Элементы блок схемы программы

В современном мире цифровой техники программирование является основой для работы различных вычислительных машин, гаджетов и прочего электронного оборудования. А умение быстро и правильно составить блок-схему алгоритма выступает фундаментом, основой данной науки. Такая схема является графической моделью процессов, которые необходимо выполнять оборудованию. Она состоит из отдельных функциональных блоков, выполняющих различные назначения (начало/конец, ввод/вывод, вызов функции и т. д.).

Алгоритм и алгоритмизация

По сути, алгоритм является обычной инструкцией о том, в какой последовательности необходимо выполнять те или иные действия при переработке исходных данных в требуемый результат. Наряду с этим термином зачастую используют понятие алгоритмизации. Под ней понимают совокупность способов и приемов составления последовательности для решения конкретных задач.

Блок схема алгоритма (часть 1)

Часто алгоритм применяется не в качестве инструкции для вычислительной машины, а как схема выполнения каких-либо действий. Это позволяет отметить эффективность и результативность данного способа решения, исправить возможные ошибки, а также сравнить его с другими подобными решениями еще до введения в компьютер.

Кроме того, алгоритм представляет собой основу для составления программы, которую необходимо написать на языке программирования, с тем, чтобы в дальнейшем реализовать процесс обработки информации на ПК. На сегодняшний день получили известность два практических способа построения таких последовательностей.

Первым является пошаговое словесное описание, а вторым — блок-схема алгоритма задачи. Первый из них получил существенно меньшее распространение. Это объясняется отсутствием наглядности и многословностью. Второй способ, наоборот, является весьма удобным средством изображения последовательности. Он широко распространен как в учебной, так и в научной литературе.

Элементы блок-схем

Блок-схема алгоритма программы представляет собой последовательность графических символов, предписывающих выполнение конкретных операций, а также связей между ними. Внутри каждого такого изображения указывается информация о задаче, подлежащей выполнению. Размеры и конфигурация графических символов, а также порядок оформления последовательностей регламентированы ГОСТ 19003-80 и ГОСТ 19002-80.

Рассмотрим основные элементы блок-схемы алгоритма (на фото предоставлены примеры их начертания).

1. Процесс — вычислительное действие либо последовательность таких действий.

Проектирование / Разработка программы. Этапы создания программы. Блок-схема и псевдокод.

2. Решение – проверка заданного условия.

3. Модификация – заголовок цикла.

4. Предопределенный процесс – обращение к процедуре.

5. Документ – печать и вывод данных.

6. Перфокарта – ввод информации.

7. Ввод/Вывод – Ввод/Вывод данных.

8. Соединитель – разрыв линий потока.

9. Начало/Конец – начало, конец, остановка, пуск, вход и выход используются во вспомогательных алгоритмах.

10. Комментарий – используют для размещения пояснительных надписей.

11. Вертикальные и горизонтальные потоки – направление последовательности, линия связи между блоками.

12. Слияние – соединение потоков.

13. Межстраничный соединитель – метка, символизирующая о переходе на другой лист.

Правила начертания

Построение блок-схемы алгоритма осуществляется по конкретным требованиям, прописанным ГОСТ. Например, при соединении графических символов используются только горизонтальные или вертикальные линии. Потоки, направленные справа налево и снизу вверх, обязательно помечаются стрелками. Прочие линии могут не помечаться.

Расстояние между параллельными потоками не должно быть меньше трех миллиметров, а между остальными элементами — не менее пяти миллиметров. Размеры блоков должны быть кратными пяти. Отношение горизонтали к вертикали графического символа составляет 1,5. Иногда допускается равное двум. Для удобства описания графические символы следует нумеровать.

По характеру связей различают виды блок-схем алгоритма линейной, циклической и разветвляющейся структуры.

Переменные, константы и ячейки памяти

Для лучшего понимания принципа действия алгоритма можно рассмотреть простейший автомат. В его состав входят память, состоящая из ячеек; записывающая/считывающая головка; процессор. В чем заключается принцип работы такого устройства? Головка, получив приказ от процессора, осуществляет запись данных в ячейку либо производит считывание константы.

В простейшем случае это будет арифметическое число. Кроме того, константами могут быть структуры данных, строки символов и др. Под переменной понимается ячейка памяти, в которой хранится информация. За время выполнения алгоритма в такой ячейке могут быть записаны различные данные. На этом принципе построены персональные компьютеры и прочая электроника.

Алгоритм выполнения какой-либо задачи является набором команд для считывания или записи информации в эти ячейки памяти.

Массивы

Массивы являются еще одной разновидностью индексированных переменных. По сути, это совокупность ячеек, которая объединена общим обозначением. Массивы различают двумерные, трехмерные и т. д. Простейший из них представляет собой ряд последовательных ячеек. Такой массив имеет свое имя. Каждый элемент обладает своим номером – индексом.

Константа, записанная в ячейку, называется элементом массива.

Двумерный тип по своему расположению элементов напоминает матрицу. Ячейки в таком массиве характеризуются двумя индексами (это напоминает шахматную доску с нумерацией клеток). По такому же принципу реализованы трехмерные и больше структуры.

Линейные алгоритмы

Такой тип последовательности блок-схемы алгоритмов (примеры приведены в этой статье) характеризуется выполнением от начала и до конца сверху вниз. В таком случае автомат выполняет предписанные ему операции шаг за шагом. Каждое действие обрабатывается процессором. Кроме вычислений, он при необходимости приказывает записывающей/считывающей головке, куда и что необходимо записать и откуда считать. Конечный результат записывается в ячейки памяти, каждая из которых имеет свой индекс и хранит свою константу.

Разветвляющиеся алгоритмы

На практике линейный тип встречается крайне редко. Зачастую необходимо организовать последовательность, которая в зависимости от заданных условий протекает по той или иной ветви. Блок-схема алгоритма разветвленного типа содержит элемент «Решение», благодаря которому выполняется проверка определенного условия, и чем их больше, тем больше ветвей у последовательности.

Блок-схемы алгоритмов: примеры

Рассмотрим, каким образом функционирует разветвленный алгоритм. В качестве примера возьмем функцию: z = y/x. Из условия видно, что данное уравнение обладает одним ограничением – на нуль делить нельзя. Так что необходимо исключить данное решение и предупредить пользователя о возникшей ошибке. Сначала составляется блок-схема алгоритма. Она будет состоять из семи блоков.

Первый графический символ – «Начало», второй — «Ввод», здесь следует задать значения Х и Y. Затем следует блок «Решение», в нем проводится проверка условия: Х=0. В данном случае автомат проводит сверку с ячейкой константой, если вводимое значение совпадет с ней, то решение алгоритма пойдет по ветви «Да». В таком случае управление передается четвертому блоку, и автомат выдает «ошибку», работа заканчивается в седьмом символе «Конец». Если результат проверки отрицательный, тогда в пятом графическом символе осуществляется процесс деления и определяется значение Z. В шестом блоке выводится результат на экран.

Циклические алгоритмы

Зачастую при решении задач необходимо повторять выполнение какой-либо операции по одной и той же зависимости при различных значениях переменных и производить неоднократный проход по одному и тому же участку схемы. Такие участки принято называть циклами, а алгоритм — циклическим. Использование данного метода существенно сокращает саму последовательность. Циклические алгоритмы принято делить на два типа: с наперед неизвестным и наперед известным количеством таких проходов.

Пример решения разветвляющегося алгоритма

Рассмотрим пример, в котором дана блок-схема алгоритма с наперед неизвестным количеством проходов. Для этого следует решить задачу – указать наименьшее число членов ряда натуральных чисел, сумма которых превышает число К. Такая блок-схема алгоритма состоит из восьми символов. Вначале вводим значение числа К (№2).

Затем в блоке 3 переменная П получает значение «единица», это значит, что с него начнется отсчет натуральных чисел. А накопительная сумма С в начале получает значение «нуль». Далее управление передается в пятый блок, где происходит выполнение команды: С=С+П.

То есть происходит суммирование значений ячеек С и П, и результат перезаписывается в С. После сложения первого члена данной последовательности в блоке №6 осуществляется проверка условия – не превышает ли сумма заданное число К? Если условие не выполнено, тогда управление передается четвертому блоку, где к переменной П прибавляется единица и осуществляется переход снова к блоку №5. Данная процедура будет происходить до тех пор, пока не выполнится условие: С>К, то есть накапливаемая сумма превысит заданное значение. Переменная П является счетчиком цикла. Далее происходит переход к блоку №7, где отпечатываются результаты работы.

Алгоритмы, содержащие структуры вложенных циклов

Часто при алгоритмическом решении поставленной задачи возникает потребность создания цикла, который содержит в своем теле другой цикл. Это считается нормой. Такие элементы называют структурами вложенных циклов. Их порядок может быть достаточно большим. Он определяется методом, благодаря которому достигается решение необходимой задачи.

Например, при обработке одномерного массива, как правило, строится блок-схема алгоритма без вложения циклов. И тем не менее в ряде случаев при решении подобных задач возникает необходимость выбора именно такого варианта решения. Следует отметить, что все вложенные циклы, включая первый (наружный), должны содержать счетчики с разными именами. Вне пределов своего цикла они могут использоваться в качестве обычных переменных.

Вспомогательные алгоритмы

Блок-схемы алгоритмов.

Схема — это абстракция какого-либо процесса или системы, наглядно отображающая наиболее значимые части. Схемы широко применяются с древних времен до настоящего времени — чертежи древних пирамид, карты земель, принципиальные электрические схемы. Очевидно, древние мореплаватели хотели обмениваться картами и поэтому выработали единую систему обозначений и правил их выполнения. Аналогичные соглашения выработаны для изображения схем-алгоритмов и закреплены ГОСТ и международными стандартами.

На территории Украины документация составляется по стандартам большая часть из них переписывается по Европейским нормам ISO, IEEE.
Стандарты для написания документации делятся на два типа:
• Международные стандарты (ISO, IEEE Std);
• Советские, Российские и Украинские ГОСТы.

Государственный стандарт — ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов программ, данных и систем» [1]. Не смотря на то, что описанные в стандарте обозначения могут использоваться для изображения схем ресурсов системы, схем взаимодействия программ и т.п., в настоящей статье описана лишь разработка схем алгоритмов программ.

Список основных международных стандартов для написания документации:

• IEEE Std 1063-2001 «IEEE Standard for Software User Documentation» — стандарт для написания руководства пользователя;
• IEEE Std 1016-1998 «IEEE Recommended Practice for Software Design Descriptions» — стандарт для написания технического описания программы;
• ISO/IEC FDIS 18019:2004 «Guidelines for the design and preparation of user documentation for application software» — ещё один стандарт для написания руководства пользователя. Содержит большое количество примеров, похоже на руководство по написанию руководства пользователя.
• ISO/IEC 26514:2008 «Requirements for designers and developers of user documentation» — стандарт для дизайнеров и разработчиков пользователей документации.

Рассматриваемый ГОСТ практически полностью соответствует международному стандарту ISO 5807:1985.

Элементы блок-схем алгоритмов

Блок-схема представляет собой совокупность символов, соответствующих этапам работы алгоритма и соединяющих их линий. Пунктирная линия используется для соединения символа с комментарием. Сплошная линия отражает зависимости по управлению между символами и может снабжаться стрелкой. Стрелку можно не указывать при направлении дуги слева направо и сверху вниз. Согласно п. 4.2.4, линии должны подходить к символу слева, либо сверху, а исходить снизу, либо справа.

Есть и другие типы линий, используемые, например, для изображения блок-схем параллельных алгоритмов, но в текущей статье они, как и ряд специфических символов, не рассматриваются. Рассмотрены лишь основные символы, которых всегда достаточно студентам.

Примеры блок-схем

В качестве примеров, построены блок-схемы очень простых алгоритмов сортировки, при этом акцент сделан на различные реализации циклов, т.к. у студенты делают наибольшее число ошибок именно в этой части.

Сортировка пузырьком

Сортировка пузырьком, как и сортировка вставками, использует два цикла. Во вложенном цикле выполняется попарное сравнение элементов и, в случае нарушения порядка их следования, перестановка. В результате выполнения одной итерации внутреннего цикла, максимальный элемент гарантированно будет смещен в конец массива. Внешний цикл выполняется до тех пор, пока весь массив не будет отсортирован.

Блок-схема алгоритма сортировки пузырьком

На блок-схеме показано использование символов начала и конца цикла. Условие внешнего цикла (А) проверяется в конце (с постусловием), он работает до тех пор, пока переменная hasSwapped имеет значение true. Внутренний цикл использует предусловие для перебора пар сравниваемых элементов.

В случае, если элементы расположены в неправильном порядке, выполняется их перестановка посредством вызова внешней процедуры (swap). Для того, чтобы было понятно назначение внешней процедуры и порядок следования ее аргументов, необходимо писать комментарии. В случае, если функция возвращает значение, комментарий может быть написан к символу терминатору конца.

Нужны ли блок-схемы? Альтернативы

Частные конторы никакие блок-схемы не используют, в книжках по алгоритмам [6] вместо них применяют словесное описание (псевдокод) как более краткую форму.

Тем не менее, рисовать блок-схемы заставляют школьников (примеры из учебников ГОСТ не соответствуют) — выносят вопросы на экзамены, студентов — перед защитой диплом сдается на нормоконтроль, где проверяется соответствие схем стандартам.

Разработка блок-схем выполняется на этапах проектирования и документирования, согласно каскадной модели разработки ПО, которая сейчас почти не применяется, т.к. сопровождается большими рисками, связанными с ошибками на этапах проектирования.

Международный стандарт ISO 5807:1985 мало чем отличается от ГОСТ 19.701-90, более нового стандарта за рубежом нет. Там же производится множество программ для выполнения этих самых схем — draw.io, MS Visio, …, а значит списывать их не собираются. Вместо блок-схем иногда применяют диаграммы деятельности UML [6], однако удобнее они оказываются, разве что при изображении параллельных алгоритмов.

Периодически поднимается вопрос о том, что ни блок-схемы, ни UML не нужны, да и документация тоже не нужна. Об этом твердят программисты, придерживающиеся методологии экстремального программирования (XP) [7], ходя даже в их кругу нет единого мнения.

В ряде случаев, программирование невозможно без рисования блок-схем, т.к. это один процесс — существуют визуальные языки программирования, такие как ДРАКОН [8], кроме того, блок-схемы используются для верификации алгоритмов (формального доказательства их корректности) методом индуктивных утверждений Флойда [9].

В общем, единого мнения нет. Очевидно, есть области, в которых без чего-то типа блок-схем обойтись нельзя, но более гибкой альтернативы нет. Для формальной верификации необходимо рисовать подробные блок-схемы, но для проектирования и документирования такие схемы не нужны — я считаю разумным утверждение экстремальных программистов о том, что нужно рисовать лишь те схемы, которые помогают в работе и не требуют больших усилий для поддержания в актуальном состоянии [10].

Справка:

• ГОСТ (государственный стандарт ) – это нормативно-правовой документ, в соответствии требованиями которого производится стандартизация производственных процессов и оказания услуг.
• Государственный стандарт обязательно проходит процедуру регистрации, которая проводится специальным государственным органом – Госстандартом.
• ГОСТы могут заменяться или отменяться.
• Действующие ГОСТы обязательны к исполнению.
• Утвержденный ГОСТ содержит ключевые требования, которым должны соответствовать товары,
• работы и услуги, в отношении которых он принимается, для обеспечения их эффективной и
• безопасной эксплуатации.

Примеры:

Список использованных источников:

1. ГОСТ 19.701–90 (ИСО 5807–85) «Единая система программной документа­ции».
2. Алгоритм. Свойства алгоритма
3. Алгоритмы сортировки слиянием и быстрой сортировки
4. yEd Graph Editor
5. Рамбо Дж., Якобсон А., Буч Г. UML: специальный справочник. -СПб.: Питер, 2002. -656 с.
6. Кент Бек Экстремальное программирование: разработка через тестирование – СПб.: Питер – 2003
7. Визуальный язык ДРАКОН

Источник: korobchinskiy.com

Список примеров простых блок-схем для изображения процессов организации

Доступны различные блок-схемы для визуализации рабочего процесса организации или бизнес-процесса. Блок-схемы необходимы для концептуализации компании. Кроме того, это улучшает коммуникацию на этапе умного планирования. С его помощью команды смогут исключить трату времени и усилий, способствуя эффективной работе. Таким образом, это отличный шаг для создания блок-схем.

Между тем, вы можете подготовить готовые шаблоны для опробования. Таким образом, вы можете получить представление о том, какой формат или макет лучше всего подходит для вашей компании или организации. Кроме того, вы можете создать блок-схему с нуля, если хотите. Тем не менее, мы также предлагаем структурные элементы для построения блок-схемы. Проверьте бесплатный шаблон блок-схемы примеры ниже и основные элементы блок-схемы без лишних слов.

• Часть 1. Общие элементы блок-схемы
• Часть 2. Примеры шаблонов блок-схем
• Часть 3. Часто задаваемые вопросы о примерах блок-схем

Часть 1. Общие элементы блок-схемы

Каждый символ или элемент на блок-схеме представляет определенную роль. Независимо от того, будете ли вы создавать или читать блок-схемы, необходимо изучить эти элементы. И многие популярные создатели блок-схем предоставить элементы. Таким образом, вам будет намного проще создать потрясающую и легкую для понимания диаграмму или блок-схему.

В этом разделе будет краткое изложение наиболее часто используемых символов процессов. Получите необходимую информацию, прочитав ниже.

1. Овал- Овальная форма, также известная как терминатор, используется для обозначения начала и окончания процесса на блок-схеме. Другими словами, это форма для создания начального и конечного состояний блок-схемы.

2. Прямоугольник- прямоугольник обозначает шаг в процессе. Он используется, когда вы начинаете составлять блок-схемы. Этот символ представляет любую фазу или различные этапы на блок-схеме. Это может быть простое действие или функция в системе или на блок-схеме.

3. Стрела- стрелка соединяет фигуры и фигуры в процессе блок-схемы. Он также может служить руководством для читателя о том, как данные проходят через систему. Кроме того, он придает равное значение каждому шагу, выделяя их на блок-схеме процесса. С другой стороны, рекомендуется использовать один вид стрелок, чтобы сделать диаграмму ясной. Это делается для того, чтобы избежать любой потенциальной путаницы или введения в заблуждение.

4. Алмаз- диаграмма указывает или символизирует решение в блок-схеме процесса. Эта цифра отвечает за демонстрацию решения, необходимого для продвижения вперед. Он может включать в себя несколько вариантов или просто вариант ответа «да» или «нет». Кроме того, каждый потенциальный выбор и опция должны быть указаны в вашей схеме рабочего процесса.

Часть 2. Примеры шаблонов блок-схем

Теперь, когда вы изучили промежуточные элементы или символы блок-схемы, давайте перейдем к примерам блок-схемы, которые вы можете попробовать. Есть примеры блок-схем для студентов, преподавателей и специалистов. Ознакомьтесь с этими шаблонами блок-схем и обратитесь к источникам вдохновения для создания блок-схем.

Примеры блок-схем для студента

На приведенной ниже иллюстрации показан процесс поступления студентов в университет. Университет выдает регистрационную форму, которую студент должен заполнить. После этого заявка будет проверена приемной комиссией университета. Информация о студенте будет храниться в базе данных университета.

Затем студент пройдет несколько процессов, включая подачу заявления на получение визы, проживание и дополнительные кредиты. Затем, когда все настроено, студент будет полностью зарегистрирован.

Диаграмма ниже является примером шаблона бизнес-схемы. В основном он показывает, как конкретный бизнес или фирма получает и отправляет заказ. Клиент запросит товар, и он будет доставлен в распределительный центр. Затем, если товар доступен, система распечатает счет и продолжит отправку. С другой стороны, система посоветует маркетологу пополнить запасы и сообщит покупателю, что запрошенный товар недоступен.

Шаблон блок-схемы HR

Эта следующая блок-схема показывает блок-схему процесса найма, пример шаблона блок-схемы HR. Используя эту иллюстрацию, как соискатель, так и персонал по подбору персонала четко поймут процесс найма. Здесь, когда заявка соответствует необходимым стандартам для работы и проходит собеседование, соискатель будет приглашен на предложение о работе.

Шаблон блок-схемы проекта

Если вы ищете бесплатный шаблон блок-схемы, который подходит для проектной группы, иллюстрация ниже должна быть для вас. Этот шаблон способствует концептуализации и эффективному общению, визуализируя структуру команды. Это поможет вам определить роли и обязанности каждого человека. Более того, он показывает человека, перед которым отчитываться.

Шаблон блок-схемы процесса

Блок-схема менее известна как блок-схема процесса. Чтобы дать вам пример шаблона, мы возьмем процесс заказа онлайн. Здесь бизнес развлекает транзакцию на расстоянии. Имея эту иллюстрацию, персонал и клиент могут прочитать, чтобы понять процесс заказа товаров в Интернете. Процесс включает в себя размещение заказов, оценку заказов и отправку заказов.

Изменения в процессе могут произойти, когда клиент запрашивает дополнительные заказы.

Шаблон блок-схемы плавательной дорожки

Блок-схемы Swim Lane отображают разделение должностей, обязанностей и ответственности. Он часто используется для распределения обязанностей между всеми отделами в бизнесе. Этот тип блок-схемы также может помочь вам определить задержки в процессе. Таким образом, компания может решить проблему или ошибку в процессе и повысить эффективность. Так же, как и схема, показанная ниже, вы можете использовать ее для уточнения шагов и распределения обязанностей.

• Кросс-функциональная блок-схема: цель, преимущества и способы создания
• Освойте процесс Как легко создать блок-схему в Excel

Часть 3. Часто задаваемые вопросы о примерах блок-схем

Доступны ли шаблоны блок-схем PowerPoint?

В PowerPoint нет доступных шаблонов блок-схем. Но вы можете использовать шаблоны процессов, напоминающие блок-схемы. Из этих шаблонов вы можете построить свою блок-схему.

Могу ли я использовать бесплатные шаблоны блок-схем в Word?

Да. Microsoft Word поставляется с функцией SmartArt, которая содержит шаблоны различных иллюстраций, включая процессы, которые вы можете использовать для создания блок-схем. Есть несколько примеров, которые вы можете попробовать.

Как сделать блок-схему бесплатно?

Если вы хотите нарисовать свою блок-схему, вы можете рассмотреть возможность использования MindOnMap. Эта бесплатная онлайн-программа для создания блок-схем специально разработана для построения диаграмм и диаграмм. Кроме того, он поставляется с основными формами для простой блок-схемы.

Вывод

Взаимодействие с отдельными лицами в организации упрощается, если изображать операции компонентов и последовательность действий системы с помощью блок-схемы. Поэтому мы предоставили различные бесплатный шаблон блок-схемы примеры, которые вы можете попытаться оценить и проанализировать процессы. Вы можете использовать их для различных ситуаций.

Кроме того, создание блок-схем будет намного удобнее и проще. Кроме того, вы можете сделать это для улучшения решений или оценки рабочего процесса, прежде чем стандартизировать какое-либо решение. В конечном счете, все эти шаблоны абсолютно бесплатны для вас. Идите вперед и сделайте свои блок-схемы сейчас! И мы рекомендуем простой в использовании инструмент — MindOnMap.

Создайте свою карту разума, как вам нравится

Источник: www.mindonmap.com