1 Призначення та область застосування об’єкту проектування
1.1 Призначення та область застосування
«Модуль реалізації алгоритмів на графах з візуалізацією етапів розробки» призначений для виконання таких функцій:
Побудова алгоритму у вигляді графу.
Аналіз графа, для виявлення помилок.
Побудова псевдокоду із графу.
Збереження графа у вигляді бінарного файлу.
Завантаження графа.
Програмний модуль може застосовуватись для аналізу алгоритмів різної складності та виявленні в ньому помилок.
1.2 Огляд способів та засобів розробки
Процес розробки будь-яких алгоритмів супроводжується зображенням його в схематичному вигляді: блок-схема, дерево рішень, та інше. Останнім часом значно збільшилась кількість засобів, які дозволяють суттєво полегшити процес схематичного зображення алгоритмів. Деякі з них здатні не тільки зображати алгоритм в одному з перечислених вище виглядів, а й генерувати вихідних код на одній з відомих мов високого рівня.
Цей процес не рідко може супроводжуватися попереднім проведенням синтаксичного аналізу коду, для виявлення і виправлення помилок. Також деякі із засобів дозволяють виконувати зворотну генерацію, тобто програма отримує вихідний код, на деякій мові високого рівня, аналізує його і дозволяє зобразити алгоритм у схематичному вигляді.
1.2.1 Побудова блок-схем алгоритмів програм.
Алгоритм - це однозначна кінцева послідовність точно визначених кроків або дій які забезпечують вирішення завдання при наявності вихідних даних за кінцевий проміжок часу.
Основні властивості алгоритму:
1. Масовість –
алгоритм повинен бути застосований для
цілого класу однотипних задач
;
2. Закінченість – алгоритм повинен складатися з кінцевого числа кроків, кожен з яких виконується за кінцевий проміжок часу.
3. Результативність – по закінченні роботи алгоритму повинен бути отриманий певний результат.
4. Однозначність – застосування алгоритму до одних і тих же вихідних даних завжди повинно давати один і той же результат.
5. Правильність – застосування алгоритму до правильних вихідних даних або допустимих вихідних даних повинно приводити до отримання необхідних результатів. Доказ правильності алгоритму - один із найбільш складних етапів його створення. Найбільш поширена процедура правильності алгоритму - це обґрунтування правомірності і перевірка правильності виконання кожного з кроків на наборі тестів, підібраних так, щоб охопити всі допустимі вхідні дані і всі допустимі вихідні дані.
6. Ефективність - алгоритм повинен забезпечувати рішення завдання за мінімальний проміжок часу з мінімальними витратами пам'яті. Для оцінки алгоритмів існує багато критеріїв. Найчастіше оцінка алгоритму полягає в оцінці часових витрат на вирішення завдання в залежності від «розміру» вихідних даних. Використовується також термін, тимчасова здатність і «трудомісткість алгоритму». Фактично ця оцінка зводиться до оцінки кількості основних операцій, які виконуються алгоритмами, оскільки кожна конкретна операція виконується за кінцевий заздалегідь відомий час.
Алгоритм вирішення задачі виходить більш ефективним, якщо користуватися методами покрокової розробки, суть якого полягає в тому, що алгоритм розробляється «зверху вниз». Спочатку визначається загальний підхід до вирішення завдання, потім виділяються окремі самостійні частини, які виконують якусь кінцеву обробку даних. Кожна із виділених частин у свою чергу може розбиватися на окремі частини. Такий підхід дозволяє розбити алгоритм на частини (модулі), кожна з яких вирішує самостійну підзадачу. Кожен з модулів реалізується у вигляді окремої процедуру або функції. Тоді рішення задачі складається з послідовного виклику процедур. Програма, що реалізує такий алгоритм, називається структурованою програмою.