2.3 Базовий набір структур й модульна побудова алгоритмів з їхньої основі

 Теорія структурного програмування доводить, що алгоритм будь-якого рівня складності можна побудувати з допомогою основного базового набору структур:

1) послідовна (лінійна) структура;

2)ветвящаяся структура;

3) циклічна структура.

Найбільш простими розуміння і його використання є лінійні структури. Лінійним називається алгоритм (фрагмент алгоритму), у якому окремі розпорядження виконуються у природній порядку (гаразд записи) незалежно від значень вихідних даних, і проміжних результатів.

Алгоритм може бути реалізований в ЕОМ, коли він містить лише елементарні розпорядження.

Такими елементарними, тобто. які потребують деталізації, можна вважати наступні наказу або операції:

1) початок, кінець;

2) список даних;

3) введення, висновок;

4) обчислювальні операції, реалізовані оператором присвоювання.

Не всякий алгоритм можна описати лише лінійними структурами. Часто для подальшої деталізації використовуютьсяветвящиеся структури, тобто. такі, яких у залежність від вихідних даних чи проміжних результатів алгоритм реалізується однієї зі кількох, заздалегідь передбачених напрямів. Такі напрями часто називаються гілками.

Кожна гілка може бути будь-якою ступеня складності, і може взагалі утримувати розпоряджень, тобто. бутивирожденной. Вибір тій чи іншій галузі ввозяться залежність від результату перевірки умови з конкретними даними. У кожній оказії алгоритм реалізується лише з жодної з гілок, а виконання інших виключається.

Реалізація на ЕОМ лінійних іразветвляющихся програм це не дає великого виграшу у часі порівняно, наприклад, з допомогою простого калькулятора. Справжнє перевагу обчислювальної машини стає зрозуміло лише за рішенні тих завдань, де виникає потреба багаторазового повторення одним і тієї ж фрагментів алгоритмів.

У циклічних алгоритми виконання деяких операторів (груп операторів) здійснюється багаторазово з тими самими чи модифікованими даними.

Циклічні алгоритми часто називають циклами. Залежно від способу організації числа повторень розрізняють три типу циклів:

1) цикл з заданим умовою роботи (>цикл-пока);

2) цикл з заданим умовою закінчення роботи (>цикл-до);

3) цикл з заданим умовою повторень роботи (цикл з параметром).

Тіло циклу з заданим умовою роботи може охоплювати у собі групу операторів будь-якого рівня складності. За виконання умови роботи виконується тіло циклу, Якщо ж умова не виконується, то робота циклічною структури закінчується й розпочинається виконання наступній структури.

Структурацикл-пока передбачає варіант, коли тіло циклу не виконується ніколи. Таке можливо, якщо умова, що стоїть у початку циклу, відразу ж потрапляє не виконується. Коли практично виникла потреба використовувати структуру, що має тіло циклу виконується хоча колись, то цьому випадку застосовується структурацикла-до.

З допомогою такий структури зазвичай становлять алгоритмиитерационних обчислювальних процесів, тобто. таких яких визначення наступного значення перемінної використовується її попередня значення. Вихід із конструкціїцикл-до здійснюється за досягненні параметром необхідного значення.

Розглянуті типи циклічних структур мають одна вада: при помилковому завданні вихідних даних може відбутися зациклення, тобто. виникає ситуація, коли відбувається нескінченне повторення тіла циклу.

У практичних інженерних завданнях зазвичай відомі початкові значення змінюваних величин, закон зміни й остаточне число повторень.Переменная, зміна якої організується у реалізації циклу, називається параметром циклу, або керуючої перемінної. Алгоритм роботи циклу з заданим числом повторень є з'єднання лінійної структури (початок циклу), структурицикл-пока (умова у ньому замінено на протилежне) і знову лінійної (послідовної) структури у тілі циклу.

Отже, з допомогою базового набору структур можна побудувати алгоритм будь-якого рівня складності. Освоївши принципи і кошти структурної алгоритмізації,обучаемие повинні вміти дати раду на конкретній мові програмування. Отже, основний концепцією до вивчення ними будь-якої мови програмування буде методика перекладу основних базові структури в конструкції даного мови.