Алгоритм – описание конечной последовательности шагов в решении задачи, приводящих от исходных данных к требуемому результату. Алгоритм может представлять собой описание некоторой последовательности вычислений, а может описание последовательности действий нематематического характера. Но, в любом случае, перед его составлением должны быть чётко определены начальные условия и то, что предстоит получить.
Блок-схема — описание структуры алгоритма с помощью геометрических фигур с линиями — связями, показывающими порядок выполнения отдельных инструкций. Этот способ имеет ряд преимуществ. Благодаря наглядности, он обеспечивает «читаемость» алгоритма и явно отображает порядок выполнения отдельных команд. В блок-схеме каждой формальной конструкции соответствует определенная геометрическая фигура или связанная линиями совокупность фигур.
Глава 1 Алгоритмы
Понятие алгоритма и его свойства
Алгоритмом называется точное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи. Первоначально под алгоритмом понимали только правила выполнения четырех арифметических действий над числами. В дальнейшем это понятие стали использовать вообще для обозначения последовательности действий, приводящих к решению любой поставленной задачи. Говоря об алгоритме вычислительного процесса, необходимо понимать, что объектами, к которым применялся алгоритм, являются данные. Алгоритм решения вычислительной задачи представляет собой совокупность правил преобразования исходных данных в результатные.
Блок-схема. Часть 1
Способы алгоритмов
Выделяют три наиболее распространенные на практике способа записи алгоритмов:
1 Словесный (запись на естественном языке);
2 Графический (запись с использованием графических символов);
3 Программный (тексты на языках программирования).
Словесный способ записи алгоритмов
Словесная форма используется обычно для описания алгоритмов, предназначенных исполнителю – человеку. Команды записываются на обычном языке и выполняются по порядку. В командах могут использоваться формулы, специальные обозначения, но каждая команда должна быть понятна исполнителю. Естественный порядок команд может быть нарушен (если требуется, например, переход к предыдущей команде или требуется обойти очередную команду при каком-то условии), в этом случае команды можно нумеровать и указывать команду, к которой требуется перейти. Например, перейти к п.3 или повторить с п.4.
Графический способ записи алгоритмов
Алгоритмы представляются в виде блок-схем. Существуют специальные стандарты для построения блок-схем, где определяются графические изображения блоков. Команды алгоритмов записываются внутри блоков на обычном языке или с использованием математических формул. Блоки соединяются по определенным правилам линиями связи, которые показывают порядок выполнения команд.
Программный способ записи алгоритмов
Если алгоритм разработан для решения задачи на ЭВМ, то для того, чтобы он мог выполниться исполнителем – ЭВМ, его необходимо записать на языке, понятном этому исполнителю. Для этого разработано множество языков программирования для решения задач разных классов. Запись алгоритма на языке программирования называется программой
Автоматизация рутинных задач с помощью python. блок схема 2.9 с ошибкой
Глава 2 Блок- схемы
Понятие блок-схемы
Блок-схемой будем называть такое графическое представление алгоритма, когда отдельные действия (или команды) представляются в виде геометрических фигур – блоков. Внутри блоков указывается информация о действиях, подлежащих выполнению.
Правило составления блок-схем
1. Каждая блок-схема должна иметь блок «Начало» и один блок «Конец».
2. «Начало» должно быть соединено с блоком «Конец» линиями потока по каждой из имеющихся на блок-схеме ветвей.
3. В блок-схеме не должно быть блоков, кроме блока «Конец», из которых не выходит линия потока, равно как и блоков, из которых управление передается «в никуда».
4. Блоки должны быть пронумерованы. Нумерация блоков осуществляется сверху вниз и слева направо, номер блока ставится вверху слева, в разрыве его начертания.
5. Блоки связываются между собой линиями потока, определяющими последовательность выполнения блоков. Линии потоков должны идти параллельно границам листа. Если линии идут справа налево или снизу- вверх, то стрелки в конце линии обязательны, в противном случае их можно не ставить.
6. По отношению к блокам линии могут быть входящими и выходящими. Одна и та же линия потока является выходящей для одного блока и входящей для другого.
7. От блока «Начало» в отличие от всех остальных блоков линия потока только выходит, так как этот блок – первый в блок-схеме.
8. Блок «Конец» имеет только вход, так как это последний блок в блок-схеме.
9. Для простоты чтения желательно, чтобы линия потока входила в блок «Процесс» сверху, а выходила снизу.
10. Чтобы не загромождать блок-схему сложными пересекающимися линиями, линии потока можно разрывать. При этом в месте разрыва ставятся соединители, внутри которых указываются номера соединяемых блоков. В блок-схеме не должно быть разрывов, не помеченных соединителями.
11. Чтобы не загромождать блок, можно информацию о данных, об обозначениях переменных и т.п. размещать в комментариях к блоку.
Заключение
Любой человек постоянно встречается с множеством задач: от самых простых и хорошо известных до очень сложных. Для множества из них существуют определенные правила (инструкции, предписания), объясняющие исполнителю, как решать данную задачу. Эти правила человек может изучить заранее или сформулировать сам в процессе решения.
Чем более точно и однозначно будут описаны правила решения задач, тем быстрее человек овладеет ими и будет эффективнее их применять. Такие правила принято называть алгоритмами. Таким образом, алгоритм — это четкая последовательность действий, направленная на достижение поставленной цели или решения задачи. Существуют несколько общих свойств алгоритмов, позволяющих отличать алгоритмы от других инструкций: это дискретность, определенность, результативность, массовость.
Наиболее широко используемым на практике графическим описанием алгоритмов является использование блок-схем. Для оформления блок-схем алгоритмов имеется ГОСТ 19.701-90. Он описывает порядок и правила создания их в графической форме, а также основные методы решения.
Список литературы
Источник: poisk-ru.ru
Правила построения блок-схем
Блок-схема алгоритма описывает какой-то процесс или, точнее будет сказано, последовательность действий. Отсюда следует, что она должна иметь начало и конец. Особо следует отметить, что начало (блок начала программы) может быть только один, а выходов (блок конца программы) несколько.
У каждого символа, из которого строится блок-схема (далее будем называть блоки), своя функциональная нагрузка. В соответствии с ней блоки должны заполняться текстом.
Блоки в блок-схеме алгоритма соединяются стрелками в соответствии с последовательностью действий, которые реализуют этот алгоритм.
Необходимо придерживаться последовательности блоков в таких связках, как мультиветвление и безусловный переход. Об этих особенностях мы поговорим в параграфе 3.3.
Рис.1. Пример блок — схемы алгоритма нахождения максимального из двух значений.
Блоки
Блок это минимальная единица интерпретации в языке блок-схем. Как было сказано выше, из блоков строится блок-схема алгоритма. Все они отличаются не только графическим изображением, но и действиями, выполняемыми во время выполнения каждого блока.
В таблице 1 приведен перечень блоков для построения блок-схем алгоритмов.
| Графический символ действия | Идентификатор | Наименование действия |
 |
BEGIN | блок начала программы |
 |
END | блок конца программы |
 |
AD | блок автоматических действий |
  |
PP | Блок вызова подпрограммы |
    |
IF | блок условного перехода |
    |
INPUT | блок ввода данных |
     |
OUTPUT | блок вывода данных |
      |
CASE | блок ветвь |
   |
SWITCH | блок мультиветвления |
 |
LABEL | метка |
 |
GOTO | Безусловный переход на метку |
Рассмотрим функциональное назначение каждого блока.
“НАЧАЛО” С этого блока начинается исполнение блок-схемы. Присутствие этого блока обязательно. Необходимо заметить, что блок “НАЧАЛО” в блок схеме должен быть один.
“КОНЕЦ” После того, как обрабатывается этот блок, исполнение блок-схемы завершается. Присутствие данного блока также обязательно, но в отличие от предыдущего, блоков “КОНЕЦ” может быть несколько.
“АВТОМАТИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ” Присутствие данного блока, как и всех последующих блоков, в схеме не обязательно. В блоке действий могут выполняться:
· любые математические действия, согласно правилам математики;
· стандартные функции, предоставленные системой “Блок-схема”;
“ПОДПРОГРАММА” В этом блоке происходит вызов подпрограммы, которую составил сам пользователь.
“ВЕТВЛЕНИЕ ПО УСЛОВИЮ” В этом блоке проверяется заданное условие на истинность. И в зависимости от результата осуществляется ветвление.
“ВВОД / ВЫВОД” При помощи этих блоков организуется интерфейс пользователя с исполняемой схемой, то есть вводится и выводится информация.
“МЕТКА” Помечает позицию блока, на который происходит переход во время выполнения связки “БП”. В этом блоке указывается соответствующая метка. Данный блок является частью связки — “БП”.
“БЕЗУСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД НА МЕТКУ” В этом блоке указывается метка, на которую будет происходить переход. Этот блок является частью связки — “БП”.
Использование этих двух блоков не обязательно. Эти блоки введены с целью повышения наглядности блок-схем, так как в результате ввода этих блоков, отпадает необходимость указывать сложные соединения блоков (исчезает загромождённость схемы стрелками).
“МУЛЬТИВЕТВЛЕНИЕ” В этом блоке находится переменная, по которой будет происходить мультиветвление. Блок “мультиветвление” является частью связки с аналогичным названием (описание связок смотрите далее).
“ВЕТВЬ” Блок “ветвь” является частью связки “мультиветвление”. В блоке “ветвь” задается константа, с которой выполняется сравнение значения, полученного в блоке “мультиветвление.”
Связки
Связка — это такая последовательность блоков в блок- схеме, которой необходимо придерживаться при создании блок-схемы алгоритма.
Язык блок-схем располагает всего двумя связками:
· “БП” — безусловный переход;
“БП” — представляет собой связку из двух блоков: “БЕЗУСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД НА МЕТКУ” и “МЕТКА”. Входящие в связку блоки должны содержать одну и ту же метку.
“МУЛЬТИВЕТВЛЕНИЕ” представляет собой связку из последовательности блоков, которая начинается с блока “мультиветвление”. Далее идет последовательность блоков “ветвь”. Заканчивается данная связка тогда, когда встречается блок отличный от блока “ветвь”.
Источник: megalektsii.ru
Как строить блок схему с подпрограммой
Блок-схема алгоритма подпрограммы изображается аналогично блок-схемам программ: в ней присутствуют блоки «Начало» и «Конец», между которыми заключена вся исполняемая часть подпрограммы.
Вызов подпрограммы в основной программе изображается на блок-схеме в виде блока «Предопределенный процесс»:
1.3 Пример составления алгоритма и программы на языке Pascal для обработки одномерных массивов с использованием подпрограмм.
Задание: Даны два массива вещественных чисел A(20) и F(30). Найти средние арифметические значения положительных элементов в каждом массиве и вывести на экран отношение этих значений.
Для объявления массивов A и F опишем в разделе Type тип массива из 30 вещественных чисел. Для обозначения количества элементов массива A введем переменную Na, количества элементов массива F – переменную Nf, средних арифметических значений положительных элементов массивов – переменные SrA и SrF.
Для каждого массива необходимо повторить одни и те же операции:
- ввод элементов массива,
- поиск среднего значения среди положительных элементов,
- вывод элементов массива.
Поэтому, для выполнения этих действий удобно организовать подпрограммы. Для решения данной задачи создадим три подпрограммы: процедуру ввода элементов массива, процедуру вывода элементов массива на экран, функцию поиска среднего значения среди положительных элементов массива.
Процедуру ввода элементов массива назовем EnterMassiv, в списке формальных параметров укажем следующие переменные: массив X и количество элементов в массиве Nx. При этом в списке формальных параметров массив должен быть указан со служебным словом var, поскольку значения элементов массива изменяются в процедуре и возвращаются в основную программу. Внутри процедуры формирование элементов массива выполним с помощью генератора случайных чисел random.
Процедуру вывода элементов массива назовем PrintMassiv, и будем в нее передавать те же переменные: массив X и количество элементов в массиве Nx. При этом в списке формальных параметров перед массивом служебное слово var можно не указывать, поскольку значения элементов массива в процедуре не изменяются, а только выводятся на экран.
Функцию поиска среднего значения среди положительных элементов массива назовем MiddlePositive, и будем в нее также передавать массив X и количество элементов в массиве Nx. Поскольку среднее арифметическое является вещественным числом, тип функции должен быть real. Внутри функции будем использовать локальную переменную K для подсчета количества положительных элементов массива, переменную M для расчета суммы всех положительных элементов массива и их среднего значения.
1.3.1 Блок-схема алгоритма решения данной задачи выглядит следующим образом:
Блок схема подпрограммы EnterMassiv
Блок схема подпрограммы PrintMassiv
Блок схема подпрограммы MiddlePositive
Блок-схема основной программы
1.3.2 Текст программы на языке Pascal выглядит следующим образом:
Лабораторный практикум по основам языка C/С++
Справочник
Правила оформления блок-схем
Блок-схема является графическим представлением алгоритма решения задачи. Блок-схема никак не связана с каким-либо языком программирования. Таким образом все выражения в блоках блок-схемы записываются по правилам обычной математики.
В блок-схемах нельзя использовать элементы языка программирования.
Назначение блоков
| Терминатор |  |
Элемент отображает выход во внешнюю среду и вход из внешней среды (наиболее частое применение − начало и конец программы). Внутри фигуры записывается соответствующее действие. |
| Процесс |  |
Выполнение одной или нескольких операций, обработка данных любого вида (изменение значения данных, формы представления, расположения). Внутри фигуры записывают непосредственно сами операции, например, операцию: a := 10 b + c |
Для вычисления суммы ряда в программе необходимо выполнить следующие действия:
Это текстовая запись алгоритма. Теперь реализуем ее в виде графической схемы (блок-схемы).
Если вы не занете при помощи чего создавать блок-схемы, то рекомендуем ознакомиться со следующей статьей:
6 сервисов для работы с блок-схемами
Блок-схемы алгоритмов. ГОСТ. Примеры
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 Российской Федерации действует единая система программной документации (ЕСПД), частью которой является 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.
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 вставками
Массив в алгоритме сортировки вставками разделяется на отсортированную и еще не обработанную части. Изначально отсортированная часть состоит из одного элемента, и постепенно увеличивается.
На каждом шаге алгоритма выбирается первый элемент необработанной части массива и вставляется в отсортированную так, чтобы в ней сохранялся требуемый порядок следования элементов. Вставка может выполняться как в конец массива, так и в середину. При вставке в середину необходимо сдвинуть все элементы, расположенные «правее» позиции вставки на один элемент вправо. В алгоритме используется два цикла — в первом выбираются элементы необработанной части, а во втором осуществляется вставка.
Блок-схема алгоритма сортировки вставками
В приведенной блок-схеме для организации цикла используется символ ветвления. В главном цикле (i 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.
Сортировка выбором
В сортировке выбором массив разделяется на отсортированную и необработанную части. Изначально отсортированная часть пустая, но постепенно она увеличивается. Алгоритм производит поиск минимального элемента необработанной части и меняет его местами с первым элементом той же части, после чего считается, что первый элемент обработан (отсортированная часть увеличивается).
Блок-схема сортировки выбором
На блок-схеме приведен пример использования блока «подготовка», а также показано, что в ряде случаев можно описывать алгоритм более «укрупнённо» (не вдаваясь в детали). К сортировке выбором не имеют отношения детали реализации поиска индекса минимального элемента массива, поэтому они могут быть описаны символом вызова внешней процедуры. Если блок-схема алгоритма внешней процедуры отсутствует, не помешает написать к символу вызова комментарий, исключением могут быть функции с говорящими названиями типа swap, sort, … .
На блоге можно найти другие примеры блок-схем:
Часть студентов традиционно пытается рисовать блок-схемы в Microsoft Word, но это оказывается сложно и не удобно. Например, в MS Word нет стандартного блока для терминатора начала и конца алгоритма (прямоугольник со скругленными краями, а не овал). Наиболее удобными, на мой взгляд, являются утилиты MS Visio и yEd [5], обе они позволяют гораздо больше, чем строить блок-схемы (например рисовать диаграммы UML), но первая является платной и работает только под Windows, вторая бесплатная и кроссплатфомренная. Все блок-схемы в этой статье выполнены с использованием yEd.
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. Возможно блок-схемы применяют на государственных предприятиях, которые должны оформлять документацию согласно требованиям ЕСПД, но есть сомнения — даже для регистрации программы в Государственном реестре программ для ЭВМ никаких блок-схем не требуется.
Тем не менее, рисовать блок-схемы заставляют школьников (примеры из учебников ГОСТ не соответствуют) — выносят вопросы на государственные экзамены (ГИА и ЕГЭ), 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.
Появляются подозрения, что система образования прогнила и отстала лет на 20, однако аналогичная проблема наблюдается и за рубежом. 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 — Dia, MS Visio, yEd, …, 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].
Источник: remnabor.net