Рефераты Для Тебя

Введение
1. Разработка алгоритма
2. Блок-схема
3. Средства и правила построения блок-схем
4. Редактор блок-схем
Заключение
Бибилиографический список

Введение

 Блок-схема — это графическое отображение процесса, которое четко показывает нам, как протекает процесс. Блок-схема показывает систематическую последовательность этапов выполнения работы и то, какие группы вовлечены в процесс.

Для чего используют блок-схемы?

- документировать и описывать текущий процесс;

- разрабатывать модификации к текущему процессу или исследовать то, где могут возникнуть проблемы;

- разрабатывать совершенно новый процесс;

- определять как, когда и где, измерять текущий процесс, чтобы убедиться, соответствует ли он устойчивым требованиям.

Блок-схема  - распространенный тип схем, описывающих алгоритмы или процессы, в которых отдельные шаги изображаются в виде блоков различной формы, соединенных между собой линиями. Графические символы, их размеры, а также правила построения блок-схем определены государственными стандартами.

Цель контрольной работы – изучить, что такое блок-схема программы.

В рамках поставленной цели, в процессе написания работы решались следующие задачи:

1. Рассмотреть разработку алгоритма.

2. Проанализировать средства и правила построения блок-схем.

3. Охарактеризовать редактор блок-схем.

 

1. Разработка алгоритма

Алгоритм – это:

- описание последовательности действий для решения задачи или достижения поставленной цели;

- правила выполнения основных операций обработки данных;

- описание вычислений по математическим формулам.

Перед началом разработки алгоритма необходимо четко уяснить задачу: что требуется получить в качестве результата, какие исходные данные необходимы и какие имеются в наличии, какие существуют ограничения на эти данные. Далее требуется записать, какие действия необходимо предпринять для получения из исходных данных требуемого результата.

На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:

- словесная (записи на естественном языке);

- графическая (изображения из графических символов);

- псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.);

- программная (тексты на языках программирования).

Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке.

Пример. Записать алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел.

Алгоритм может быть следующим:

1. задать два числа;

2. если числа равны, то взять любое из них в качестве ответа и остановиться, в противном случае продолжить выполнение алгоритма;

3. определить большее из чисел;

4. заменить большее из чисел разностью большего и меньшего из чисел;

5. повторить алгоритм с шага 2.

Описанный алгоритм применим к любым натуральным числам и должен приводить к решению поставленной задачи.

Словесный способ не имеет широкого распространения по следующим причинам:

- такие описания строго не формализуемы;

- страдают многословностью записей;

- допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.

Графический способ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным.

При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой.

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. Единого или формального определения псевдокода не существует, поэтому возможны различные псевдокоды, отличающиеся набором служебных слов и основных (базовых) конструкций.

 

2. Блок-схема 

Блок-схемой называют графическое представление алгоритма, в котором он изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.

Приведем наиболее часто употребляемые символы в таблице 1.

Таблица 1

Символы блок-схем

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

Блок «модификация» используется для организации циклических конструкций. 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.

Пример. Составить блок-схему алгоритма определения высот ha, hb, hc треугольника со сторонами a, b, c, если

где p = (a + b + c) / 2.
Решение. Введем обозначение  тогда h_a = t/a, h_b = t/b, h_c = t/c. Блок-схема должна содержать начало, ввод a, b, c, вычисление p, t,

 

3. Средства и правила построения блок-схем

 Блок-схема является формой представления алгоритма с помощью графических символов.

Рассмотрим часто употребляемые графические символы (полный список включает 42 символа).

Процесс. Выполнение операции или группы операций, в результате чего изменяется значение, форма представления или расположения данных.

Внутри символа или же в виде комментария на естественном языке или в виде формулы записываются действия, которые производятся при выполнении операции или группы операций.

Решение. Выбор направления выполнения алгоритма или программы в зависимости от некоторых переменных условий.

Символ используется для изображения унифицированных структур:

- развилка полная

- развилка неполная

- выбор

- цикл-до

- цикл-пока

Модификация. Выполнение операций, меняющих команды или группу команд, изменяющих программу.

Символ используется для изображения унифицированной структуры – цикл с параметром. Внутри символа записывается параметр цикла с указанием начального и конечного значений, а также шаг изменения цикла, если он не равен единице.

Предопределенный процесс. Использование ранее созданных и отдельно описанных алгоритмов или программ (процедур, функций, программных модулей). Символ служит для указания обращения к процедурам, функциям, программным модулям.

Ручной ввод. Ввод данных оператором в процесс обработки при помощи устройства, непосредственно сопряженного с компьютером (например, клавиатура).

Дисплей. Ввод — вывод данных в случае, если непосредственно подключенное к процессору устройство воспроизводит данные и позволяет оператору вносить изменения в процессе их обработки.

Документ. Ввод — вывод данных, носителем которых служит бумага.

Линия потока. Указание последовательности связей между символами.

Перечислим некоторые правила изображения линий потока:

1) линии потока должны быть параллельны линиям внешней рамки блок-схемы (границам листа, на котором изображена блок-схема);

2) направление линии потока сверху вниз и слева направо принимается за основное и стрелками не обозначается, в остальных случаях направление линии потока обозначается стрелками;

3) изменение направления линии потока производится под углом 90 градусов.

Соединитель. Указание связи между прерванными линиями потока, связывающими символы. Если блок-схема состоит из нескольких частей, расположенных на одной странице, то линия потока одной части заканчивается символом соединитель, а линия потока на продолжении блок-схемы начинается с этого же символа. Внутри символов соединитель ставятся одинаковые порядковые номера, соответствующие разорванной линии потока.

Межстраничный соединитель. Указание связи между разъединенными частями схем алгоритмов и программ, расположенных на разных листах.

Данный символ служит для тех же целей, что и соединитель, но при расположении частей блок-схемы на разных страницах.

Пуск — останов. Начало, конец, прерывание процесса обработки данных или выполнения программы.

Комментарий. Связь между элементами схемы и пояснениями.

Позволяет включать в блок-схему пояснения, формулы и другую информацию.

Размеры символов должны удовлетворять соотношению b = 1.5a (a и b указаны на рис. 1). На этом же рисунке показан пример использования символа комментарий.

Блок-схемы — это та часть документации к программе, которая почти всегда имеется в избытке. Между тем многие программы вообще не нуждаются в блок-схемах и лишь очень немногие из них требуют больше одного листа таковых.

Блок-схемы показывают структуру ветвления программы только в одном ее аспекте. Но даже эта структура видна достаточно четко, только если вся блок-схема помещается на одной странице, и о ней очень трудно получить хорошее представление, если блок-схема располагается на нескольких листах, связанных вместе нумерованными стрелками.

Блок-схема, помещающаяся на одной странице, для большой программы по существу превращается в общий план программы, перечень ее основных этапов или блоков, и, как таковая, она очень удобна.

Конечно, такой график и не следует стандартам блок-схем, и не нуждается в них. Все эти правила относительно вида элементов, стрелок, порядка нумерации и т. д. нужны только для того, чтобы можно было понять подробные блок-схемы.

 

4. Редактор блок-схем

Редактор блок-схем – программа, предназначенная для создания и редактирования блок-схем.

Блок-схемы дают возможность наглядного представления алгоритма, это упрощает понимание его структуры и дает возможность оптимизировать алгоритм на взгляд. Еще одним существенным плюсом блок-схем является то, что, разрабатывая алгоритм, Вы не привязаны к синтаксису определенного языка, Вы можете работать на С, а Ваши друзья на Паскале, Java или Бейсике, но созданные Вами алгоритмы легко переносятся на любой язык программирования.

Редактор также может использоваться для создания диаграмм. Начиная с версии 3.0.0 редактора появилась возможность подключать пользовательские блоки и использовать редактор для отрисивки, к примеру, радиосхем или структур сети.

Редактор блок-схем — специализированная программа, она предоставляет тот набор инструментов, который необходим именно для создания блок-схем, что является существенным аргументом в пользу применения данной программы, а не использования графических редакторов. Набор дополнительных опций позволяет оптимизировать процесс разработки блок-схем и дальнейшего преобразования их в процедуры и функции языка программирования.

Системные требования программы очень скромные и она запускается практически на любом компьютере с любой версией Windows.

Использование шаблонов при создании блок-схем. Известно, что при создании алгоритмов часто используются повторяющиеся структуры, как то: различные варианты циклов, полные или не полные альтернативы, множественные ветвления и другие. Вы можете выделить те структуры, которые часто используете в своих алгоритмах, и затем добавлять «одним щелчком мыши» в создаваемые блок-схемы, это избавит Вас от необходимости прорисовывать их каждый раз заново.

Импорт процедур и функций языков программирования. Редактор предоставляет Вам возможность импортировать процедуры и функции, реализованные на каком-нибудь из известных языков программирования. Эта опция полезна для того, чтобы лучше разобраться в структуре алгоритма, написанного на языке программирования, который Вы знаете недостаточно хорошо, или при разборе алгоритмов написанных Вами достаточно давно и уже подзабытых.

Экспорт блок-схем в процедуры и функции языков программирования. Данная опция редактора избавит Вас от утомительного процесса переноса уже созданного в виде блок-схемы алгоритма, на тот язык, на котором Вы собираетесь писать программу.

Экспорт блок-схем в различные графические форматы. Данная возможность позволит Вам использовать созданные блок-схемы при создании документации к программам или для того, чтобы передать блок-схему тому, кто еще не работает с этим редактором.

 

Заключение 

Подробные блок-схемы уже устарели: они только мешают, и в лучшем случае пригодны для обучения новичков, еще не умеющих алгоритмически мыслить.

В свое время предложенные Голдстайном и Нейманом маленькие квадратики на блок-схемах вместе со своим содержанием выступали в качестве языков высокого уровня, объединяя абсолютно непонятные операторы машинного языка в группы, имеющие определенный смысл. Как давно уже указал Айверсон, в систематическом языке высокого уровня такая группировка уже осуществлена, так что каждый квадратик просто соответствует оператору. Тогда сами квадратики превращаются в случайное и ненужное упражнение по рисованию, и от них можно отказаться. Но теперь не остается ничего, кроме стрелок. Стрелки, соединяющие оператор со следующим за ним, не нужны. Остаются только операторы перехода. Но если следовать хорошей практике, а использовать блочные структуры для минимизации числа операторов перехода, то останется совсем немного стрелок, вот они-то очень сильно облегчают понимание. Эти стрелки можно перенести прямо ни распечатку программы и совсем избавиться от блок-схемы.

В действительности блок-схемы гораздо больше превозносятся, чем используются на практике. Опытный программист редко чертит блок-схемы, прежде чем написать программу. Когда стандарты организации требуют блок-схем, то почти неизменно они рисуются после. Многие программистские организации с гордостью пользуются специальными программами для построения блок-схем, т.е редакторами.

 

Бибилиографический список

1. Информатика: Учебник / Под ред. Н.В. Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 2008. – С. 768.
2. Информатика. Базовый курс. Учебник для Вузов / Под ред. С.В. Симоновича. — СПб.: Питер, 2007. – С. 235.
3. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Практическая информатика: Учебное пособие. — М.: АСТпресс, 2009. – С. 317.
4. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. — М.: Инфра-М, 2001. – С. 378.
5. Шафрин Ю.А. Основы компьютерной технологии. – М.: АБВ, 2007. — С.656.