Тема 1.2 Основные алгоритмические конструкции
Формы представления алгоритма. Словесный способ записи алгоритма. Графический способ записи алгоритма. Блок схемы алгоритмических структур. Псевдокод. Программный способ записи алгоритма.
В результате изучения данной темы студент должен:
знать:
Основные формы представления алгоритмов;
Базовые блок- схемы алгоритмических конструкций.
уметь:
составлять блок-схемы алгоритмов
На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:
Формы представления
алгоритмов
Словесная (записи на
естественном языке)
Программная (тексты на
языках программир-я)
Псевдокоды
Графическая (изображения
графических символов)
2.1 Словесный способ записи алгоритмов
Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке
Например. Записать алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел.
Алгоритм может быть следующим:
задать два числа;
если числа равны, то взять любое из них в качестве ответа и остановиться, в противном случае продолжить выполнение алгоритма;
определить большее из чисел;
заменить большее из чисел разностью большего и меньшего из чисел;
повторить алгоритм с шага 2.
Описанный алгоритм применим к любым натуральным числам и должен приводить к решению поставленной задачи. Убедитесь в этом самостоятельно, определив с помощью этого алгоритма наибольший общий делитель чисел 125 и 75.
Словесный способ не имеет широкого распространения по следующим причинам:
такие описания строго не формализуемы;
страдают многословностью записей;
допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.
2.2 Графический способ записи алгоритмов.
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 блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.
В таблице 1 приведены наиболее часто употребляемые символы. Название символа |
Обозначение и пример заполнения |
Пояснение |
Начало алгоритма (вход в подпрограмму) |
Начало |
Граничный элемент блок-схемы в виде круга или овала, обозначающий просто начало отдельного модуля алгоритма. Не имеет входов, имеет один выход |
Конец алгоритма (выход из прораммы) |
Конец |
Граничный элемент блок-схемы в виде круга или овала, обозначающий просто окончание отдельного модуля алгоритма. Имеет один вход, не имеет выходов |
Ввод-вывод |
|
Ввод- вывод – разновидность элемента блок-схемы, в виде параллелограмма, представляющего задание значений данных или выдачу результатов. Имеет один вход и один выход |
Процесс (действие) |
|
Действие – элемент блок-схемы в виде прямоугольника, представляющий обычный линейный шаг алгоритма. Имеет один вход и один выход |
Выбор |
|
Выбор- элемент блок-схемы в виде ромба, обозначающий выбор одного из двух ответов «да» или «нет», допускаемых заданным условием. Имеет один вход и два выхода. Элемент «выбор» используется для представления элементарной структуры выбора |
Выбор с возвратом |
Условие
Да
Начало
перехода
Нет
С началом условного перехода
Окончание
перехода
Условие
Нет
Да
С окончанием безусловного перехода
|
Выбор с возвратом – элемент блок-схемы в виде ромба , обозначающий два действия:
при представлении начала перехода элемент имеет один вход и два выхода, окончания – два входа и два выхода |
Цикл |
|
Начало цикла |
Вызов отдельного модуля |
|
Вызов отдельного модуля – элемент блок – схемы в виде прямоугольника с боковыми полосками, обозначающий вызов подпрограммы. Имеет один вход и один выход. Элемент блок-схемы «вызов отдельного модуля» заменяет один или несколько шагов алгоритма в текстовой форме записи |
Печать |
|
Вывод результатов на печать |
Блок схемы элементарных структур
Действие
2
Действие
1
Таким образом можно получить цепочку из действий алгоритма любой конечной длины
Структуры следования с элементов «ввод-вывод» и «вызов модуля»
Вызов
модуля
Действие
Ввод
Действие
2
Элементарная блок-схема выбора
Действие
2
Действие
1
Да
Нет
Условие
Полная элементарная структура выбора
Существуют две сокращенные, неполные формы выбора, в которых отсутствует одно из действий. Таким образом, имеющееся единственное действие в случае выполнения (не выполнения) условия просто пропускается. Все эти структуры выбора как единое целое имеют только один вход и один выход
Действие
Да
Нет
Условие
Действие
Да
Нет
Условие
Две неполные элементарные структуры выбора
Элементарная блок-схема цикла
Элементарная блок-схема цикла конструируется из одного элемента «выбор с возвратом» и элемента «действие». Смысл цикла заключается в том, что действие, входящее в его состав, может повторяться указанное число раз. Действие цикла повторяется до тех пор, пока выполняется условие цикла
Элементарная блок-схема цикла с постусловием – запись в виде блок-схемы элементарной структуры цикла таким образом, что действие цикла выполняется в любом случае хотябы один раз
Да
Нет
Действие
Условие
Элементарная блок-схема цикла с предусловием – запись в виде блок-схемы элементарной структуры цикла таким образом, что действие цикла может не выполниться ни разу
Условие
Да
Нет
Условие
Нет
Действие
Да
Действие