Обозначения, название и функциональное назначение

блоков алгоритмов

Обозначение	Название и функциональное назначение
1	2
	Пуск-останов – начало, конец алгоритма, вход в подпрограмму, выход из подпрограммы
	Ввод-вывод – обобщённый блок ввода-вывода
	Ручной ввод – ввод данных с клавиатуры
	Процесс – вычислительная операция или группа операций, действий
	Предопределённый процесс – использование ранее разработанного алгоритма как составной части решения задачи, подпрограмма
	Линии потока – изображение связи между блоками. Линии без стрелок указывают направление потока слева направо или сверху вниз
	Дисплей – вывод информации на экран дисплея
	Документ – вывод, печать информации на бумажный носитель

Окончание табл. 14

1	2
	Решение – определяет выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от условия, записанного внутри блока
	Модификация (подготовка) – заголовок цикла с параметром
тело цикла	Границы цикла – циклические процессы с предусловием или с постусловием
	Соединитель и межстраничный соединитель. Указывают связь между прерванными линиями
	Комментарий (выноска) – пояснения к операции блока

Функциональным блокам схемы алгоритма могут присваиваться порядковые номера, которые проставляются слева в верхней части символов.

Другой способ нумерации блоков заключается в следующем. Поле листа разбивают на зоны. Координаты зон по горизонтали определяются арабскими цифрами (проставляются слева направо в верхней части листа), по вертикали – прописными латинскими буквами (проставляются сверху вниз в левой части листа).

Координаты зон в виде сочетаний букв и цифр присваиваются условным обозначениям блоков, размещённым в полях этих зон (рис. 18).

Рис. 18. Координатный метод нумерации блоков

Далее рассмотрим роль и место алгоритма при решении задач на ЭВМ.

9.5. Основные алгоритмические конструкции

Алгоритмы бывают чрезвычайно сложными, многоступенчатыми по своей структуре и состоят из тысяч отдельных операций. При всём многообразии алгоритмов решения задач в них можно выделить три основных (базовых, канонических) вида алгоритмических структур: линейную (следование), ветвящуюся (альтернатива), циклическую (итерация). Доказано (теорема Боэма – Якопини), что с помощью этих трёх видов структур можно построить алгоритм любой сложности.

Линейным называется алгоритмический процесс, при котором все этапы (шаги, операции, действия) решения задачи выполняются в порядке следования записи этих этапов. Порядок выполнения этапов не зависит ни от исходных данных, ни от результатов выполнения предыдущих этапов.

Н апример, определим величину , где (блок-схема на рис. 19).

Псевдокод:

1. Начало.

2. Ввод числa Х.

3. Вычисляем y=sin X.

4. Вычисляем Z=e^y.

5. Вывод Z.

6. Конец.

Порядок выполнения операций в алгоритме должен отвечать принципу следования или принципу обеспеченности переменных, в основе которого лежит обеспеченность (определённость) значений переменных на каждом шаге выполнения алгоритма. Так, для алгоритма на рисунке 19 перестановка блоков 3 и 4 не допустима, поскольку для вычисления Z необходимо значение у.

В

Рис. 19. Линейный

вычислительный процесс

и структура следования

етвящимся называется алгоритмический процесс, в котором выбор направления и характера обработки информации зависит от результатов проверки выполнения какого-либо логического условия. Часто такую структуру называют также структурой ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ. Каждое отдельное направление обработки информации называется ветвью и ведёт к общему выходу, так что работа алгоритма продолжается независимо от того, какая ветвь будет выбрана. Базовая структура ветвления приведена на рисун- ке 20а. В частном случае может оказаться, что для одного из выбранных путей никаких действий выполнять не надо (рис. 20б). Такая структура получила название неполное ветвление, обход или ЕСЛИ-ТО. Для приведения её к общему виду можно во второй ветви поместить пустую операцию (рис. 20в). Если в алгоритме ветвление имеет три и более направлений, то его можно представить в виде совокупности базовых структур ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ (рис. 20г).

Рис. 20. Базовая структура ветвления и её модификации

Циклический процесс представляет собой алгоритмическую структуру, называемую ЦИКЛ или ПОВТОРЕНИЕ, в которой многократно повторяются однотипные этапы обработки данных. Цикл – многократно повторяющийся участок алгоритма. Циклы, которые не содержат внутри себя других циклов, называются простыми. Сложные или вложенные циклы содержат внутри себя хотя бы одну циклическую структуру.

По способу организации порядка исполнения проверки условия окончания цикла различают три разновидности базовых циклических структур: цикл с параметром (арифметический цикл), с проверкой условия окончания цикла до (ЦИКЛ-ПОКА, с предусловием) и после (ЦИКЛ-ДО, с постусловием) реализации тела цикла. Операция или группа операций, повторяющаяся в цикле, называется телом цикла. Основное отличие структуры ЦИКЛ-ПОКА от структуры ЦИКЛ-ДО заключается в том, что в первой структуре операторы тела цикла, в зависимости от условия, могут не выполняться совсем, тогда как в структуре ЦИКЛ-ДО тело цикла обязательно выполняется хотя бы один раз.

Пример циклического алгоритма для решения задачи построения таблицы функции для , изменяющегося от 0 до 360 с шагом 10 с использованием структуры ЦИКЛ-ДО, приведён на рисун- ке 21а. Величина в этом случае называется параметром цикла.

Для организации цикла необходимы управляющие операции задания начального значения параметра цикла, изменения параметра цикла и проверки условия окончания цикла. На рисунке 21а к управляющим относятся операции 4, 7 и 8. Операции 5 и 6 составляют тело цикла. Следует обращать внимание, что необходимо выносить из цикла операции, результат выполнения которых не зависит от параметра цикла, поскольку это позволяет избежать ненужных повторений в цикле и тем самым экономить время работы.

Организация цикла с использованием структуры ЦИКЛ-ПОКА показана на рисунке 21б. Здесь к управляющим операциям относятся операции 4, 5 и 8, а тело цикла составляют операторы 6 и 7. Для компактного изображения управляющих операций цикла в схемах алгоритмов используется символ модификации. Пример использования символа модификации для изображения циклического алгоритма, показанного на рисунке 21б приведён на рисунке 21в.

Этот способ графического представления циклических алгоритмов применим для обеих структур ЦИКЛ-ДО и ЦИКЛ-ПОКА, однако чаще всего для определённости его используют для представления структуры ЦИКЛ-ПОКА. Текст заголовка цикла, приведённого в символе модификация, может быть в достаточной степени произвольным, однако чаще всего используется следующая запись:

V = V_n, V_k [,V],

где V – параметр цикла;

V_n – начальное значение параметра цикла;

V_k – конечное значение параметра цикла;

V – шаг изменения параметра цикла. Если этот параметр опущен вместе с предшествующей ему запятой, шаг параметра цикла предполагается равным 1.

На практике допускаются обе формы графического представления алгоритма, выбор конкретной формы зависит от степени детализации алгоритма (рис. 21).

Рис. 21. Схемы циклических алгоритмов:

а) структура ЦИКЛ-ДО; б) структура ЦИКЛ-ПОКА;

в) изображение цикла с использованием символа модификация