Способы представления алгоритмов

Типы алгоритмов

Можно выделить набор стандартных алгоритмов, обеспечивающих выполнение самых сложных процессов обработки данных:

1) процесс — изменение значений, формы представления или места хранения элементов данных;

2) следование — выполнение двух структур одна за другой в порядке их расположения в алгоритме;

3) решение — выбор одного из двух возможных разветвлений процесса в зависимости от некоторого условия и последующее соединение обоих разветвлений в общей точке;

4) селектор — множественное ветвление процесса в зависимости от значения управляющей селекторной переменной, также с последующим соединением ветвей;

5) цикл — многократное выполнение участка (сегмента) алгоритма при изменении значений группы переменных величин;

Возможны варианты этих структур и различия в деталях реализации, но одно свойство является неизменным: у каждой имеется единственная точка входа и единственная — выхода. Разбиение алгоритма на совокупность стандартных структур, как и выделение процедур (отдельно описанных автономных частей алгоритма), — это наилучший путь обеспечить его «прозрачность» и облегчить последующие стадии работы над задачей. В случае сложных алгоритмов полезна многоуровневая структуризация: группы связанных между собой простых структур объединяют в супер-структуры, понимаемые далее как некие условные блоки общего алгоритма.

Алгоритм существует в двух основных фазах: внемашинной и машинной. Первая охватывает периоды «общения» человека с алгоритмом вначале в процессе его разработки, затем анализа полученных результатов с учетом особенностей алгоритма и, наконец, при подстройке алгоритма под изменившиеся условия самим разработчиком или иным человеком. Алгоритм может также служить средством консервации и обмена знаниями между людьми.

Машинная фаза — это использование алгоритма в форме программы, по которой ВС ведет обработку информации. Перевод в эту форму осуществляется с помощью лингвистических средств информатики, о которых далее будет сказано.

Вначале рассмотрим формы внемашинного представления. Они выбираются с учетом особенностей человеческого восприятия. Наиболее естественно с этой точки зрения четкое словесное описание, с разбивкой на пронумерованные шаги для необходимых отсылок. Детализация шагов выполняется так, чтобы содержание каждого было понятно человеку, которому предназначено описание.

Возможно двух- и многоуровневое описание при постепенной расшифровке отдельных шагов. Описание без особого труда можно перевести в более специфические формы (например в графическую схему). Графическая двумерная схема особенно оправдана в случае сложных алгоритмов, так как по ней легче проследить линии развития процесса, чем по словесному описанию.

Правила изображения схем унифицированы. Ниже приведена таблица основных символов с некоторыми разъяснениями.

Таблица

Основные элементы изображения алгоритмов

Размер элементов выбирают из ряда 10, 15, 20 мм, допустимо увеличивать размеры на число, кратное 5. Расстояние между параллельными линиями потока должно быть не менее 3 мм, между остальными элементами схемы не менее 5 мм.