În lumea modernă a tehnologiei digitaleprogramarea este baza pentru funcționarea diferitelor computere, gadgeturi și alte echipamente electronice. Iar capacitatea de a întocmi rapid și corect o diagramă bloc a unui algoritm este fundamentul, baza acestei științe. Această diagramă este un model grafic al proceselor care trebuie efectuate de echipament. Se compune din blocuri funcționale separate care îndeplinesc scopuri diferite (start / sfârșit, I / O, apeluri de funcții etc.).
De fapt, algoritmul este o instrucțiune simplă despreîn ce secvență este necesar să se efectueze anumite acțiuni atunci când se prelucrează datele inițiale în rezultatul solicitat. Împreună cu acest termen, este adesea folosit conceptul de algoritmizare. Este înțeles ca un set de metode și tehnici pentru compilarea unei secvențe pentru rezolvarea problemelor specifice.
Adesea algoritmul nu este folosit cainstrucțiuni pentru computer, dar ca diagramă pentru efectuarea oricăror acțiuni. Acest lucru ne permite să observăm eficacitatea și eficiența acestei soluții, să corectăm posibilele erori și, de asemenea, să o comparăm cu alte soluții similare chiar înainte de a intra în computer. În plus, algoritmul este baza pentru compilarea unui program care trebuie scris într-un limbaj de programare pentru a implementa în continuare procesul de procesare a informațiilor pe un PC. Până în prezent, au devenit cunoscute două modalități practice de a construi astfel de secvențe. Primul este o descriere verbală pas cu pas, iar al doilea este o diagramă a algoritmului problemei. Prima dintre ele este mult mai puțin răspândită. Acest lucru se datorează lipsei de claritate și verbozitate. A doua metodă, dimpotrivă, este un mijloc foarte convenabil de afișare a unei secvențe. Este utilizat pe scară largă atât în literatura educațională, cât și în literatura științifică.
Diagrama bloc a algoritmului programului esteo secvență de simboluri grafice care prescrie efectuarea operațiilor specifice, precum și conexiunile dintre ele. În cadrul fiecărei astfel de imagini, sunt indicate informații despre sarcina de îndeplinit. Dimensiunile și configurația simbolurilor grafice, precum și ordinea de înregistrare a secvențelor, sunt reglementate de GOST 19003-80 și GOST 19002-80.
Luați în considerare principalele elemente ale organigramei algoritmului (fotografia prezintă exemple ale stilului lor).
1. Procesul este o acțiune de calcul sau o succesiune de astfel de acțiuni.
2. Soluție - verificarea unei stări date.
3. Modificare - titlul ciclului.
4. Proces predefinit - apel la procedură.
5. Document - imprimare și ieșire date.
6. Punch card - introducere de informații.
7. Intrare / Iesire - Intrare / Iesire de date.
8. Conector - rupere a liniilor de curgere.
9. Start / End - Start, end, stop, start, entry și exit sunt utilizate în algoritmi auxiliari.
10. Comentariu - folosit pentru a plasa etichete explicative.
11. Fluxuri verticale și orizontale - direcția secvenței, linia de comunicație între blocuri.
12. Combinarea - unirea fluxurilor.
13. Conector interstițial - un semn care simbolizează trecerea la o altă foaie.
Construcția unei diagrame bloc a algoritmului se realizează conformcerințele specifice prescrise de GOST. De exemplu, atunci când conectați simboluri grafice, sunt utilizate numai linii orizontale sau verticale. Fluxurile direcționate de la dreapta la stânga și de jos în sus sunt neapărat marcate cu săgeți. Este posibil ca alte linii să nu fie marcate. Distanța dintre fluxurile paralele nu trebuie să fie mai mică de trei milimetri și între restul elementelor - cel puțin cinci milimetri. Dimensiunile blocurilor trebuie să fie multipli de cinci. Raportul orizontal la vertical al simbolului grafic este 1,5. Uneori este permis egal cu doi. Pentru confortul descrierii, simbolurile grafice trebuie numerotate. Prin natura legăturilor, se disting tipurile de diagrame bloc ale algoritmului structurilor liniare, ciclice și ramificate.
Pentru o mai bună înțelegere a principiului algoritmuluiputeți lua în considerare cel mai simplu automat. Include o memorie formată din celule; cap de scriere / citire; PROCESOR. Care este principiul unui astfel de dispozitiv? Șeful, după ce a primit o comandă de la procesor, scrie date într-o celulă sau citește o constantă. În cel mai simplu caz, va fi un număr aritmetic. În plus, constantele pot fi structuri de date, șiruri de caractere etc. O variabilă este o celulă de memorie în care sunt stocate informații. În timpul executării algoritmului, diferite date pot fi înregistrate într-o astfel de celulă. Computerele personale și alte electronice sunt construite pe acest principiu. Algoritmul pentru efectuarea unei sarcini este un set de comenzi pentru citirea sau scrierea informațiilor în aceste celule de memorie.
Tablourile sunt o altă variantăvariabile indexate. De fapt, este o colecție de celule, care sunt unite printr-o denumire comună. Matricile disting între 2D, 3D și așa mai departe. Cea mai simplă dintre acestea este o serie de celule secvențiale. O astfel de matrice are propriul său nume. Fiecare element are propriul număr - index. O constantă scrisă într-o celulă se numește element matrice.
Tipul bidimensional prin dispunerea elementelorseamănă cu o matrice. Celulele dintr-o astfel de matrice sunt caracterizate de doi indici (aceasta seamănă cu o tablă de șah cu numere de celule). Structuri tridimensionale și mai multe sunt realizate pe același principiu.
Acest tip de secvență a diagramelor de fluxalgoritmii (exemplele sunt date în acest articol) sunt caracterizate prin execuție de la început până la sfârșit de sus în jos. În acest caz, automatul efectuează operațiile prescrise pentru el pas cu pas. Fiecare acțiune este procesată de procesor. În plus față de calcule, dacă este necesar, comandă capul de citire / scriere unde și ce trebuie scris și de unde să citească. Rezultatul final este scris în celule de memorie, fiecare dintre ele având propriul index și stochează propria constantă.
În practică, tipul liniar este extrem de rar.Este adesea necesar să se organizeze o secvență care, în funcție de condițiile date, curge de-a lungul unei ramuri sau altei. Diagrama bloc a algoritmului de tip ramificare conține elementul „Soluție”, datorită căruia se verifică o anumită condiție și cu cât sunt mai multe, cu atât mai multe ramuri au secvența.
Luați în considerare cumalgoritm ramificat. Să luăm ca exemplu o funcție: z = y / x. Se vede din condiția ca această ecuație să aibă o limită - nu puteți împărți la zero. Deci, este necesar să excludeți această soluție și să avertizați utilizatorul despre eroarea care a apărut. În primul rând, este întocmită o diagramă bloc a algoritmului. Acesta va fi format din șapte blocuri. Primul simbol grafic este „Start”, al doilea este „Enter”, aici ar trebui să setați valorile X și Y. Apoi urmează blocul „Decizie”, în care se verifică starea: X = 0. În acest caz, automatul verifică celula cu o constantă, dacă valoarea introdusă coincide cu aceasta, atunci decizia algoritmului va merge de-a lungul ramurii „Da”. În acest caz, controlul este transferat la al patrulea bloc, iar mașina emite o „eroare”, lucrarea se termină la al șaptelea simbol „Sfârșit”. Dacă rezultatul testului este negativ, atunci procesul de divizare se efectuează în al cincilea simbol grafic și se determină valoarea Z. În al șaselea bloc, rezultatul este afișat pe ecran.
Adesea, atunci când rezolvați probleme, trebuie să repetațiefectuarea oricărei operații pe aceeași dependență pentru valori diferite ale variabilelor și efectuarea de treceri multiple prin aceeași secțiune a circuitului. Astfel de secțiuni sunt numite de obicei cicluri, iar algoritmul este numit ciclic. Utilizarea acestei metode scurtează semnificativ secvența în sine. Algoritmii ciclici sunt de obicei împărțiți în două tipuri: cu o necunoscută în avans și un număr cunoscut de astfel de treceri în avans.
Luați în considerare un exemplu care oferă o diagramă blocalgoritm cu un număr necunoscut de treceri în avans. Pentru a face acest lucru, trebuie să rezolvați problema - indicați cel mai mic număr de membri dintr-o serie de numere naturale, a căror sumă depășește numărul K. O astfel de diagramă bloc a algoritmului constă din opt simboluri. Mai întâi, introducem valoarea numărului K (nr. 2). Apoi, în blocul 3, variabila P primește valoarea „unu”, ceea ce înseamnă că numărarea numerelor naturale va începe de la ea. Iar suma cumulativă C de la început obține valoarea „zero”. Mai mult, controlul este transferat în al cincilea bloc, unde se execută comanda: С = С + П. Adică, valorile celulelor C și P sunt însumate, iar rezultatul este suprascris în C. După adăugarea primului termen al acestei secvențe în blocul 6, se verifică condiția - suma depășește numărul specificat K? Dacă condiția nu este îndeplinită, atunci controlul este transferat la al patrulea bloc, unde unul este adăugat la variabila P și tranziția se face din nou la blocul # 5. Această procedură va continua până la îndeplinirea condiției: C> K, adică suma acumulată va depăși valoarea specificată. Variabila P este contorul de buclă. Apoi, există o tranziție la blocul numărul 7, unde sunt tipărite rezultatele muncii.
Adesea, cu o soluție algoritmică la setsarcina, este necesar să se creeze un ciclu care să conțină un alt ciclu în corpul său. Aceasta este considerată norma. Astfel de elemente se numesc structuri de buclă imbricate. Ordinea lor poate fi destul de mare. Acesta este determinat de metoda prin care se realizează soluția problemei solicitate. De exemplu, când se procesează o matrice unidimensională, de regulă, este construită o diagramă bloc a algoritmului fără bucle de cuibărire. Cu toate acestea, într-o serie de cazuri, atunci când rezolvați astfel de probleme, devine necesar să alegeți o astfel de soluție. Trebuie remarcat faptul că toate buclele imbricate, inclusiv primul (exterior), trebuie să conțină contoare cu nume diferite. În afara buclei lor, ele pot fi utilizate ca variabile regulate.
Acest tip de secvență este analog curutine lingvistice. Un algoritm auxiliar are un nume și parametri, care sunt numiți formali. Numele este dat pentru a-l distinge de un număr de alții, iar parametrii acționează ca funcții matematice de ieșire și de intrare. Ele sunt alese astfel încât să se epuizeze întreaga gamă de valori solicitate. Adesea același parametru formal este atât o intrare, cât și o ieșire. De exemplu, într-un astfel de algoritm, o matrice poate fi furnizată intrării pentru procesare. Și în partea rezultată, acesta poate fi prezentat într-o formă modificată ca parametru de ieșire. Dintre algoritmii de tip auxiliar, se disting funcții și proceduri.
Acest termen este înțeles ca descompunerea schemei generalealgoritm pentru auxiliar (funcții și proceduri) și cap. Această metodă este foarte simplă atunci când algoritmul este dat de o diagramă bloc - mai întâi, secțiunile responsabile pentru lucrarea principală sunt izolate de aceasta. Cele mai dificile etape sunt formalizate ca funcții și proceduri de nivel superior. Apoi, acestea sunt împărțite în secțiuni elementare de nivel scăzut. Principiul „de la complex la simplu” funcționează aici. Acest lucru se face până când algoritmul este analizat în cele mai simple elemente ale sale. De obicei, o soluție de descompunere a secvenței constă din trei pași principali: introducerea datelor, sortarea matricei și ieșirea matricei sortate. Prima și ultima etapă, datorită naturii lor elementare, nu trebuie descompuse; prin urmare, acestea sunt efectuate în algoritmul de cap. Dar al doilea este un fragment independent de calcule foarte complex, deci este de obicei afișat într-un bloc separat. Etapele de sortare, la rândul lor, sunt împărțite în două părți: determinarea necesității de a efectua procedura (N - 1) - trecerea multiplă prin tabloul dat și găsirea celui mai mic element din fragmentul considerat al tabloului cu rearanjarea ulterioară a acestuia cu elementul inițial al secțiunii. Deoarece ultima etapă se repetă de multe ori, este formalizată ca o procedură separată.
