1. Основы алгоритмизации

   1. Алгоритм, его свойства

Алгоритмом называется точная инструкция, определяющая процесс достижения поставленной цели (результата) на основе имеющихся исходных данных за конечное число шагов.

К основным свойствам алгоритмов можно отнести:

1. Универсальность - применимость алгоритма к различным наборам исходных данных.

2. Дискретность - возможность разбиения алгоритма на отдель­ные элементарные действия, позволяющие рассматривать ал­горитм с различным уровнем детализации.

3. Однозначность - правила и порядок выполнения действий алгоритма имеют единственное толкование.

4. Конечность - действия и алгоритм в целом обязательно завершаются.

5. Результативность - по завершении выполнения алгоритма обязательно получается конечный результат.

Выделяют три крупных класса алгоритмов:

• вычислительные алгоритмы, работающие со сравнительно простыми видами данных, такими как числа и матрицы, хотя сам процесс вычисления может быть долгим и сложным;

• информационные алгоритмы, представляющие собой набор процедур, работающих с большими объемами информации (алгоритмы баз данных);

• управляющие алгоритмы, генерирующие различные управляющие воздействия на основе данных, полученных от внешних процессов, которыми алгоритмы управляют.

Для записи алгоритмов используют самые разнообразные средства. Выбор средства определяется типом исполняемого алгоритма.

Выделяют следующие основные способы записи алгоритмов:

• вербальный (словесный)- последовательность действий, описанная на естественном языке;

• графический- изображение в виде схемы, содержащей общепринятые функциональные графические блоки;

• символьный– описание, например, с использованием псевдокодов или операторов алгоритмических языков программирования.

Из всех рассмотренных выше способов описания алгоритмов графический способ является общепринятым представлением алгоритма. Он является более компактным и наглядным по сравнению с аналогичным словесным представлением алгоритма и, как правило, предшествует символьному описанию алгоритма. Поэтому в дальнейшем все алгоритмы вычислительных методов будут представлены графически, в виде соответствующих схем алгоритмов, представляющих собой последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Для графического описания алгоритмов используются стандартные графические блоки, начертание и размеры которых регламентируются соответствующим ГОСТом[1]. В табл.1.1-1 приведен перечень основных обозначений, принятых в схемах алгоритмов.

Таблица 1.1-1

Как следует из приведенной выше таблицы, каждому типу действия (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Порядок выполнения действий указывается стрелками. В соответствии с логикой решения конкретной задачи, блоки связы­вают друг с другом линиями, которые называются линиями потока.

В блоках допускается запись в произвольном виде (текст, формулы или условные обозначения). Если запись в блоке не умещается или требует пояснений, то к этому блоку добавляется комментарий.

Блоки в схемах соединяются линиями потока, указывающими последовательность выполнения алгоритма. Стандартное выполнение блоков (сверху вниз и слева направо) не требует указания стрелок, когда как нестандартное направление линий потока (справа налево и снизу вверх) указывается стрелками.