Глава 7. Основы алгоритмизации и программирования

7.1. Этапы решения задачи на эвм

Постановка задачи - точная формулировка задачи и цели, которые необходимо достичь при решении.

Математическая формулировка - запись условия задачи с помощью математических формул, зависимостей в определении исходных данных и результатов вычислений.

Выбор метода решения - выбор оптимального метода, наилучшим образом обеспечивающего выполнение требований поставленной задачи;

Разработка алгоритма решения задачи. Алгоритм - система операций (действий), применяемых по строго определенным правилам, которая после последовательного их выполнения приводит к решению поставленной задачи (обработки данных информации). Алгоритм описывает последовательный процесс преобразования исходных данных в результат.

Построение схемы алгоритма. Схема алгоритма - наглядное графическое изображение алгоритма, в котором отдельные действия (этапы) изображаются в виде различных геометрических фигур (блоков), а связи между этапами изображаются стрелками, соединяющими эти фигуры. Перечень установленных правил и условных обозначений элементов схем оговорен в ГОСТ 19.002-80 и ГОСТ 19.003-80.

Составление программы на данном языке программирования (как правило, на языке высокого уровня).

Отладка программы необходима для выявления и устранения ошибок, допущенных на предыдущих этапах.

Решение задачи - выполнение расчетов на ЭВМ для всего множества заданных исходных данных.

Обработка, анализ и оформление результатов расчета.

7.2. Алгоритм и его свойства

Алгоритм четкое предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых исходных данных к искомому результату.

Так как исполнителем алгоритма является автоматическое устройство, то алгоритм должен обладать следующими свойствами:

Дискретность. Процесс решения задачи разбит на отдельные элементарные шаги.

Определенность алгоритма, - означает однозначность толкования элементов алгоритма. Описание алгоритма должно быть таким, чтобы его мог выполнить любой грамотный пользователь.

Результативность алгоритма - возможность получения определенных результатов при заданных исходных данных за конечное число шагов.

Массовость (универсальность) алгоритма - возможность его применения к любым допустимым множествам исходных данных для всех задач аналогичного типа.

7.2.1. Способы описания алгоритмов

Наиболее широкое распространение получили три способа описания алгоритмов:

- словесно-формульное описание (на естественном языке);

- графическое описание (с помощью блок-схем);

- описание алгоритма на алгоритмическом языке (алгоязыке).

Алгоритмический язык - средство для записи алгоритмов в аналитическом виде, промежуточном между записью на обычном языке и записью на языке ЭВМ. Довольно часто языки программирования высокого уровня также называют алгоритмическими.

7.2.2. Основные графические элементы блок-схем

Рассмотрим обозначения некоторых блоков в соответствии с ГОСТ 19.002-80, 19.003-80.

Таблица 1.1.

Элементы блок-схем

Наименование символа	Обозначение символа	Примечание
Процесс		Арифметический блок, определяющий действия, которые необходимо выполнить
Предопределенный процесс		Обращение к подпрограмме
Принятие решения		Логический блок, проверяющий истинность или ложность некоторого условия
Передача данных		Ввод или вывод информации
Прерывание		Начало, конец, пуск, останов, вход в подпрограмму
Модификация		Организация циклического процесса
		Вывод на дисплей
Документ		Печать на бумаге
		Ссылка на другую страницу
Узел		Развилка или слияние

Пример. Способы описания алгоритмов.

Составить алгоритм начисления зарплаты согласно следующему правилу: если стаж работы сотрудника  5 лет то зарплата 230 руб.; при стаже работы от 5до 15 лет - 280 руб.; при стаже свыше 15 лет зарплата повышается с каждым годом на 10 руб.

Решение. В математическом виде

 230., если ST < 5 ;

ZP =  280 , если 5  ST  15 ;

 280+(ST - 15) 10 , если 15 < ST ,

где ZP - зарплата; ST - стаж работы.

1. Словесно-формульное описание алгоритма

1). Ввести ST, перейти к п.2.

2). Если ST < 5, то ZP = 230, перейти к п.4, иначе перейти к п.3

3). Если ST  15,то ZP = 280, перейти к п.4, иначе ZP = 280 + (ST-15)*10, перейти к п.4.

4). Вывести (отпечатать) значение ZP, перейти к п.5.

5). Вычисления прекратить.

2. Описание алгоритма на алгоязыке

алг ЗАРПЛАТА (цел ST, вещ ZP)

арг ST

рез ZP

нач

если ST < 5

то ZP = 230

иначе

если ST  15

то ZP=280

иначе ZP = 280 +(ST - 15)*10

все

все

кон

3. Графическое описание алгоритма (см. рис.7.1)

Рис. 7.1.

Вывод. Наиболее наглядный способ - схемы алгоритмов. Это и наиболее естественный способ, т. к. человек мыслит образами (в нашем случае -схемами алгоритмов).