Алгоритмические конструкции

Алгоритмические конструкции Формы представления алгоритма L/O/G/O

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. Глав ный недостаток состоит в том, что при таком способе допускается некоторая произвольность изложения, нет четких стандартов описания. Сложные задачи с анализом условий, с повторяющи мися действиями и возвратами к предыдущим пунктам трудно представляются в словесном и словесно-формульном виде.

Графического способ представления алгоритмов Одной из форм графического пред ставления 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 структу ры 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 уст ройством, 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), ши рина (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» представ ляется 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 язык Пояснения алг Оклейка обоями Начало алгоритма нач вещ a, b, h, 1, d, p,sl,s2, цел k Описание типов переменных вывод "Введите длину, ширину, высоту комнаты, длину, ширину обоев" Вывод подсказки на экран ввод a, b, h, 1, d Ввод информации с клавиатуры p:=2*(a+b) Вычисление периметра комнаты sl:=0.85*p*h Вычисление площади стен s2:=l*d Вычисление площади рулона k:=div(sl,s2)+l Вычисление 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 струк тур В структуре «последовательность» действия выполняются последовательно, сверху вниз, без возвратов

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

Блок-схемы базовых струк тур 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 использо ваны при составлении алгоритмов, различают три основные разновидности алгоритмов: линейный, разветвляющийся, циклический и вспомогательный или подпрограмма.