Алгоритмические конструкции Формы представления алгоритма

Алгоритм описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов. Алгоритмизация процесс разработки алгоритма (плана действий) для решения задачи.

Свойства алгоритмов Дискретность (от лат. discretus разделенный, прерывистый) – это разбиение алгоритма на ряд отдельных законченных действий (шагов). Детерминированность (от лат. determinate определенность, точность) - любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае. Конечность - каждое действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения. Массовость - один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными. Результативность - в алгоритме не было ошибок.

Виды алгоритмов Линейный (последовательный) алгоритм описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке. Циклический алгоритм описание действий, которые должны повторяться указанное число раз или пока не выполнено заданное условие. Перечень повторяющихся действий называется телом цикла. Разветвляющийся алгоритм алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий. Вспомогательный алгоритм алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя.

Формы представления алгоритмов Алгоритм может быть представлен в различных формах: словесной, графической, табличной, программной.

Табличное Графическое Словесное Способы представления алгоритмов Графы, схемы Рисунки Программное

Представление алгоритмов в виде описания последовательности действий, то есть в словесной форме Такой способ представления несложен, но имеет недостатки. Глав­ный недостаток состоит в том, что при таком способе допускается некоторая произвольность изложения, нет четких стандартов описания. Сложные задачи с анализом условий, с повторяющи­мися действиями и возвратами к предыдущим пунктам трудно представляются в словесном и словесно-формульном виде.

Графического способ представления алгоритмов Одной из форм графического пред­ставления являются рисунки. Примеры представления алгоритмов в виде рисунков вы можете увидеть на упаковках продуктов быстрого приготовления, в инструкциях по использова­ нию бытовой техники и пр.

Способ представления алгоритмов в виде графа Граф геометрический объект, состоящий из вершин и со­ единяющих вершины линий-дуг. В алгоритме анализа структу­ры предложения вершинами являются члены предложения, дуги показывают связи членов предложения, направления дуг последовательность анализа (порядок действий алгоритма). На рисунке представлен алгоритм «Разбор предложения» в виде графа.

Если алгоритм предназначен для исполнения техническим уст­ройством, например станком с числовым программным управлением или компьютером, он представляется в виде программы.

Наиболее распространенной формой представления алгоритма является блок-схема. Для отображения алгоритма в виде блок-схемы используется стандартный набор графических объектов (блоков), перечень и условные обозначения которых приведены в таблице.

Приведем алгоритм решения задачи, представив его в разных формах. Пример : Требуется рассчитать необходимое количество рулонов обоев для оклейки комнаты. Заданы параметры комнаты: длина (а), ши­рина (b) и высота (h). Заданы параметры рулона обоев: длина (I), ширина (d). Считаем, что площадь окон и дверей составляет 15 % от площади стен. Словесно-формульное описание алгоритма «Оклейка обоями» представ­ляется в виде нумерованной последовательности действий, понятных человеку. Алгоритм «Оклейка обоями» Рассчитать периметр комнаты: р=2*(а+b). Рассчитать площадь стен с учетом дверей и окон: s1=0,85*p*h. Рассчитать площадь одного рулона обоев: s2=l*d. Вычислить количество рулонов: k=div(s1/s2)+l, где div функция определения целой части числа. Конец алгоритма

Блок-схема алгоритма «Оклейка обоями» Пояснения к блок-схеме: действия, указанные в блоках 1- 4, соответствуют действиям, указанным в словесном алгоритме в пп. 1- 4; дополнительно введены блоки для ввода исходных данных в компьютер и вывода результата вычислений; дополнительно введены блоки начала и конца алгоритма.

Таблица Алгоритм «Оклейка обоями» в виде программы на школьном алгоритмическом языке Школьный алгоритмический языкПояснения алг Оклейка обоямиНачало алгоритма нач вещ a, b, h, 1, d, p,sl,s2, цел kОписание типов переменных вывод "Введите длину, ширину, высоту комнаты, длину, ширину обоев" Вывод подсказки на экран ввод a, b, h, 1, dВвод информации с клавиатуры p:=2*(a+b)Вычисление периметра комнаты sl:=0.85*p*hВычисление площади стен s2:=l*dВычисление площади рулона k:=div(sl,s2)+lВычисление количества рулонов вывод k KOH Вывод ответа на экран Конец алгоритма

Алгоритмические конструкции Любой, даже самый сложный алгоритм, можно представить с помощью трех типовых конструкций (структур): последовательности, ветвления, цикла. Каждая структура имеет один вход и один выход.

Блок-схемы базовых струк­тур В структуре «последовательность» действия выполняются последовательно, сверху вниз, без возвратов

Блок-схемы базовых струк­тур В структуре «ветвление» выполняется либо одна, либо другая группа действий в зависимости от истинности (выполнения) или ложности (невыполнения) условия

Блок-схемы базовых струк­тур В структуре «цикл» действия повторяются до тех пор, пока выполняется заданное условие.

Набор типовых структур часто называют алгоритмическими конструкциями, потому что из них, как из конструктора, можно составить алгоритм любой сложности. В зависимости от того, какие базовые структуры использо­ваны при составлении алгоритмов, различают три основные разновидности алгоритмов: линейный, разветвляющийся, циклический и вспомогательный или подпрограмма.