Blokiraj diagram algoritma: programi, naloge, elementi, konstrukcija

V sodobnem svetu digitalne tehnologije je programiranje osnove za delovanje različnih računalnikov, pripomočkov in druge elektronske opreme. In sposobnost, da hitro in pravilno pripravi blok diagram algoritma je temelj, osnova te znanosti. Takšna shema je grafični model procesov, ki jih mora opraviti oprema. Sestavljen je iz ločenih funkcijskih blokov, ki izvajajo različne funkcije (začetek / konec, V / I, funkcija klic itd.).

Algoritem in algoritemizacija

Dejansko je algoritem običajno navodilo o zaporedju, v katerem je potrebno izvesti določene ukrepe pri obdelavi prvotnih podatkov v zahtevanem rezultatu. Skupaj s tem izrazom pogosto uporabljajo koncept algoritmizacije. Razume se kot niz metod in tehnik za izdelavo zaporedja za reševanje specifičnih problemov.

Pogosto se algoritem ne uporablja kot navodilo za računalnik, temveč kot shema za izvajanje vseh dejanj. To vam omogoča, da upoštevate učinkovitost in učinkovitost te metode rešitve, popravite morebitne napake in primerjate z drugimi podobnimi rešitvami še pred uvodom v računalnik. Poleg tega je algoritem osnova za sestavljanje programa, ki mora biti napisan v programskem jeziku, da bi se še naprej izvajal proces obdelave informacij na osebnem računalniku. Do danes sta postala znana dva praktična načina za izdelavo takšnih zaporedij. Prvi je besedni opis po korakih, drugi pa je blokovni diagram algoritma problema. Prvi je bil precej manj razširjen. To je posledica pomanjkanja vidnosti in verjetnosti. Drugi način, nasprotno, je zelo priročen način prikaza zaporedja. Razširja se v izobraževalni in znanstveni literaturi.

Elementi blokovnih diagramov

Diagram poteka algoritma programa je zaporedje grafičnih simbolov, ki predpisujejo izvedbo določenih operacij, pa tudi razmerja med njimi. V vsaki od teh slik je označena informacija o nalogi, ki jo je treba opraviti. Velikost in konfiguracija grafičnih simbolov ter vrstni red oblikovanja zaporedja urejajo GOST 19003-80 in GOST 19002-80.

Razmislimo o glavnih elementih diagrama poteka algoritma (primeri njihovih napisov so navedeni na sliki).

1. Postopek je računalniški ukrep ali zaporedje takšnih dejanj.

2. Rešitev je preveriti dan pogoj.

3. Sprememba - naslov cikla.

4. Vnaprej določen postopek - dostop do postopka.

5. Dokument - tiskalni in izhodni podatki.

6. Kartica - vhodne informacije.

7. Vhod / izhod - vhod / izhod podatkov.

8. Konektor - pretrganje pretočnih vodov.

9. Začetek / konec - začetna, končna, zaustavitev, zagon, vhod in izhod se uporabljajo v pomožnih algoritmih.

10. Comment - uporabite za postavitev razlagalnih napisov.

11. Navpični in vodoravni tokovi so smer zaporedja, linija komunikacije med bloki.

12. Spoji - povezava niti.

13. Intersticijski priključek - oznaka, ki simbolizira prehod na drug list.

Pravila risanja

Konstrukcija diagrama poteka algoritma poteka v skladu s posebnimi zahtevami, ki jih predpisuje GOST. Na primer, pri povezovanju grafičnih simbolov se uporabljajo samo vodoravne ali navpične črte. Potoki od desne proti levi in ​​od spodaj navzgor so označeni s puščicami. Druge vrstice morda niso označene. Razdalja med vzporednimi potoki ne sme biti manjša od treh milimetrov, med ostalimi elementi pa najmanj pet milimetrov. Dimenzije blokov morajo biti večkratnik petih. Razmerje horizontalne in vertikalne grafične simbole je 1,5. Včasih je dovoljeno enako dvema. Za udobnost opisa je treba oštevilčiti grafične simbole. Po naravi povezav se razlikujejo vrste blokovnih diagramov algoritma linearne, ciklične in razvejane strukture.

Spremenljivke, konstante in spominske celice

Za boljše razumevanje načela algoritma lahko upoštevamo preprost avtomat. Sestavljen je iz pomnilnika, sestavljenega iz celic - zapisovalnega / branja glavnega procesorja. Kakšno je načelo delovanja takšne naprave? Glava, ki je prejela naročilo od procesorja, izvaja zapisovanje podatkov v celico ali bere konstanto. V najpreprostejšem primeru bo to aritmetična številka. Poleg tega so lahko konstante podatkovne strukture, niz znakov itd. Spremenljivka je pomnilniška celica, v kateri so shranjeni podatki. Med izvajanjem algoritma lahko v taki celici zapišemo različne podatke. Na tem principu so zgrajeni osebni računalniki in druga elektronika. Algoritem za izvedbo naloge je niz navodil za branje ali pisanje informacij v te pomnilniške celice.

Nizi

Nizi so druge vrste indeksiranih spremenljivk. Dejansko je to zbirka celic, ki jo združuje skupna oznaka. Nizi razlikujejo dvodimenzionalne, tridimenzionalne itd. Najenostavnejši od njih je vrsta zaporednih celic. Taka matrika ima svoje ime. Vsak element ima svojo številko indeksa. Konstanta zapisana v celici se imenuje element matrike.

Dvodimenzionalni tip spominja na matrico pri razporeditvi elementov. Celice v tej matriki so označene z dvema indikatorjema (to je podobno šahovnici s številčenjem celic). Po istem principu se realizirajo tridimenzionalne in več struktur.

Linearni algoritmi

To vrsto zaporedja toka zaporedja (primeri so predstavljeni v tem članku) je značilna izvedba od zgoraj navzdol od vrha do dna. V tem primeru stroj opravi predpisane postopke korak za korakom. Vsako dejanje obdeluje procesor. Poleg izračunih, po potrebi naroči pisno / bralno glavo, kje in kaj naj zapisuje in kako brati. Končni rezultat je zapisan v celice spomina, od katerih ima vsaka svoj indeks in shrani svojo konstanto.

Algoritmi razvejanja

V praksi je linearna vrsta zelo redka. Pogosto je treba organizirati zaporedje, ki, odvisno od nastavljenih pogojev, teče skozi eno ali drugo vejo. Diagram poteka razvejanega algoritma vsebuje element "Solution", s katerim se preveri določen pogoj, in več od njih, več vej zaporedja.

Diagrami algoritmov: primeri

Razmislite, kako deluje razvejani algoritem. Na primer, vzemite funkcijo: z = y / x. Iz pogoja, da ima ta enačba eno omejitev, je mogoče razbrati - nemogoče je deliti z ničlo. Zato morate to rešitev izključiti in uporabniku opozoriti na napako. Najprej se zbere blokovni diagram algoritma. Sestavljen bo iz sedmih blokov. Prvi grafični simbol je "Start", drugi pa "Enter". Tukaj morate podati vrednosti X in Y. Nato sledi blok "Odločitev", v katerem se preveri stanje: X = 0. V tem primeru avtomat preveri celico s konstanto, če se vhodna vrednost sovpada z njo, potem bo rešitev algoritma potekala vzdolž veje »Da«. V tem primeru se nadzor prenese v četrti blok, stroj pa "napaka", delo se konča v sedmem znaku "Konec". Če je rezultat testa negativen, se v petem grafičnem simbolu izvede delitveni postopek in določi vrednost Z. V šestem bloka se rezultat prikaže na zaslonu.

Ciklični algoritmi

Pogosto pri reševanju problemov je potrebno ponoviti izvajanje operacije za enako odvisnost za različne vrednosti spremenljivk in ponovitev prehoda skozi isti del vezja. Takšna področja se imenujejo cikli, algoritem pa se imenuje ciklični. Uporaba te metode bistveno zmanjša zaporedje samega. Ciklični algoritmi je običajno razdeliti na dve vrsti: s prej neznanim in prej znanim številom takih prehodov.

Primer razvejane rešitve algoritma

Razmislite o primeru, v katerem je podan blokovni diagram algoritma s predhodno neznanim številom prepustnic. Da bi to naredili, moramo rešiti problem navajanja najmanjšega števila izrazov v seriji naravno število, katere vsota presega številko K. Takšen blokovni diagram algoritma je sestavljen iz osmih simbolov. Najprej vnesemo vrednost števila K (N2). Nato v polju 3 spremenljivka Π dobi vrednost »ena«, kar pomeni, da se začne štetje naravnih števil. In kumulativna vsota C na začetku dobi vrednost "nič". Nadaljnji nadzor se prenese v peti blok, kjer se izvrši ukaz: C = C + P. To pomeni, da se vrednosti celic C in II povzamejo in rezultat prepisuje v C. Po dodajanju prvega izraza tega zaporedja v boku 6 se stanje preveri - ali vsota presega navedeno število K? Če pogoj ni izpolnjen, se kontrola prenese v četrti blok, kjer je dodan spremenljivki P in prehod se ponovno vnese v blok 5. Ta postopek se bo pojavil, dokler pogoj: C> K, to pomeni, da skupni znesek presega navedeno vrednost. Spremenljivka II je števec ciklov. Potem pride do prehoda na številko bloka 7, kjer so natisnjeni rezultati dela.

Algoritmi, ki vsebujejo ugnezdene zanke

Pogosto se pri algoritemski rešitvi problema pojavi potreba po ustvarjanju cikla, ki vsebuje drug cikel v telesu. To velja za normo. Takšni elementi se imenujejo strukture za ugnezdene zanke. Njihova naloga je lahko precej velika. Določa se z metodo, s katero se doseže rešitev potrebnega problema. Na primer, pri obdelavi enodimenzionalna array, praviloma je blokovni diagram algoritma izdelan brez vdelovanja ciklov. In kljub temu, v številnih primerih, pri reševanju podobnih problemov, je treba izbrati točno takšno različico rešitve. Treba je opozoriti, da morajo vse ugnezdene zank, vključno s prvim (zunanjim), vsebovati števce z različnimi imeni. Zunaj svojega cikla se lahko uporabljajo kot navadne spremenljivke.

Pomožni algoritmi

Ta vrsta zaporedja je analogni jezikovni podprogram. Pomožni algoritem ima ime in parametre, ki se imenujejo formalni. Ime je podano, da ga ločimo med drugimi in parametri opravljajo vlogo izhodnih in vhodnih matematičnih funkcij. Izbrani so tako, da se izčrpava celoten niz potrebnih količin. Pogosto isti formalni parameter se izkaže kot vnos in izhod. Na primer, v takem algoritmu se lahko v matriko vnese vhod za obdelavo. V nastalem delu pa je lahko prikazana v spremenjeni obliki kot izhodni parameter. Med algoritmi pomožnega tipa se razlikujejo funkcije in postopki.

Razpad algoritma

S tem izrazom označujemo razgradnjo splošne sheme algoritma v pomožne (funkcije in postopke) in algoritem glave. Ta metoda je zelo enostavna, če je algoritem določen s shemo blokov - najprej ločuje odseke, ki so odgovorni za glavno delo. Najbolj zapletene stopnje so formalizirane kot funkcije in postopki na zgornji ravni. Nato se razdelijo na osnovna področja na nižji ravni. Tu deluje načelo "od kompleksnih do preprostih". To se naredi, dokler se algoritem ne razdeli na najpreprostejši elementi. Običajno je raztopina zaporedja razgradnje sestavljena iz treh glavnih korakov: vnos podatkov, razvrstite matriko, O razporejene paleto. Prve in zadnje faze, zaradi svoje pač ne potrebujejo širitev, tako da jih opravljajo v glavnem algoritem. Toda druga je zelo kompleksni lastni fragment izračune, tako da se običajno prikaže v ločenem bloku. sortiranje faze, po drugi strani, ki je razdeljen na dva dela: potreba po postopku ustanavljanja (N-1)-kratno prehoda z vnaprej določeno zaporedje in iskanju najmanjši element v fragmentu matrike, ki mu sledi preurejanje s začetnem odseku njenega elementa. Ker je zadnji korak večkrat ponovi, je registrirana kot posebnem postopku.