Στον σύγχρονο κόσμο της ψηφιακής τεχνολογίαςο προγραμματισμός είναι η βάση για το έργο διαφόρων υπολογιστών, συσκευών και άλλου ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Και η ικανότητα να δημιουργηθεί γρήγορα και σωστά ένα διάγραμμα ροής του αλγορίθμου είναι το θεμέλιο, το θεμέλιο αυτής της επιστήμης. Ένα τέτοιο σχήμα είναι ένα γραφικό μοντέλο των διαδικασιών που πρέπει να εκτελέσει ο εξοπλισμός. Αποτελείται από ξεχωριστά λειτουργικά τμήματα που εκτελούν διάφορους σκοπούς (έναρξη / τέλος, είσοδος / έξοδος, κλήση λειτουργίας κ.λπ.).
Ουσιαστικά, ο αλγόριθμος είναι η συνηθισμένη οδηγίατην αλληλουχία στην οποία είναι απαραίτητο να εκτελεστούν ορισμένες ενέργειες κατά την επεξεργασία των δεδομένων προέλευσης στο επιθυμητό αποτέλεσμα. Μαζί με τον όρο αυτό χρησιμοποιείται συχνά η έννοια του αλγορίθμου. Κάτω από αυτό κατανοούν το σύνολο μεθόδων και τεχνικών για την εκπόνηση μιας ακολουθίας για την επίλυση συγκεκριμένων προβλημάτων.
Συχνά ο αλγόριθμος δεν χρησιμοποιείται ωςοδηγίες για τον υπολογιστή, αλλά ως σχέδιο για την εκτέλεση οποιωνδήποτε ενεργειών. Αυτό μας επιτρέπει να σημειώσουμε την αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα αυτής της μεθόδου λύσης, να διορθώσουμε πιθανά λάθη, καθώς και να το συγκρίνουμε με άλλες παρόμοιες λύσεις, ακόμη και προτού εισέλθουμε σε έναν υπολογιστή. Επιπλέον, ο αλγόριθμος είναι η βάση για την εκπόνηση ενός προγράμματος που πρέπει να γράφεται σε μια γλώσσα προγραμματισμού για την περαιτέρω εφαρμογή της διαδικασίας επεξεργασίας πληροφοριών σε έναν Η / Υ. Μέχρι σήμερα, έχουν γίνει γνωστές δύο πρακτικές μέθοδοι για την κατασκευή τέτοιων αλληλουχιών. Το πρώτο είναι μια βιαστική περιγραφή βήμα προς βήμα και το δεύτερο είναι το διάγραμμα ροής του αλγορίθμου εργασιών. Η πρώτη από αυτές έχει λάβει πολύ λιγότερη διανομή. Αυτό οφείλεται στην έλλειψη σαφήνειας και ακρόασης. Η δεύτερη μέθοδος, αντίθετα, είναι ένα πολύ βολικό μέσο των ακολουθιών εικόνων. Διανέμεται ευρέως τόσο στην εκπαιδευτική όσο και στην επιστημονική βιβλιογραφία.
Το διάγραμμα ροής του προγράμματος είναιμια ακολουθία γραφικών συμβόλων που προδιαγράφουν την εκτέλεση συγκεκριμένων λειτουργιών, καθώς και τους δεσμούς μεταξύ τους. Μέσα σε κάθε τέτοια εικόνα υποδεικνύονται πληροφορίες σχετικά με την εργασία που πρόκειται να εκτελεστεί. Τα μεγέθη και η διαμόρφωση των γραφικών συμβόλων, καθώς και η σειρά σχεδιασμού σειράς, διέπονται από τις GOST 19003-80 και GOST 19002-80.
Εξετάστε τα κύρια στοιχεία του διαγράμματος ροής του αλγορίθμου (στην φωτογραφία παρέχονται παραδείγματα του στυλ τους).
1. Μια διαδικασία είναι μια υπολογιστική ενέργεια ή μια ακολουθία τέτοιων ενεργειών.
2. Λύση - ελέγξτε την καθορισμένη κατάσταση.
3. Επεξεργασία - επικεφαλίδα κύκλου.
4. Η προκαθορισμένη διαδικασία είναι μια πρόσκληση για διαδικασία.
5. Έγγραφο - εκτύπωση και έξοδος δεδομένων.
6. Punch card - εισάγετε πληροφορίες.
7. Είσοδος / Έξοδος - Είσοδος / Έξοδος.
8. Σύνδεσμος - σπάσιμο των γραμμών ροής.
9. Start / End - Start, end, stop, start, enter και exit χρησιμοποιούνται σε βοηθητικούς αλγόριθμους.
10. Σχόλιο - χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση επεξηγηματικών σημειώσεων.
11. Κάθετες και οριζόντιες ροές - η κατεύθυνση της ακολουθίας, η γραμμή επικοινωνίας μεταξύ των μπλοκ.
12. Συγχώνευση - τα νήματα σύνδεσης.
13. Διάμεσος σύνδεσμος - μια ετικέτα που συμβολίζει τη μετάβαση σε άλλο φύλλο.
Η κατασκευή του διαγράμματος ροής του αλγορίθμου εκτελείται από τοειδικές απαιτήσεις που ορίζει η GOST. Για παράδειγμα, όταν συνδέετε γραφικά σύμβολα, χρησιμοποιούνται μόνο οριζόντιες ή κάθετες γραμμές. Οι ροές που κατευθύνονται από τα δεξιά προς τα αριστερά και από κάτω προς τα πάνω σημαίνονται απαραίτητα με βέλη. Μπορεί να μην σημειώνονται άλλες γραμμές. Η απόσταση μεταξύ των παράλληλων ρευμάτων δεν πρέπει να είναι μικρότερη από τρία χιλιοστά και μεταξύ των άλλων στοιχείων - τουλάχιστον πέντε χιλιοστόμετρα. Τα μεγέθη μπλοκ πρέπει να είναι πολλαπλάσια των πέντε. Ο λόγος της οριζόντιας προς την κάθετη του γραφικού συμβόλου είναι 1,5. Μερικές φορές επιτρέπεται ίση με δύο. Για λόγους ευκολίας της περιγραφής τα γραφικά σύμβολα πρέπει να είναι αριθμημένα. Από τη φύση των σχέσεων, υπάρχουν τύποι διαγραμμάτων ροής γραμμικής, κυκλικής και διακλαδιστικής δομής.
Για καλύτερη κατανόηση της αρχής του αλγορίθμουΜπορείτε να εξετάσετε το απλούστερο αυτόματο. Αποτελείται από μια μνήμη που αποτελείται από κύτταρα. γράψτε / διαβάσετε κεφάλι? επεξεργαστή Ποια είναι η αρχή της λειτουργίας μιας τέτοιας συσκευής; Το κεφάλι, αφού έλαβε εντολή από τον επεξεργαστή, γράφει δεδομένα σε ένα κελί ή διαβάζει μια σταθερά. Στην απλούστερη περίπτωση, θα είναι ένας αριθμητικός αριθμός. Επιπλέον, οι δομές δεδομένων, οι συμβολοσειρές χαρακτήρων κ.λπ. μπορούν να είναι σταθερές. Μια μεταβλητή είναι ένα κύτταρο μνήμης στο οποίο αποθηκεύονται οι πληροφορίες. Κατά την εκτέλεση του αλγορίθμου, διάφορα δεδομένα μπορούν να καταγραφούν σε ένα τέτοιο κελί. Βάσει αυτής της αρχής, κατασκευάζονται προσωπικοί υπολογιστές και άλλα ηλεκτρονικά. Ο αλγόριθμος για την εκτέλεση μιας εργασίας είναι ένα σύνολο εντολών για την ανάγνωση ή την εγγραφή πληροφοριών σε αυτά τα κελιά μνήμης.
Οι συστοιχίες είναι μια άλλη παραλλαγή.αναπροσαρμοσμένες μεταβλητές. Στην ουσία, αυτή είναι μια συλλογή κυττάρων, η οποία είναι ενωμένη με μια κοινή ονομασία. Οι πίνακες διακρίνουν μεταξύ δύο διαστάσεων, τρισδιάστατων κλπ. Η απλούστερη από αυτές είναι μια σειρά διαδοχικών κυψελών. Ένας τέτοιος πίνακας έχει το δικό του όνομα. Κάθε στοιχείο έχει τον δικό του αριθμό - δείκτη. Μια σταθερά γραμμένη σε ένα κελί καλείται στοιχείο ενός πίνακα.
Δύο-διαστάσεων τύπος με τη διάταξη των στοιχείωνσαν μια μήτρα. Τα κύτταρα σε μια τέτοια διάταξη χαρακτηρίζονται από δύο δείκτες (αυτό θυμίζει μια σκακιέρα με αρίθμηση κυττάρων). Με την ίδια αρχή υλοποιούνται τρισδιάστατες και περισσότερες δομές.
Αυτός ο τύπος ακολουθίας ροήςΑλγόριθμοι (παραδείγματα δίδονται σε αυτό το άρθρο) χαρακτηρίζονται από την εκτέλεση από την αρχή μέχρι το τέλος από την κορυφή προς τα κάτω. Σε μια τέτοια περίπτωση, το μηχάνημα εκτελεί τις λειτουργίες που προβλέπονται για αυτό βήμα προς βήμα. Κάθε ενέργεια επεξεργάζεται από τον επεξεργαστή. Εκτός από τους υπολογισμούς, αν είναι απαραίτητο, παραγγέλλει την κεφαλή εγγραφής / ανάγνωσης, πού και τι πρέπει να γραφτεί και από πού να διαβάσει. Το τελικό αποτέλεσμα καταγράφεται σε κύτταρα μνήμης, το καθένα από τα οποία έχει δικό του δείκτη και αποθηκεύει τη δική του σταθερά.
Στην πράξη, ο γραμμικός τύπος είναι εξαιρετικά σπάνιος.Συχνά είναι απαραίτητο να οργανωθεί μια ακολουθία, η οποία, ανάλογα με τις δεδομένες συνθήκες, ρέει κατά μήκος ενός ή του άλλου κλάδου. Το μπλοκ διάγραμμα του αλγορίθμου διακλαδικού τύπου περιέχει το στοιχείο "Λύση", εξαιτίας του οποίου ελέγχεται μια συγκεκριμένη κατάσταση και οι περισσότεροι από αυτούς, οι περισσότεροι κλάδοι της ακολουθίας.
Рассмотрим, каким образом функционирует διακλαδισμένο αλγόριθμο. Για παράδειγμα, πάρτε τη λειτουργία: z = y / x. Από την προϋπόθεση είναι σαφές ότι αυτή η εξίσωση έχει έναν περιορισμό - είναι αδύνατο να χωριστεί με μηδέν. Επομένως, πρέπει να εξαλείψετε αυτή τη λύση και να προειδοποιήσετε τον χρήστη για το σφάλμα. Πρώτον, καταρτίζεται ένα διάγραμμα ροής. Θα αποτελείται από επτά τετράγωνα. Το πρώτο γραφικό σύμβολο είναι "Start", το δεύτερο είναι "Input", εδώ πρέπει να ορίσετε τις τιμές X και Y. Στη συνέχεια, ακολουθεί το μπλοκ "Decision", ελέγχει την κατάσταση: X = 0. Σε αυτή την περίπτωση, το μηχάνημα πραγματοποιεί έλεγχο με σταθερό κελί, αν η τιμή που εισάγεται συμπίπτει με αυτό, τότε ο αλγόριθμος θα ακολουθήσει τον κλάδο "Ναι". Σε αυτήν την περίπτωση, ο έλεγχος μεταφέρεται στο τέταρτο μπλοκ και το μηχάνημα εκπέμπει ένα "σφάλμα", η διαδικασία τελειώνει στο έβδομο σύμβολο "Τέλος". Εάν το αποτέλεσμα της δοκιμής είναι αρνητικό, τότε στο πέμπτο γραφικό σύμβολο διεξάγεται η διαδικασία διαίρεσης και προσδιορίζεται η τιμή Ζ. Στο έκτο μπλοκ, το αποτέλεσμα εμφανίζεται στην οθόνη.
Συχνά κατά την επίλυση των προβλημάτων είναι απαραίτητο να επαναληφθείεκτελώντας οποιαδήποτε ενέργεια στην ίδια εξάρτηση για διαφορετικές τιμές των μεταβλητών και κάνοντας επαναλαμβανόμενες περάσματα μέσα από το ίδιο τμήμα του κυκλώματος. Τέτοιες περιοχές ονομάζονται κύκλοι, και ο αλγόριθμος - κυκλικός. Η χρήση αυτής της μεθόδου μειώνει σημαντικά την ίδια την ακολουθία. Οι κυκλικοί αλγόριθμοι μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: με έναν άγνωστο εκ των προτέρων και έναν γνωστό αριθμό τέτοιων περασμάτων.
Εξετάστε ένα παράδειγμα στο οποίο δίνεται ένα διάγραμμα ροής.αλγόριθμος με έναν άγνωστο αριθμό passes εκ των προτέρων. Για να το κάνετε αυτό, θα πρέπει να λύσετε το πρόβλημα - υποδείξτε τον μικρότερο αριθμό μελών ενός αριθμού φυσικών αριθμών, το άθροισμα των οποίων υπερβαίνει τον αριθμό K. Αρχικά, εισάγετε την τιμή του αριθμού Κ (№2). Στη συνέχεια στο μπλοκ 3, η μεταβλητή P παίρνει την τιμή "one", πράγμα που σημαίνει ότι θα αρχίσει να μετράει φυσικούς αριθμούς από αυτήν. Και η σωρευτική ποσότητα C στην αρχή παίρνει την τιμή "μηδέν". Στη συνέχεια, ο έλεγχος μεταφέρεται στο πέμπτο τμήμα, όπου εκτελείται η εντολή: С = С + П. Δηλαδή, οι τιμές των κυττάρων C και P αθροίζονται και το αποτέλεσμα αντικαθίσταται στο C. Μετά την προσθήκη του πρώτου μέλους αυτής της ακολουθίας στο τετραγωνίδιο 6, ελέγχεται η κατάσταση - το άθροισμα υπερβαίνει τον καθορισμένο αριθμό K; Αν δεν πληρούται η συνθήκη, τότε ο έλεγχος μεταφέρεται στο τέταρτο μπλοκ, όπου μια μονάδα προστίθεται στη μεταβλητή Ρ και η μετάβαση γίνεται και πάλι στο μπλοκ αριθ. 5. Αυτή η διαδικασία θα συμβεί έως ότου ικανοποιηθεί η συνθήκη: C> K, δηλαδή η συσσωρευμένη ποσότητα υπερβαίνει την καθορισμένη τιμή. Η μεταβλητή Ρ είναι ένας μετρητής βρόχου. Ακολουθεί η μετάβαση στον αριθμό τετραγώνου 7, όπου αποτυπώνονται τα αποτελέσματα της εργασίας.
Συχνά με την παραδοθείσα αλγοριθμική λύσητα καθήκοντα είναι ανάγκη να δημιουργηθεί ένας κύκλος που να περιέχει έναν άλλο κύκλο στο σώμα του. Αυτό θεωρείται φυσιολογικό. Αυτά τα στοιχεία ονομάζονται δομές βρόγχου βρόχου. Η σειρά τους μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη. Καθορίζεται από τη μέθοδο με την οποία επιτυγχάνεται η λύση του απαιτούμενου στόχου. Για παράδειγμα, κατά την επεξεργασία μιας μονοδιάστατης συστοιχίας, κατά κανόνα δημιουργείται ένα διάγραμμα ροής του αλγορίθμου χωρίς κύκλους ένθεσης. Εντούτοις, σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν επιλύονται τέτοια προβλήματα, είναι αναγκαία η επιλογή μιας τέτοιας λύσης. Πρέπει να σημειωθεί ότι όλοι οι ένθετοι βρόχοι, συμπεριλαμβανομένου του πρώτου (εξωτερικού), πρέπει να περιέχουν μετρητές με διαφορετικά ονόματα. Εκτός του κύκλου τους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συνήθεις μεταβλητές.
Αυτός ο τύπος ακολουθίας είναι ανάλογος προςυπορουτίνα γλώσσας. Ο βοηθητικός αλγόριθμος έχει ένα όνομα και παραμέτρους, που ονομάζονται τυπικά. Το όνομα δίνεται για να το διακρίνει μεταξύ των άλλων, και οι παράμετροι εκτελούν το ρόλο των μαθηματικών λειτουργιών εξόδου και εισόδου. Επιλέγονται κατά τρόπον ώστε να εξαντλείται το σύνολο των αναγκαίων ποσοτήτων. Συχνά η ίδια τυπική παράμετρος είναι τόσο η είσοδος όσο και η έξοδος ταυτόχρονα. Για παράδειγμα, σε έναν τέτοιο αλγόριθμο, ένας πίνακας μπορεί να εισαχθεί για επεξεργασία. Και στο προκύπτον μέρος μπορεί να εκφραστεί ως τροποποιημένη μορφή ως παράμετρος εξόδου. Μεταξύ των αλγορίθμων του βοηθητικού τύπου διακρίνονται λειτουργίες και διαδικασίες.
Под этим термином понимают разложение общей схемы αλγόριθμος για τις βοηθητικές (λειτουργίες και διαδικασίες) και το κεφάλι. Αυτή η μέθοδος είναι πολύ απλή όταν ο αλγόριθμος δίνεται από ένα διάγραμμα ροής - πρώτα, απομονώστε τις περιοχές που είναι υπεύθυνες για την κύρια εργασία από αυτήν. Τα πιο σύνθετα στάδια ορίζονται ως λειτουργίες και διαδικασίες ανώτατου επιπέδου. Στη συνέχεια, χωρίζονται σε στοιχειώδεις περιοχές χαμηλού επιπέδου. Η αρχή "από σύνθετο σε απλό" λειτουργεί εδώ. Αυτό γίνεται μέχρι ο αλγόριθμος να αναλύεται στα πιο απλά στοιχεία. Συνήθως η λύση για την αποσύνθεση μιας ακολουθίας αποτελείται από τρία βασικά βήματα: καταχώρηση δεδομένων, ταξινόμηση συστοιχιών, έξοδος μιας ταξινομημένης συστοιχίας. Λόγω του στοιχειώδους χαρακτήρα τους, το πρώτο και τελευταίο στάδιο δεν χρειάζονται αποσύνθεση, επομένως εκτελούνται στον αλγόριθμο κεφαλής. Αλλά το δεύτερο είναι ένα πολύ περίπλοκο ανεξάρτητο κομμάτι υπολογισμού, επομένως εμφανίζεται συνήθως σε ξεχωριστό μπλοκ. Τα στάδια της ταξινόμησης, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε δύο μέρη: τον καθορισμό της ανάγκης για τη διαδικασία (N-1) -μέσω της διέλευσης μέσω μιας δεδομένης συστοιχίας και εύρεσης του μικρότερου στοιχείου στο θεωρούμενο θραύσμα της συστοιχίας, ακολουθούμενη από αναδιάταξη του με το αρχικό στοιχείο της θέσης. Δεδομένου ότι το τελευταίο στάδιο επαναλαμβάνεται αρκετές φορές, καταρτίζεται ως χωριστή διαδικασία.
