Форма записи алгоритма на естественном языке
Наиболее простой формой записи алгоритмов является естественный язык. Практически все алгоритмы проходят стадию формулировки на естественном языке — даже в тех случаях, когда физически алгоритм сразу записывается глубоко формализованными способами, его словесная формулировка присутствует в сознании разработчика, пусть и не нанесенная на бумагу.
Алгоритмы, в которых основную роль играют арифметические действия, называют численными и задаются на первой стадии разработки в виде словесных предписаний или разного рода формул и схем.
Эти алгоритмы получили широкое распространение потому, что к 4-м арифметическим действиям можно свести другие более сложные операции интегрирования, дифференцирования функций, алгоритм вычисления квадратного корня и т. д.
Алгоритм всегда должен быть составлен в общем виде. Конкретные данные он получает только на стадии выполнения, именно так обеспечивается его важнейшее свойство — массовость. Поэтому все компьютерные алгоритмы должны содержать процедуры ввода данных для своей работы. Предписания, связанные с выбором очередной операции в зависимости от тех или иных условий, называют управляющими структурами алгоритмов.
Логическая структура любого алгоритма может быть представлена комбинацией трех базовых структур:
последовательное выполнение операций;
ветвление алгоритма на группы операций в зависимости от выполнения некоторых условий;
циклическое многократное выполнение группы операций до выполнения некоторого условия, формируемого в процессе вычислений.
Краткое название управляющих структур — линейный алгоритм, развилка, циклы. Последним двум структурам в записи алгоритмов соответствуют условные операторы и операторы циклов.
Следование не имеет специального оператора и выражается просто последовательной записью инструкций вычисления, ввода, вывода.
Условные операторы на естественном языке имеют следующий вид: Если <условие выполнено> то последовательность операций иначе другая последовательность операций.
Операторы циклов в описаниях на естественном языке формулируются следующим образом:
1. «Пока истинно (ложно) некоторое условие — повторять заданные действия» (цикл с предусловием);
2. «Повторять заданные действия пока истинно (ложно) некоторое условие» (цикл с постусловием);
3. «Повторять заданные действия N раз» (цикл со счетчиком).
Словесный способ не распространён, так как такие описания:
допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний;
страдают многословностью записей;
строго не формализуемы.
Первых двух недостатков удается избежать, если для описания алгоритмов использовать псевдокоды. В этом случае используются не любые слова естественного языка, а вполне определенные: начало, конец, ввод, вывод, если … и т.д.
2.3 Графическая форма записи алгоритма
Графический способ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным.
При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.
Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой. В таблице 2.1 приведены наиболее часто употребляемые в блог-схеме символы.
Таблица 2.1 – Блоки, используемые вблок-схемах алгоритмов
Продолжение таблицы 2.1
Отличие блок-схемы от записи на естественном языке:
каждому действию соответствует определенный вид фигуры (овал, прямоугольник, параллелограмм, ромб, шестиугольник);
внутри фигур записываются формулы или краткая инструкция;
фигуры соединяются линиями со стрелками, которые называются линиями потока и указывают направления перехода от одной операции к другой. Причем, если выбирается направление вниз или вправо, то стрелки можно не ставить;
фигуры или блоки в блок-схемах могут иметь номера, проставляемые слева в разрыве верхней линии;
линии потока не должны пересекаться, поэтому при необходимости используются соединители — элементы с буквой или цифрой внутри.