9.4. Способы описания алгоритмов 1

Существуют различные способы описания алгоритма. Наиболее распространёнными считаются следующие формы представления алгоритмов: словесная, формульно-словесная (псевдокод), графическая (блок-схема), на языках программирования (программа).

Словесное описание представляет структуру алгоритма и содержание выполняемых действий средствами естественного языка. Например, любой прибор бытовой техники (утюг, электропила, дрель и т.п.) имеет инструкцию по эксплуатации, т.е. словесное описание алгоритма, в соответствии с которым данный прибор должен использоваться. Достоинства этого способа: общедоступность, возможность описывать алгоритм с любой степенью детализации. Недостатки этого способа описания: громоздкое описание (многословность), низкая наглядность; отсутствие строгой формализуемости (под «формальным» понимается то, что описание абсолютно полное и учитывает все возможные ситуации, которые могут возникнуть в ходе решения); возможна неоднозначность толкования при описании некоторых действий.

Псевдокод – описание структуры алгоритма на естественном, частично формализованном языке, позволяющее выявить основные этапы решения задачи, перед точной его записью на языке программирования. В псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и общепринятая математическая символика. Строгих синтаксических правил для записи псевдокода не существует. Это облегчает запись алгоритма при проектировании и позволяет описать алгоритм, используя любой набор команд. Однако в псевдокоде обычно используются некоторые конструкции, присущие формальным языкам, что облегчает переход от псевдокода к записи алгоритма на языке программирования. Единого или формального определения псевдокода не существует, поэтому возможны различные псевдокоды, отличающиеся набором используемых слов и конструкций.

Блок-схема – описание структуры алгоритма с помощью геометрических фигур с линиями-связями, показывающими порядок выполнения отдельных инструкций, т.е. это ориентированный граф. Благодаря наглядности, он обеспечивает «читаемость» алгоритма и явно отображает порядок выполнения отдельных команд.

Описания алгоритма в словесной форме, на псевдокоде или в виде блок-схемы допускают некоторую произвольность при изображении команд. Вместе с тем, любая из этих форм позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм. На практике исполнителями алгоритмов выступают компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на «понятном» ему языке, такой формализованный язык называют языком программирования. Алгоритм, записанный на языке программирования, называется программой. В этом случае алгоритм представляется в виде последовательности операторов языка программирования.

Рассмотрим подробнее основные правила графического способа описания алгоритмов. Построение блок-схем осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701–90 «Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения».

По назначению и характеру отображаемых функций условные графические изображения делятся на основные и вспомогательные. Основные символы используются для представления операций, раскрывающих характер обработки данных в процессе решения задачи. Вспомогательные символы предназначены для пояснения отдельных элементов схемы алгоритма. Изображение схем алгоритмов осуществляется по определённым правилам. Каждая схема должна начинаться и заканчиваться символами, обозначающими начало и окончание алгоритма. Все блоки в схеме располагаются в последовательности сверху вниз и слева направо. Отдельные блоки соединяются между собой линиями потоков информации. Направление линии потока сверху вниз и справа налево принимаются за основные и стрелками не обозначаются в отличие от других направлений.

Приведём некоторые основные конструкции, использующиеся для обозначения функциональных блоков схем алгоритмов (табл. 14).

Таблица 14