Способы записи алгоритмов:
основные элементы блок-схем алгоритма
31
Способы записи алгоритмов:
стандарты выполнения блок-схем
Правила выполнения схем определяются следующими документами:
ГОСТ 19.701-90. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения.
Для программной документации используются также
ГОСТ 19.002-80. Схемы алгоритмов и программ. Правила выполнения.
ГОСТ 19.003-80. Схемы алгоритмов и программ. Обозначения условные графические.
Данные документы регулируют способы построения схем и внешний вид их элементов.
32
Способы записи алгоритмов:
требования структурного программирования
При разработке алгоритмов, программ используется принципы пошаговой детализации, структурного программирования.
Структурное программирование (structured programming) – методология программирования, направленная на создание логически простых и понятных программ, основанная на предположении, что логичность и понятность программы облегчает разработку, доказательство правильности и последующее сопровождение программы, а также обеспечивает ее надежность.
В основе – представление программы в виде иерархической структуры блоков.
Предложена в 70-х годах XX века Э. Дейкстрой, разработана и дополнена Н. Виртом.
33
Способы записи алгоритмов:
требования структурного программирования
В соответствии с принципами структурного программирования:
Любая программа представляет собой структуру, построенную из трёх типов базовых конструкций: последовательность, ветвление, цикл.
Повторяющиеся фрагменты программы (либо не повторяющиеся, но представляющие собой логически целостные вычислительные блоки) могут оформляться в виде подпрограмм. В этом случае в тексте основной программы, вместо помещённого в подпрограмму фрагмента, вставляется инструкция вызова подпрограммы.
Разработка программы ведётся пошагово, методом «сверху вниз».
34
Способы записи алгоритмов:
требования структурного программирования
Теорема о структурном программировании:
Любую схему алгоритма можно представить в виде композиции вложенных блоков begin и end, условных операторов if, then, else,
циклов с предусловием (while) и может быть дополнительных логических переменных (флагов).
Эта теорема была сформулирована итальянскими математиками К. Бомом и Дж. Якопини в 1966 году и говорит нам о том, как можно избежать использования оператора перехода goto.
Множество перечисленных конструкций обычно расширяется (например, циклами с постусловием, конструкциями выбора и т.д.).
Для представления алгоритмов, в которых отсутствует передача управления используется специальный тип диаграмм – диаграммы
35 Насси-Шнейдермана (Nassi-Shneiderman diagram).
Способы записи алгоритмов:
структурограммы (диаграммы Насси-Шнейдермана)
Диаграмма Насси-Шнейдермана – это графический способ
представления структурированных алгоритмов и программ (этот тип диаграмм называют также структурограммами), разработанный в
1972 году американскими аспирантами Беном Шнейдерманом и Айзеком Насси.
Диаграммы Насси-Шнейдермана имеют ряд преимуществ перед блок-схемами при разработке структурированных алгоритмов и программ:
Запись является более компактной (отсутствуют стрелки).
Гарантируется соблюдение принципов структурного программирования.
Диаграммы Насси-Шнейдермана удобнее использовать для 36 пошаговой детализации задачи
Способы записи алгоритмов:
условные обозначения элементов структурограмм
Все элементы диаграммы имеют прямоугольную форму и различаются только внутренним содержимым.
Выполняемое действие (в том числе команда языка в программе или подзадача в алгоритме) изображается в диаграммах как прямоугольник, в котором записывается обозначение действия (команда) либо формулировка подзадачи.
При записи структуры последовательного выполнения элементы изображаются вертикально один за другим. При этом все элементы последовательности должны иметь одинаковую ширину (за счёт этого вся последовательность тоже имеет прямоугольную форму).
Открыть файл на чтение Прочитать первую строку файла
37 |
Вывести прочитанное значение на экран |
Закрыть файл |
Способы записи алгоритмов:
условные обозначения элементов структурограмм
Простое ветвление изображается в виде прямоугольника, разделённого вертикальной чертой на две части.
Вверхней части располагается заголовок ветвления, а нижней две ветки ветвления, разделённые вертикальной чертой.
Взаголовке рисуются две линии, ведущие от верхних углов к началу линии, разделяющей ветви.
Вполучившемся вверху треугольнике записывается условие ветвления, в двух нижних треугольниках над ветвями подписываются значения условия, соответствующие этим ветвям, например «истина» и «ложь», или «да» и «нет».
38
Способы записи алгоритмов:
условные обозначения элементов структурограмм
Структура многовариантного выбора изображается похоже на структуру простого ветвления, только основная ветвь и треугольник над ней делятся на много частей вертикальными линиями. В верхнем треугольнике записывается выражение-переключатель, над ветвями записываются соответствующие значения переключателя.
39
Способы записи алгоритмов:
условные обозначения элементов структурограмм
Повтор с предусловием
Структура повтора с предусловием вначале изображается как прямоугольник, внутри которого в правой нижней части нарисован ещё один прямоугольник. Над внутренним прямоугольником записывается заголовок цикла, а внутри него – тело цикла.
40