Основні символи та правила побудови схем алгоритмів

Написанню програми на будь-якій мові програмування передує складання алгоритму, який показує послідовність виконання операцій, розгалуженість обчислювального процесу, логіку виконання всього ланцюгу програми від блоку введення вхідних даних до отримання кінцевого результату.

Для використанням блок–схем алгоритмів застосовують основні правила їх оформлення, що чітко регламентуються ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). У таблиці 1 показано форму і наведено зміст найбільш часто використовуваних блоків. Практично всі блоки, приведені в таблиці, будуються на основі «базового» прямокутника розмірами «аb» Перший приведений в таблиці блок під назвою «процес» є «базовим» прямокутником. Розмір а = 10, 15, 20... мм, тобто кратний п’яти. Розмір b = 1,5a, допускається b = 2a. Розмір «a» вибирається залежно від масштабу блок–схеми і повинен бути однаковим для всіх її блоків.

Таблиця.1Форма і зміст блоків блок – схем алгоритмів

Найменування Позначення Функції  
Процес Виконання операцій присвоєння, наприклад, A = 0, складання з присвоєнням, наприклад C = A+B віднімання, множення і т.д.
Рішення Вибір напряму виконання алгоритму (програми) залежно від деяких змінних умов
Ввід – вивід Ввід – вивід інформації без незалежно від типу пристрою вводу або виводу
Дисплей Введення інформації з дисплея (з клавіатури), виведення інформації на дисплей
Документ Виведення інформації на папір (на принтер)
Старт – зупинка Початок – кінець алгоритму (програми)
З’єднувач Перехід на блок номер 5 (номер блоку наведено для прикладу)
Коментар -

 

Кожну блок-схему починають блоком «Старт-зупинка», усередині якого пишуть слово «Початок», і закінчують блоком «Зупинка», усередині якого пишуть слово «Кінець». Блоки з’єднують лініями. Якщо лінія, що сполучає блоки «надходить» до блоку за напрямом «зверху-вниз» або «зліва – направо», то стрілку на її кінці не ставлять. Якщо ж по напряму «знизу – вгору» або «справа – наліво», то стрілку на її кінці ставлять обов’язково.

Застосування блоку «З’єднувач» дає можливість значно спростити блок–схему. Його застосовують у тому випадку, коли лінію, що сполучає блоки, потрібно вести на значну відстань і часто з перетином інших сполучних ліній. Натомість достатньо після блоку, з якого повинна виходити сполучна лінія, зобразити блок «З’єднувач» і усередині нього написати номер блоку, в який ця лінія повинна прийти.

Блок «Коментар» застосовують у тому випадку, коли усередині блоку не вдається розмістити (написати) всю необхідну інформацію. У цьому випадку до лінії, що сполучає блоки, перед блоком, для якого необхідно написати додаткову інформацію, за допомогою пунктирної лінії приєднують (справа або зліва) блок «Коментар». Інформацію можна розміщувати за висотою - в межах висоти даного блоку, або за шириною – до краю сторінки.

Окремі блоки у алгоритмі можуть нумеруватись всі або деякі, це визначається складністю та розгалуженістю процесу. Нумерація блоків завжди полегшує читання блок-схеми. Блоки між собою з’єднуються стрілками, які показують напрямок обчислювального процесу.

Проектування схем алгоритмів як правило виконують із дотриманням наступної послідовності:

1) постановка задачі;

2) математична формалізація задачі;

3) вибір методу розв’язування задачі;

4) побудова схеми алгоритму;

5) перевірка алгоритму.

Постановка задачі – це чітке формулювання задачі, визначення вхідних даних для її розв’язування і точні вказівки відносно того, які результати і в якому вигляді повинні бути отримані.

Перед виконанням наступних кроків роботи необхідно:

• уважно усвідомити задачу до чіткого розуміння її суті і вимог;

• визначити, які дані є вхідними, тобто такими, які задаються користувачем алгоритму;

• визначити, які дані є вихідними, тобто такими, які треба отримати в результаті розв’язання задачі.

Математична формалізація задачі – це опис задачі у вигляді формул, рівнянь, співвідношень, обмежень. Цей крок є найважливішим при виконанні даної роботи. Більша частина задач потребують математичної формалізації.

Математична формалізація вимагає певного рівня знань, вмінь та навичок в області, до якої належить поставлена задача.

Вибір методу розв’язування задачі полягає у виборі сукупності способів та підходів до розв’язання задачі. Вибір методу залежить як від самої задачі, так і від можливостей комп’ютера. При оцінюванні якості розв’язку задачі враховуються наступні показники:

• оригінальність розв’язку;

• об’єм пам’яті, який займає і використовує алгоритм (програма);

• трудомісткість обчислень, тобто ефективність алгоритму;

• лаконічність і наочність алгоритму.

Побудова схеми алгоритму – це графічний запис алгоритму на основі вибраного методу.

Перед формуванням кінцевого варіанту схеми бажано розглянути і проаналізувати декілька її варіантів. Алгоритм більшою мірою визначається методом, хоча один і той же метод може бути реалізований за допомогою різних алгоритмів.

Перевірка алгоритму полягає в ручній перевірці окремих розв’язків задачі. Отриманий алгоритм необхідно обов’язково перевірити за допомогою тестів. Тест – сукупність вхідних даних для алгоритму з очікуваними результатами. Зазвичай треба підготувати не один, а декілька тестів, що допоможе охопити максимум ситуацій.

Набір тестів називається повним, якщо він дозволяє активізувати всі гілки алгоритму. В наборі тестів виділяють три групи:

- «тепличні» – перевіряють роботу алгоритму при коректних, нормальних вихідних даних найпростішого вигляду;

- «екстремальні» – на межі області визначення, в ситуаціях, які можуть відбутись і на які треба коректно реагувати;

«позамежні» – за межами області визначення – ситуації, безглузді з точки зору постановки задачі, але які можуть відбутись через помилки користувача або інших алгоритмів, які надають вхідні дані для алгоритму, що тестується

 

В залежності від структури алгоритми бувають:

- лінійні;

- із розгалуженням;

- циклічні.