Блок-схемы и теоретическое программирование

Наш интерес к структуризации и формализации блок-схем имеет и другую, не менее серьезную причину. Дело в том, что теоретическое программирование, в частности, теория схем программ (схематология) [11] и теория оптимизирующих преобразований программ [12] тесно связаны с теорией графов. По словам А. Ершова, “графы являются основной конструкцией для программиста”, так как они “обладают огромной, неисчерпаемой изобразительной силой, соразмерной масштабу задачи программирования” [13].

Для наших целей особенно важным является тот факт, что “графовая форма схем программ” [11] или, что одно и то же, “графовая схема” [14] (короче, граф-схема) аналогична блок-схеме [11, 12]. Более того, как убедительно показал А. Ершов, использовавший блок-схемы в качестве граф-схем [15], разграничение этих понятий является в некотором смысле условным. Различия в начертании (топологии) блок-схем и граф-схем несущественны, а наличие двух терминов оправдывается скорее разными сферами применения, так как термин “блок-схема” используется преимущественно в практическом, а “граф-схема” — в теоретическом программировании.

Новые цели стандартизации блок-схем

Изложенная выше постановка проблемы нуждается в обобщении и уточнении, что мы и сделаем в форме шести тезисов.

• Существуют три сферы применения блок-схем:

1) практическое программирование;

2) теоретическое программирование;

3) учебная и научно-техническая литература¹.

Во всех трех сферах используется различная топология блок-схем, унификация отсутствует. Имеющиеся стандарты на блок-схемы относятся только к первой сфере и не касаются двух других. Но главный недостаток состоит в том, что во всех случаях доминируют неформальные блок-схемы.

• Дальнейшее использование неформальных блок-схем во всех случаях следует признать нецелесообразным. С появлением языка SDL и его модификаций началась эра формальных блок-схем. Однако графический синтаксис известных попыток формализации блок-схем не согласуется с видеоструктурными принципами Дейкстры, а также развитым на их основе шампур-методом и по этой причине нуждается в улучшении.

• Желательно разработать единый стандарт, регламентирующий визуальный (но не текстовый) синтаксис формальных блок-схем, который должен применяться во всех трех сферах использования блок-схем, обеспечивая тем самым унификацию блок-схем, граф-схем и органиграмм как полезного в познавательном отношении социокультурного феномена, являющегося универсальным инструментом для визуального представления императивных и технологических знаний любой природы, для решения проблемы автоформализации знаний, описания структуры деятельности и т. д.

• Теоретическое обоснование предполагаемого стандарта должно подразумевать два момента. Во-первых, в основу концепции формализации блок-схем следует положить математический (теоретико-гра­фовый, алгебраический и логический) взгляд на проблему блок-схем. Во-вторых, следует учесть, что в терминах инженерной психологии блок-схемы относятся к классу абстрактных систем отображения информации, которые “служат сенсорной опорой для выполнения человеком логических или математических операций” [16]. Поэтому синтаксис формальных блок-схем следует проектировать с учетом рекомендаций когнитивной эргономики. Поскольку формальные блок-схемы предназначены не только для автоматической обработки в компьютере, но и для зрительного восприятия человеком, постольку их синтаксис следует строить с учетом характеристик зрительного анализатора, учитывать системную организацию человеческого зрения (принцип эргономизации).

• В эпоху массовой компьютеризации блок-схемы должны создаваться автоматизированным методом с помощью специального графического редактора, в алгоритмах которого будет “спрятан” упомянутый выше стандарт и который, таким образом, станет де-факто гарантом принудительного соблюдения стандарта всеми пользователями. Ручное вычерчивание блок-схем может использоваться лишь как исключение (для набросков, черновиков и эскизов).

• Правила визуального структурного программирования (или, что одно и то же, визуальный синтаксис языка ДРАКОН) удовлетворяют пере­численным требованиям и, следовательно, могут быть положены в основу проекта упомянутого стандарта, а гарантом его выполнения и единого понимания может стать визуальный ДРАКОН-редактор.