Способы записи алгоритмов. Словесные способы записи алгоритма. Блок-схемы

Вопросы занятия:

·                   Способы записи алгоритмов;

·                   Словесные способы записи алгоритма;

·                   Блок-схемы.

Как вы помните, чтобы задать алгоритм действий необходимо: получить задание и оценить условия задачи. Затем составить алгоритм действий и в итоге прийти к результату.

Существует несколько способов записи алгоритма, среди них выделяют:

·                   Словесные

·                   Графические

·                   Способы записи на алгоритмическом языке.

Давайте обратимся к истории развития алгоритмов. Здесь весомое место принадлежит нашему соотечественнику Андрею Андреевичу Маркову. В начале 1950-х годов в работах А. А. Маркова получила развитие та идея, что все математические алгоритмы можно свести к повторению простых однотипных операций, выполняемых в строгом порядке по определённому предписанию, которое после объяснения на обычном языке или даже демонстрации на примерах становится понятным каждому.

Марков выделил, что в общем случае алгоритмы должны содержать предписания двух видов:

Первые предписания, направлены на изменение информации (функциональные операторы)

Вторые предписания, определяют дальнейшие направление действий (логические операторы)

Эти предписания лежат в основе большинства способов записи алгоритмов.

Рассмотрим словесный способ записи алгоритмов.

Данный способ является самым простым способом записи алгоритма, так как алгоритм записывается на обычном разговорном языке в виде определённых высказываний.

Словесное описание является самым неограниченным и неофициальным. Но самым большим недостатком словесного описания является то, что все разговорные языки могут истолковаться по-разному, поэтому алгоритм может выполниться неоднозначно. Также алгоритм, записанный в словесной форме может быть очень объёмным и трудным для восприятия.

Рассмотрим пример.

Опишем словесно алгоритм построения треугольника, если известны две его стороны и угол между ними.

Итак, для того, чтобы построить треугольник по двум сторонам и углу между ними нужно:

·                   Провести прямую.

·                   На прямой, от выбранной точки А, отложить отрезок, равный первому данному отрезку.

·                   Построить угол, равный данному (вершиной угла будет точка А, а одной из сторон угла - прямая).

·                   На другой стороне угла отложить отрезок, равный второму данному отрезку.

·                   Соединить концы отрезков.

Такая словесная запись алгоритма называется построчной.

То есть для записи алгоритма необходимо соблюдать следующие правила:

·                   Каждое предписание записывается с новой строки

·                   Шаги алгоритма нумеруются

·                   Исполнять алгоритм начинают с первого номера предписания и продолжают по возрастанию номеров, только если нет специальных отступлений.

Словесная запись алгоритма может содержать формулы и математические выражения.

Например:

·                   Обозначить первое из заданных чисел Х, второе обозначить У.

·                   Если 𝑋=У, то перейти к п. 8.

·                   Если 𝑋 > У, то перейти к п. 4, иначе перейти к п. 6.

·                   Заменить 𝑋 на 𝑋 − У.

·                   Перейти к п. 2.

·                   Заменить У на У − 𝑋.

·                   Перейти к п. 2.

·                   Считать 𝑋 искомым результатом.

Благодаря построчной записи алгоритма можно избежать ряда неопределённостей и восприятие алгоритма не требует специальных знаний. Но при этом построчная запись алгоритма требует от человека концентрации внимания.

Более наглядной и доступной формой записи алгоритма является графический способ, а самый широко применимый способ — запись с помощью блок-схем.

Блок-схема – это графический документ, глядя на который легко понять порядок работы алгоритма.

При этом предписания изображаются с помощью различных геометрических фигур, а последовательность выполнения шагов – с помощью линий, соединяющих эти фигуры.

Направления линий слева направо и сверху вниз являются стандартными и могут изображаться без стрелок.

Линии связи справа налево и сверху вниз изображаются с помощью стрелок.

Рассмотрим некоторые обозначения, используемые в блок-схемах.

Начинаем и заканчиваем выполнение алгоритма всегда с блока Начало и блока Конец, которые изображаются с помощью овала.

Из начального блока выходит одна линия связи, в конечный блок также входит одна линия связи.

Внутри блока данных, который изображается с помощью параллелограмма содержатся исходные данные или выведены результаты.

В блок данных входит одна линия связи и выходит одна линяя связи.

Следующий блок Процесс – это блок обработки данных. Изображается с помощью прямоугольника. Здесь записаны действия, которые необходимо выполнить при переходе на этот блок.

В блок Процесс также входит и выходит одна линяя связи.

Проверка условия изображается с помощью блока «Принятие решения», который условно обозначается ромбом, внутри его записывается условие.

В данный блок входит одна линяя связи, а выходят две линии, возле которых записываются результаты проверки условия.

Также в блок-схемах используются Комментарии, которые применяются для пояснений и это делает блок-схему понятнее.

Рассмотрим блок-схему кипячения воды.

Как видно из блок-схемы для получения результата необходимо поочерёдно выполнить три процесса:

·                   Налить воду в чайник

·                   Поставить чайник на плиту

·                   Включить плиту

Причём, обратите внимание, что из каждого блока действия выходит одна линия связи.

Затем мы переходим к блоку принятия решения, из которого выходит две линии связи, предлагающие нам два варианта решения. Вода закипела либо нет. В зависимости от ответа, мы переходим к соответствующему блоку действия: выключить плиту либо ещё подождать. На этом блок-схема заканчивается, результат получен.

Таким образом, чтобы создать детальную блок-схему необходимо решить задачу в общем виде, а затем приступить к проработке блок-схемы. Причём любая блок-схема должна умещаться на стандартном листе, для большей наглядности.

Перейдём к практической части урока.

Первое задание. Нам необходимо представить в виде построчной записи алгоритм решения следующей задачи.

Система команд исполнителя Вычислитель состоит из двух команд:

·                   +1

·                   *2.

Придумать для Вычислителя алгоритм, с помощью которого он получает из нуля число пятьдесят.

Алгоритм решения этой задачи может быть, например, таким:

0+1*2+1*2 *2*2+1*2.

Следующий пример. Необходимо представить в виде построчной записи алгоритм решения следующей задачи: «Имеются четыре дыни различной массы. Найти способ, с помощью которого пользуясь чашечными весами без гирь путём не более пяти взвешиваний расположить дыни по убыванию веса».

Итак, первое взвешивание. Положим по одной дыне на каждую чашу весов.

Дыня, которая окажется на нижней части весов будет тяжелее, отложим её в сторону.

Второе взвешивание. Положим оставшиеся дыни на каждую чашу весов. И аналогично определяем более тяжёлую дыню. Как и в первом случае, убираем дыню с нижней чаши весов в сторону.

Третье взвешивание. Сравним две самые тяжёлые дыни, послу двух взвешиваний.

Дыня, которая окажется на нижней чаши весов, является самой тяжёлой, ставим её на первое место.

Четвёртое взвешивание. Сравниваем самые лёгкие дыни. Дыня, которая окажется на верхней части весов является самой лёгкой, ставим её на четвёртое место.

Пятое взвешивание. Сравним оставшиеся две дыни. Кладём их на чаши весов.

Дыня, которая окажется на нижней чаше весов, занимает второе место. Дыня что оказалась выше - третье.

Пришло время подвести итоги урока.

Существует несколько способов записи алгоритмов. Словесный, графический, на алгоритмическом языке.

Словесный способ – запись алгоритма с помощью привычных для человека предложений и фраз.

Графический способ – изображение алгоритма в виде блок-схем.

Блок-схемы состоят из геометрических фигур (блоков), блоки дополнены словесными записями. Каждый блок служит для обозначения одной команды. Блоки соединяются стрелками, указывающими последовательность исполнения команд алгоритма.