Блок-схема алгоритма

Данный способ оказался очень удобным средством изобра­жения алгоритмов и получил широкое распространение в науч­ной и учебной литературе.

Структурная (блок-, граф-) схема алгоритма - графическое изображение алгоритма в виде схемы связанных между собой с помощью стрелок (линий перехода) блоков - графических сим­волов, каждый из которых соответствует одному шагу алгорит­ма. Внутри блока дается описание соответствующего действия.

Графическое изображение алгоритма широко используется перед программированием задачи вследствие его наглядности, т.к. зрительное восприятие обычно облегчает процесс написа­ния программы, ее корректировки при возможных ошибках, ос­мысливание процесса обработки информации.

Можно встретить такое утверждение: «Внешне алгоритм представляет собой схему - набор символов, внутри которых записывается, что вычисляется, что вводится в машину и что выдается на печать и другие средства отображения информации». Здесь форма представления алго­ритма смешивается с самим алгоритмом.

Принцип программирования «сверху вниз» требует, чтобы блок-схема поэтапно конкретизировалась и каждый блок «рас­писывался» до элементарных операций. Но такой подход можно осуществить при решении несложных задач. При решении сколь­ко-нибудь серьезной задачи блок-схема «расползется» до такой степени, что ее невозможно будет охватить одним взглядом.

Блок-схемы алгоритмов удобно использовать для объясне­ния работы уже готового алгоритма, при этом в качестве блоков берутся действительно блоки алгоритма, работа которых не тре­бует пояснений. Блок-схема алгоритма должна служить для уп­рощения изображения алгоритма, а не для усложнения. В табл. 2.1 приведены наиболее часто употребляемые сим­волы.

Таблица 2.1

Типовые обозначения структурной схемы

Название символа	Обозначение и пример заполнения	Пояснение
Процесс		Вычислительное действие или последовательность действия
Ветвление		Проверка условий
Модификация		Начало цикла
Предопределенный процесс		Вычисления по подпрограмме, стандартной подпрограмме
Ввод–вывод		Ввод-вывод в общем виде
Пуск–останов		Начало, конец алгоритма, вход и выход в подпрограмму
Документ		Вывод результатов на печать

Блок «процесс» применяется для обозначения действия или последовательности действий, изменяющих значение, форму представления или размещения данных. Для улучшения на­глядности схемы несколько отдельных блоков обработки мож­но объединять в один блок. Представление отдельных операций достаточно свободно.

Блок «ветвление» используется для обозначения переходов уп­равления по условию. В каждом блоке «ветвление» должны быть указаны вопрос, условие или сравнение, которые он определяет.

Блок «модификация» используется для организации цикли­ческих конструкций. (Слово модификация означает видоизме­нение, преобразование.) Внутри блока записывается параметр цикла, для которого указываются его начальное значение, гра­ничное условие и шаг изменения значения параметра для каж­дого повторения.

Блок «предопределенный процесс» используется для указа­ния обращений к вспомогательным алгоритмам, существующим автономно в виде некоторых самостоятельных модулей, и для обращений к библиотечным подпрограммам.

Рис. 2.1. Блок-схема алгоритма нахождения максимального из двух значений

Псевдокод представляет собой систему обозначений и пра­вил, предназначенную для единообразной записи алгоритмов. Он занимает промежуточное место между естественным и фор­мальным языками. С одной стороны, он близок к обычному естественному язы­ку, поэтому алгоритмы могут на нем записываться и читаться как обычный текст. С другой стороны, в псевдокоде использу­ются некоторые формальные конструкции и математическая символика, что приближает запись алгоритма к общепринятой математической записи.

В псевдокоде не приняты строгие синтаксические правила для записи команд, присущие формальным языкам, что облег­чает запись алгоритма на стадии его проектирования и дает воз­можность использовать более широкий набор команд, рассчи­танный на абстрактного исполнителя. Однако в псевдокоде обычно имеются некоторые конструкции, присущие формаль­ным языкам, что облегчает переход от записи на псевдокоде к записи алгоритма на формальном языке. В частности, в псевдо­коде, так же, как и в формальных языках, есть служебные сло­ва, смысл которых определен раз и навсегда. Они выделяются в печатном тексте жирным шрифтом, а в рукописном тексте под­черкиваются. Единого или формального определения псевдо­кода не существует, поэтому возможны различные псевдокоды, отличающиеся набором служебных слов и основных (базовых) конструкций.

Программное представление алгоритма. При записи алгоритма в словесной форме, в виде блок-схемы или на псевдокоде допускается определенный произвол при изоб­ражении команд. Вместе с тем такая запись точна настолько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм. Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов ис­пользуются компьютеры, поэтому ал­горитм, предназначенный для исполнения на компьютере, дол­жен быть записан на «понятном» ему языке. И здесь на первый план выдвигается необходимость точной записи команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполните­лем. Язык для записи алгоритмов должен быть формализован. Такой язык принято называть языком програм­мирования, а запись алгоритма на этом языке - программой для компьютера.