСТ 19. 701 -90 (ИСО 5807— 85). Дата введения стандарта 01. 92 г.

Размеры блоков По требованиям ГОСТ соотношение сторон А и В должно составлять: для блоков «Начало» и «Конец» В А: В=4: 1 А для остальных блоков А: В=2: 1

Основные блоки для графической записи алгоритма Название по стандарту Пуск Останов Ввод-вывод Дисплей Изображение блока начало конец Пояснение Начало алгоритма Конец алгоритма Ввод или вывод информации. Внутри блока указываются имена переменных Вывод информации с помощью дисплея

Основные блоки для графической записи алгоритма Название по стандарту Изображение блока Пояснение Вывод информации на печать Документ Выполнение операций Процесс Да Решение Проверка логического условия. Если оно Нет выполняется, то идти в направлении «Да» , если не выполняется – идти в направлении «нет»

Основные блоки для графической записи алгоритма Название по стандарту Модификация Изображение блока Пояснение Обычно используется при работе с индексами Предопределенный процесс Использование ранее созданных и отдельно описанных алгоритмов и программ Соединитель Используется в местах разрыва соединительных линий Комментарий Пояснения к элементам схемы

Блок-схемы алгоритмов Блоки ввода-вывода используются для обозначения операций ввода и вывода информации. Отдельным устройствам соответствуют определенные блочные символы. Блок обработки (процесс) применяется для обозначения одного или последовательности действий, изменяющих значение, форму представления или размещения данных. Не нужно для записи действий применять зарезервированные слова и символы языка программирования, а также необязательно применять имена данных, используемых в программе. Блок решения используется для обозначения переходов управления по условию. В каждом блоке решения должны быть указаны вопрос, решение, условие или сравнение, которые он определяет. Стрелки, выходящие из блока, должны быть помечены «да» , «нет» .

Блок-схемы алгоритмов Блок модификации используется для организации циклических конструкций. Внутри блока записывается параметр цикла, для которого указывается его начальное значение, граничное условие и правило изменения значения параметра для каждого повторения. Линии переходов используют для обозначения порядка выполнения действий. Следует придерживаться стандартных правил изображения линий передачи управления – сверху вниз и слева направо. Если нужно показать передачу в других направлениях, то нужно использовать стрелки. Блоки необходимо нумеровать в порядке сверху вниз, слева направо.

Базовые конструкции алгоритмов Существуют три базовые алгоритмические конструкции: Ø следование; Ø ветвление; Ø повторение. Алгоритмические структуры, которые образуют линейную последовательность операций, выполняются по очереди в порядке записи, называются алгоритмами следования. Программную реализацию такой алгоритмической структуры называют линейной программой. Линейные программы обычно предназначены для решения простейших задач, в которых не предусмотрены выбор из нескольких возможных направлений хода программы или циклическое повторение операций. 1 Действие 2 Действие 3 Действие

Пример 1 Составить алгоритм и программу вычисления арифметического выражения.

начало 1 Ввод x, a, b 2 3 Вывод y 4 конец

Базовые конструкции алгоритмов Ветвление предоставляет возможность альтернативного выбора при выполнении программы. При ветвлении алгоритм может пойти по одной из двух возможных ветвей в зависимости от справедливости проверяемого условия. Форма разветвления может быть полной и сокращенной. Сокращенную форму называют также обход, который представляет собой пропуск нескольких шагов алгоритма при выполнении или невыполнении какоголибо условия.

Разветвляющиеся алгоритмы Условие Нет Да Да Действие Условие Действие Полная форма разветвления Сокращенная форма разветвления (обход)

Пример 1. Возвести в квадрат наибольшее из трех заданных чисел. начало 1 Ввод А, В, С 2 А>B Да Нет 4 3 Max=A Max=B 5 C>Max Нет 7 Z=Max 2 8 9 Вывод Z конец Да 6 Max=C

Базовые конструкции алгоритмов Алгоритмические структуры повторения используют в циклических алгоритмах. Цикл представляет собой многократно повторяющуюся последовательность шагов алгоритма. Любой циклический алгоритм содержит несколько типовых блоков. Основной блок, который называется телом цикла, выполняет необходимые вычисления. Другие блоки имеют вспомогательное значение, они организуют циклический процесс: устанавливают начальные и новые значения данных, проверяют условия окончания или продолжение циклического процесса. Различают три типа структур цикла: n цикл с предусловием; n цикл с постусловием; n цикл с параметром или с повторением.

Циклические алгоритмы 1 1 1 Нет Повторение Условие 2 Действие Да Действие Нет 2 Действие 2 Условие Да Выход из цикла Цикл с предусловием Выход из цикла Цикл с постусловием Выход из цикла Цикл с параметром