4.14. Понятие алгоритма
Решение любой задачи на ЭВМ разбивают на следующие этапы:
разработка алгоритма;
составление программы на алгоритмическом языке;
ввод программы в ЭВМ;
отладка программы;
выполнение программы;
анализ результатов.
Алгоритм – четкое описание последовательности действий, которые необходимо выполнить при решении задачи (иначе, алгоритм – описание процесса преобразования исходных данных в результаты). Разработка алгоритма решения задачи – это разбиение задачи на последовательно выполняемые этапы. Результаты выполнения предыдущих этапов могут использоваться при выполнении последующих. Содержание каждого этапа и порядок его выполнения должны быть четко описаны. Отдельный этап алгоритма представляет собой либо другую, более простую задачу, алгоритм решения которой известен (разработан заранее), либо должен быть достаточно простым и понятным без пояснений.
Способы представления алгоритмов:
на естественном языке;
в виде блок-схемы;
4.15. Изображение алгоритма в виде блок-схемы
Блок-схемой называется наглядное графическое изображение алгоритма.
В блок-схеме отдельные этапы алгоритма изображают при помощи различных геометрических фигур – блоков. Связи между блоками (последовательность выполнения этапов) указываются при помощи стрелок, соединяющих эти фигуры. Блоки сопровождаются надписями.
Типичные действия алгоритма.
Название |
Фигура |
Надпись |
Блок начала (конца) алгоритма |
|
«начало» («конец») |
Блок ввода-вывода данных |
|
«ввод» («вывод») и список переменных |
Блок решения (арифметический) |
|
операция или группа операций. |
Условный блок |
|
логическое условие. |
В теории программирования доказано, что программу для решения задачи любой сложности можно составить только из трех структур: следования, ветвления и цикла. Это базовые конструкции структурного программирования.
Любую программу можно преобразовать в эквивалентную, состоящую только их этих структур и их комбинаций.
Следование – конструкция, представляющая собой последовательное выполнение двух или более операторов (рис. 5). Ветвление задает выполнение либо одного, либо другого оператора в зависимости от выполнения какого-либо условия (рис. 6). Цикл задает многократное выполнение оператора (рис. 7).
Рис. 5. Рис. 6. Рис. 7.
Особенностью базовых конструкций является то, что любая из них имеет только один вход и один выход, поэтому конструкции могут вкладываться друг в друга произвольным образом.
Целью использования базовых конструкций является получение программы простой структуры. Такую программу легко читать, отлаживать и при необходимости вносить в нее изменения.
Рассмотрим конструкцию следования на примере. ЗАДАЧА 1. Зная a, b, c – длины сторон треугольника, вычислить площадь S и периметр P этого треугольника. Входные данные: a, b, c. Выходные данные: S, P. Применим формулу Герона:
где p – полупериметр. Блок-схема представлена на рис. 8. |
Рис. 8. |
,
