1. .Алгоритмизация и программирование

1.1. Этапы решения задач на эвм

Рассмотрим технологию решения прикладной задачи на компьютере. Часто задача, которую требуется решить, сформулирована не на математическом языке. Например, задача может быть сформулирована в терминах физики или экономики. Для решения на компьютере ее сначала нужно привести к форме математической задачи, а потом уже программировать.

Решение задач на компьютере включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.

1. Постановка задачи:

• сбор информации о задаче;

• формулировка условия задачи;

• определение конечных целей решения задачи;

• определение формы выдачи результатов;

• описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).

2. Анализ и исследование задачи, модели:

• анализ существующих аналогов;

• анализ технических и программных средств;

• разработка математической модели;

• разработка структур данных.

3. Разработка алгоритма:

• выбор метода проектирования алгоритма;

• выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);

• выбор тестов и метода тестирования;

• проектирование алгоритма.

4. Программирование:

• выбор языка программирования;

• уточнение способов организации данных;

• запись алгоритма на выбранном языке

программирования.

5. Тестирование и отладка:

• синтаксическая отладка;

• отладка семантики и логической структуры;

• тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;

• совершенствование программы.

6. Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости математической модели с повторным выполнением этапов 2-5.

7. Сопровождение программы:

• доработка программы для решения конкретных задач;

• составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.

.

1.2. Запись алгоритма с помощью блок-схем

Алгоритм – конечная последовательность предписаний однозначно определяющих процесс переработки исходных и промежуточных данных в результат решения задачи.

Запись алгоритма с помощью блок-схем предполагает его изображение с использованием графических символов - блоков, каждый из которых предписывает исполнение определенных действий. Совокупность блоков образует схему алгоритма. Графические блоки между собой соединяются линиями потока информации. Основное направление потока идет сверху вниз и слева направо. Учитывая это, стрелки на схемах, совпадающие с таким потоком информации, могут не проставляться.

В таблице 1 приведены изображения наиболее часто употребляемых блоков в схемах алгоритмов и даны пояснения к ним.

По отношению к блоку линии потока могут быть входящими или исходящими. При большом количестве пересекающихся линий схема становится мало наглядной. В этих случаях допускается линии потока информации, размещая на обоих конца разрыва специальный блок “соединитель”. Внутри блока, обозначающего разрыв одной и той же линии, помещается один и тот же маркер (буква, цифра или другой символ).

Если же схема располагается на нескольких листах, то переход линий потока с одного листа на другой обозначается с помощью блока “межстраничный соединитель”. При этом на листе с блоком-источником соединитель содержит номер листа и координаты блока-приемника, а на листе с блоком-приемником – номер листа и координаты блока-источника.

Внутри блоков или рядом с ними делают записи и обозначения (для уточнения выполняемых ими функций) так, чтобы их можно было читать слева направо и сверху вниз.

Таблица 1. Типовые блоки схем алгоритмов

Наименование	Обозначение	Функция
Блок вычислений (процесс)		Вычислительное действие или последовательность действий
Логический блок (решение)		Выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от некоторых условий (условия)
Блоки ввода/вывода		Общее обозначение ввода или вывода данных ( вне зависимости от физического носителя)
Начало-конец (вход-выход)		Начало или конец программы, останов, вход или выход в подпрограммах
Предопределен-ный процесс (подпрограмма)		Вычисление по стандартной подпрограмме иди подпрограмме пользователя
Блок модификации (заголовок цикла)		Выполнение действий, изменяющих пункты алгоритма
Соединитель		Указание связи между прерванными линиями потока информации в пределах одной страницы
Межстраничный соединитель		Указание связи между частями схемы, расположенными на разных листах

При вычерчивании схем алгоритмов нужно выдерживать минимальное расстояние 3 мм между параллельными линиями потоков и 5 мм между остальными блоками. Вычерчивая блоки, необходимо соблюдать соотношение между высотой а и шириной b (b = 1,5a, или 2a при a =10, 15, 20,…мм). Высота блока начало-конец в два раза меньше высоты остальных блоков.

Схема алгоритма должна строиться таким образом, чтобы обеспечивалась большая наглядность его структуры и может представляться с различной степенью подробности. При построении алгоритмов сложных задач целесообразно разбить их решение на ряд укрупненных этапов вычислений, построить схему из небольшого числа крупных блоков и для каждого их этих блоков разработать собственный алгоритм.