Представление алгоритмов

Схема алгоритма

Отладка программы

Программирование

Программа – упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задач.

В общетеоретическом плане программирование – это теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программы. Изучение этих вопросов выходит за рамки настоящего пособия.

В узком смысле под программированием понимается запись алгоритма с использованием команд и операторов одного из языков программирования - кодирование.

Отладка программы заключается в проверке правильности функционирования алгоритма решения задачи с помощью контрольных примеров, результаты решения которых заранее известны, устранении обнаруженных синтаксических и логических ошибок.

Научно-техническое сопровождение

Научно-техническое сопровождение программы предусматривает контроль за работой программы и устранение ошибок, обнаруженных в процессе эксплуатации, доработку программы и ее совершенствование в соответствии с требованиями заказчика.

Алгоритм - точное, однозначное предписание последовательности действий (операций), приводящее к решению задач данного класса за конечное число шагов или заданное время.

Основными свойствами алгоритма являются дискретность, определенность, массовость, результативность, эффективность.

Дискретность – данное свойство вытекает из самой сущности цифровой вычислительной техники. Все вычисления выполняются последовательно, шаг за шагом, таким образом, что результаты вычислений на предыдущем шаге используются на последующем шаге.

Определенность – алгоритм не должен допускать различных толкований. Действия, которые необходимо произвести, должны быть строго и недвусмысленно определены в каждом конкретном случае.

Массовость – алгоритм должен позволять решать все задачи данного класса. Например, решение квадратного уравнения при любых значениях коэффициентов. Если алгоритм имеет ограничения, то это указывается в его описании. Например, то же квадратное уравнение может быть решено только в области действительных чисел.

Результативность – алгоритм должен приводить к решению задачи. Если задача не имеет решений, то пользователь должен получить соответствую-

щее сообщение.

Эффективность – это мера качества алгоритма. В качестве критериев качества алгоритма является его простота, точность получаемого результата и время его реализации.

Для представления алгоритмов используются различные способы:

- словесное;

- на алгоритмическом языке;

- в виде схем алгоритмов;

- предикатная форма записи.

Словесная форма представления алгоритма самая простая. Словесная форма позволяет подробно описать последовательность действий, рассмотреть все возможные варианты. Недостатком данной формы описания является ее громоздкость и невозможность в ряде случаев перейти непосредственно от алгоритма к программе. Тем не менее, при разработке сложных алгоритмов без использования словесной формы нельзя обойтись.

Запись алгоритмана алгоритмическом языке используется, как правило, при обучении. Эта форма записи позволяет описать алгоритм на языке, близком к естественному. В качестве примера алгоритмического языка можно назвать язык Мега-Е, используемый в школах и в средних учебных заведениях для обучения программированию. В состав служебных слов входят такие слова как алг – алгоритм, дано – ввод данных, надо – цель выполнения алгоритма и др. Основные конструкции этого языка приведены в табл. 8.2.2.

Предикатная форма записи алгоритма удобна при оформлении документации. Она позволяет представить алгоритм в компактной форме, но не обладает наглядностью, например: P(x<y, a, b); P1(x, y, g, h).

Схема алгоритма. На практике для представления отчетов и оформления проектной документации чаще используются схемы алгоритмов. Схема алгоритма является одним из способов наглядного представления алгоритма с помощью специальных элементов, предусмотренных единой системой конструкторской документации (ЕСКД). Некоторые из этих элементов приведены в табл. 8.2.1.

Размеры элементов схемы строго определены. Размер стороны а выбирается из ряда 10, 15, 20, … мм с шагом 5 мм. Размер стороны b принимается равным 1,5а, допускается 2а. Элементы схемы объединяются линиями потока. Стрелки на линиях потока указываются, если поток направлен справа налево или снизу вверх. Допускается изображать стрелки во всех направлениях.

Стрелка проставляется на линии потока в конце потока. Блок выбора имеет один вход (сверху или снизу) и два выхода (снизу/сверху и влево или вправо). Блоки в схеме алгоритма нумеруются. Блок "Начало" не нумеруется.

Номера блоков проставляются у левого верхнего края блока или в разрыве линии.

При программировании многие структуры алгоритмов повторяются. Различают три основные (базовые) структуры алгоритмов: линейную, выбор и цикл. Эти базовые структуры одинаковы для всех языков программирования. Отличия могут заключаться только в форматах используемых операторов. Базовые структуры схем алгоритмов приведены в табл. 8.2.2.

Линейная структура представляет собой последовательность операторов следующих один за другим, ветвления и циклы отсутствуют.

Выбор (или решение) - предполагает выбор одной альтернативы из двух.

При этом процесс может быть только в одной ветви – неполная форма оператора выбора. В этом случае, если условие истинно, то выполняется процесс, в ином случае осуществляется переход на оператор, следующий за оператором выбора.

Цикл – представляет собой вычислительный процесс, который повторяется многократно при изменении одного параметра – переменной цикла I.

В зависимости от условия окончания цикла циклы делятся на циклы с заданным числом повторений (циклы типа "ДО") и циклы с параметром (бесконечные циклы или циклы типа "Пока"). В циклах типа "ДО" число повторений известно перед началом цикла и условием окончания цикла является выполнение заданного числа повторений. В циклах типа "Пока" число повторений неиз-

Таблица 8.2.1

Дата добавления: 2014-01-06