Лекция 2

Алгоритм, его свойства. Виды алгоритмов. Формы записи алгоритмов

Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к исходному результату.

Алгоритм по ГОСТ 34.003-90

Конечный набор предписаний для получения решения задачи посредством конечного количества операций [из п. 8 Прил. 1 ГОСТ 34.003-90]

Алгоритмизация – это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ.

Алгоритм должен удовлетворять определенным требованиям. Принято выделять следующие семь:

1.Наличие ввода исходных данных.

2.Наличие вывода результата выполнения.

3.Однозначность (компьютер «понимает» только однозначные инструкции).

4.Общность – алгоритм предназначен для решения некоторого класса задач.

5.Корректность – алгоритм должен давать правильное решение задачи.

6.Конечность – решение задачи должно быть получено за конечное число шагов.

7.Эффективность – для решения задачи должны использоваться ограниченные ресурсы компьютера (процессорное время, объем оперативной памяти и т.д.).

Свойства алгоритма:

Массовость – алгоритм должен описывать круг однотипных задач, исходные данные которых могут изменяться в определенных пределах.

Детерминированность – это обусловленность всех шагов алгоритма потребностью решения данных задач. Свойство детерминированности выражается в том, что при заданных значениях параметров алгоритм выполняется формально, т.е. строго выполняется последовательность действий до появления результата.

Понятность – предписания алгоритма должны быть сформулированы так, чтобы они понимались одинаково разработчиком и исполнителем, т.е. они должны быть однозначно понятны.

Дискретность – четкое разделение всего пути решения задачи на отдельные этапы (шаги) так, чтобы ход выполнения алгоритма проходил поэтапно, вовремя корректируя действия исполнителя.

Результативность – точное выполнение предписаний алгоритма должно привести к результату за n шагов, если правильно разработана исходная модель и сам алгоритм.

Несмотря на многообразие алгоритмов все они строятся из 3-х типов алгоритмических структур.

•Линейным алгоритмом называется алгоритм, в котором все указанные в последствии действия исполняются и притом только один раз.

•Разветвляющимся алгоритмом

называется алгоритм, в котором выполняется одна из ветвей действий при заданных значениях параметра.

•Циклический алгоритм – называется алгоритм, в котором какая-то совокупность действий повторяется несколько раз при изменяющихся значениях параметра..

Изобразительные средства для описания (представления) алгоритма

Для записи алгоритма решения задачи применяются следующие изобразительные способы их представления:

•Словесно- формульное описание

•Графический способ (Блок-схема (схема

алгоритма, схема графических символов), Flow-формы, диаграммы Насси- Шнейдермана)

•Алгоритмические языки

•Операторные схемы

•Псевдокод

Для записи алгоритма существует общая методика:

•Каждый алгоритм должен иметь имя, которое раскрывает его смысл.

•Необходимо обозначить начало и конец алгоритма.

•Описать входные и выходные данные.

•Указать команды, которые позволяют выполнять определенные действия над выделенными данными

Формульно-словесный способ

записи алгоритма характеризуется тем, что описание осуществляется с помощью слов и формул. Содержание последовательности этапов выполнения алгоритмов записывается на естественном профессиональном языке предметной области в произвольной форме.

Графический способ (схема алгоритма) 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 (линия или стрелка), определяющими очередность выполнения действий. Для изображения схем алгоритмов разработан ГОСТ 19.701—90