Algoritmning blok diagrammasi: dasturlar, vazifalar, elementlar, qurilish

Raqamli texnologiyalarning zamonaviy dunyosida dasturlash turli xil kompyuterlar, gadjetlar va boshqa elektron qurilmalarning ishlashi uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Va algoritmning blok diagrammasini tez va to'g'ri tarzda tuzish qobiliyati bu fanning asosidir. Bunday sxema asboblar tomonidan bajarilishi kerak bo'lgan jarayonlarning grafik modeli. Turli funktsiyalarni bajaradigan alohida funktsiya bloklaridan iborat (boshlash / tugatish, I / U, funktsiya chaqiruvi va h.k.).

Algoritm va algoritmlash

Aslida, algoritm - kerakli natijada dastlabki ma'lumotlarni qayta ishlashda muayyan xatti-harakatlarni bajarish kerak bo'lgan ketma-ketlik haqidagi odatiy ko'rsatma. Bu muddat bilan birga algoritmlash tushunchasi ko'pincha qo'llaniladi. Muayyan muammolarni hal etish uchun ketma-ketlik yaratish uchun usullar va texnikalar to'plami sifatida tushuniladi.

Ko'pincha algoritm kompyuter uchun ko'rsatma sifatida ishlatilmaydi, lekin har qanday xatti-harakatni bajarish sxemasi sifatida. Bu esa, ushbu yechim usulining samaradorligi va samaradorligini qayd etish, mumkin bo'lgan xatolarni to'g'rilash va uni kompyuterga kirishdan oldin boshqa o'xshash echimlar bilan taqqoslash imkonini beradi. Bunga qo'shimcha ravishda, algoritm kompyuterda ma'lumotlarni qayta ishlash jarayonini amalga oshirish uchun dasturiy tilida yozish kerak bo'lgan dasturni tuzish uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Bugungi kunda bunday ketma-ketliklarni yaratishning ikkita amaliy usuli ma'lum bo'ldi. Birinchisi - so'zma-so'z og'zaki tavsif, ikkinchisi muammoning algoritmining blok diagrammasi. Ulardan birinchisi ancha kam tarqaldi. Buning sababi, ko'rinish va tuyulganligining etishmasligi. Ikkinchidan, aksincha, ketma-ketlikni namoyish qilishning juda qulay usuli. U ilmiy va ilmiy adabiyotlarda ham keng tarqalgan.

Flowchartlar elementlari

Dastur algoritmining oqim jadvali - muayyan operatsiyalarni bajarishni belgilaydigan grafik belgilar ketma-ketligi va ular o'rtasidagi munosabatlar. Har bir bunday tasvirning ichida amalga oshiriladigan vazifa haqida ma'lumot ko'rsatiladi. Grafik belgilarining o'lchamlari va konfiguratsiyasi, shuningdek ketma-ketlik dizayni tartibi GOST 19003-80 va GOST 19002-80 tomonidan tartibga solinadi.

Keling, algoritmning oqim sxemasining asosiy elementlarini ko'rib chiqamiz (ularning yozuvlari misollari rasmda keltirilgan).

1. Jarayon - hisoblash ishi yoki bunday harakatlar ketma-ketligi.

2. Qaror ushbu shartni tekshirish.

3. Modifikatsiya - siklining nomi.

4. Oldindan belgilangan jarayon - protsedura bilan tanishish.

5. Hujjat - chop etish va chiqish ma'lumotlari.

6. Kartani kiritish ma'lumotlari.

7. Kirish / Chiqish - Ma'lumotlarni kiritish / chiqishi.

8. Ulagich - oqim chizig'ining yorilishi.

9. Yordamchi algoritmlarda boshlash / tugatish, tugatish, to'xtatish, boshlash, kiritish va chiqish ishlatiladi.

10. Izoh - izohli yozuvlarni joylashtirish uchun foydalaning.

11. Portret va gorizontal oqimlar ketma-ketlikning yo'nalishi, bloklar orasidagi aloqa liniyasi.

12. Birlashtirish - iplarni ulash.

13. Interstision konnektor - boshqa varaqqa o'tishni bildiradigan yorliq.

Qo'llanma qoidalari

Algoritmning oqim sxemasi GOST tomonidan belgilangan talablarga muvofiq amalga oshiriladi. Masalan, grafik belgilarni ulashda faqat gorizontal yoki vertikal chiziqlar ishlatiladi. O'ngdan chapga va pastdan tepaga qadar oqimlar o'qlar bilan belgilanadi. Boshqa satrlarni belgilash mumkin emas. Parallel oqimlar orasidagi masofa uch millimetrdan kam bo'lmasligi kerak, qolgan elementlar orasida esa kamida besh millimetr bo'lishi kerak. Bloklarning o'lchamlari beshdan ko'p bo'lishi kerak. Gorizontaldan grafik belgining vertikaliga nisbati 1,5 dir. Ba'zan ikki barobarga teng bo'ladi. Ta'rif qulay bo'lishi uchun grafik belgilar raqamlangan bo'lishi kerak. Ulanishlarning tabiati bo'yicha chiziqli, tsiklik va dallanadigan strukturaning algoritmining blok diagrammalarining turlari ajratiladi.

Argumentlar, sobit va xotira xujayralari

Algoritm tamoyilini yaxshiroq tushunish uchun oddiy automatoni ko'rib chiqish mumkin. U hujayradan iborat bo'lgan xotiradan iborat; Yozib olish / o'qishni boshlash; Protsessor. Bunday qurilmaning ishlash printsipi nima? Protsessordan buyurtmani olgan bosh, hujayradagi yozma ma'lumotni bajaradi yoki doimiy o'qiydi. Eng oddiy holatda bu arifmetik raqam bo'ladi. Bundan tashqari, doimiy ma'lumotlar strukturasi, belgilar satrlari va boshqalar bo'lishi mumkin. Argumentlar axborot saqlangan xotira xujayrasi. Algoritmni bajarishda bunday turdagi hujayralarga turli xil ma'lumotlar yozilishi mumkin. Ushbu tamoyil asosida shaxsiy kompyuterlar va boshqa elektronika quriladi. Vazifani bajarish algoritmi bu xotira xujayralariga ma'lumotni o'qish yoki yozish bo'yicha ko'rsatmalar to'plamidir.

Arrays

Jadvallar indekslangan o'zgaruvchining yana bir turidir. Aslida, bu umumiy ta'rif bilan birlashtirilgan hujayralar to'plami. Arrays ikki o'lchovli, uch o'lchamli va boshqalarni ajratadi. Ularning eng oddiylari qator ketma-ket hujayralardir. Bunday qator o'z nomiga ega. Har bir element o'z indeks raqamiga ega. Hujayrada doimiy ravishda yozilgan bir qator elementi deyiladi.

Ikki o'lchovli turdagi element matritsaga o'xshaydi. Ushbu qatordagi xujayralar ikki indeks bilan ifodalanadi (bu hujayra raqamlash bilan shaxmat taxtasiga o'xshaydi). Xuddi shu printsipga ko'ra, uch o'lchamli va ko'proq tuzilmalar amalga oshiriladi.

Lineer algoritmlar

Ushbu ketma-ketlikdagi oqim sxemasi algoritmlari (misollar ushbu maqolada keltirilgan) boshidan oxirigacha oxirigacha bajarilishi bilan tavsiflanadi. Bunday holda, mashinada belgilangan operatsiyalarni asta-sekin bajaradi. Har bir ishlovchiga protsessor tomonidan ishlov beriladi. Hisob-kitoblarga qo'shimcha ravishda, agar kerak bo'lsa, yozma va / yoki o'qish joyini qaerda va qanday yozishni va qanday o'qilishini buyuradi. Natijada har birining o'z indeksiga ega bo'lgan va doimiyligini saqlaydigan xotira xujayralariga yoziladi.

Dallanadigan algoritmlar

Amalda, lineer tip juda noyob. Ko'pincha, ushbu shartlarga qarab, bir yoki bir nechta yo'nalish bo'ylab oqib ketadigan ketma-ketlikni tartibga solish kerak. Tarqalgan algoritmning bir oqim sxemasi muayyan holat tekshiriladigan "Solution" elementini o'z ichiga oladi, va ularning ko'pi, ketma-ketlikning ko'proq qismlarini o'z ichiga oladi.

Algoritmlarning oqim sxemalari: misollar

Dallanmış algoritm qanday ishlashini ko'rib chiqing. Masalan, funksiyani oling: z = y / x. Bu tenglama bir cheklovga ega bo'lishi shartligidan ko'rinadi - nolga bo'linib bo'lmaydi. Shuning uchun siz ushbu echimni chiqarib tashlashingiz va foydalanuvchini xato haqida ogohlantirishingiz kerak. Birinchidan, algoritmning blok diagrammasi tuziladi. U etti blokdan iborat bo'ladi. Birinchi grafik belgisi "Ishga tushirish", ikkinchisi "Enter", bu erda X va Y qiymatlarini belgilashingiz kerak. So'ngra "Qaror" bloklari shartni tekshiradi: X = 0. Bu holda, agar u kirish moslamasi mos keladigan bo'lsa, automaton hujayrani doimiy ravishda tekshiradi, keyin algoritmning echimi "Ha" bo'lagi bo'ylab ketadi. Bu holatda, nazorat to'rtinchi blokga o'tkaziladi va mashina "xato" ni beradi, ish ettinchi belgi "End" da tugaydi. Test natijasi salbiy bo'lsa, unda beshinchi grafik belgida bo'linish jarayoni amalga oshiriladi va Z qiymati aniqlanadi, oltinchi blokda natija ekranda ko'rsatiladi.

Tiklanish algoritmlari

Ko'pincha muammolarni hal qilishda, o'zgaruvchining turli qiymatlari uchun bir xil bog'liqlik uchun operatsiyani bajarishni takrorlash va elektronning bir xil qismida takroran o'tishni takrorlash kerak. Bunday joylar sikllar deb ataladi va algoritm siklik deb ataladi. Ushbu usuldan foydalanib, ketma-ketlikning o'zi sezilarli darajada kamayadi. Dumaloq algoritmlar, odatda, ikki turga bo'linadi: oldindan noma'lum va oldindan ma'lum bo'lgan bunday yo'llar soni.

Tarqalgan algoritmli eritmaning misoli

Oldindan noma'lum bo'lgan sonli algoritmning blok diagrammasi berilgan bir misolni ko'rib chiqaylik. Buni amalga oshirish uchun muammoni hal qilish kerak - bu miqdor K raqamidan kattaroq tabiiy sonlar turkumidagi eng kichik sonlarni ko'rsatish uchun kerak. Algoritmning bunday blok diagrammasi sakkiz belgidan iborat. Birinchidan, biz K (N2) sonining qiymatini kiritamiz. Keyin, 3-blokda, P o'zgaruvchisi "bir" qiymatini oladi, ya'ni tabiiy sonlarni hisoblash boshlanadi. Va boshida C miqdorining miqdori "nol" qiymatiga ega bo'ladi. Qo'shimcha nazorat buyruq bajarilgan beshinchi blokga o'tkaziladi: C = C + P. Ya'ni, C va II hujayralarining qiymatlari to'planadi va natija S ning ustiga yoziladi. 6-blokda ushbu ketma-ketlikning birinchi muddati qo'shilgandan so'ng, vaziyat tekshiriladi - bu summa belgilangan K sonidan oshib ketadimi? Vaziyat bajarilmasa, nazorat 4-blokga o'tkaziladi, unda P ning o'zgarmaydigan R ga qo'shilishi va 5-sonli blokni qayta tiklash uchun yana bir bor amalga oshiriladi. Ushbu operatsiyani bajarish shart: C> K, ya'ni to'plangan qiymat belgilangan qiymatdan oshmaguncha sodir bo'ladi. Argumentlar II - aylanma taymer. So'ngra 7-blok raqamiga o'tish amalga oshiriladi, unda ish natijalari nashr etiladi.

Nested loop tuzilmalarini o'z ichiga olgan algoritmlar

Ko'pincha, muammoni ijobiy hal qilayotganda, o'z tanasida boshqa tsikldagi tsiklni yaratish zarur bo'ladi. Bu norma hisoblanadi. Bunday elementlar ichki devor tuzilishi deb ataladi. Ularning buyurtmasi juda katta bo'lishi mumkin. Kerakli muammoni hal etishga erishish usuli bilan aniqlanadi. Masalan, bitta o'lchamli massivni qayta ishlashda, qoida tariqasida, algoritmning blok diagrammasi ichki o'tgan ko'chadan foydalanilmaydi. Va shunga qaramay, bir qator hollarda, shu kabi muammolarni echishda, bunday echimning aniq variantini tanlash kerak bo'ladi. Shunisi e'tiborga loyiqki, barcha ichki devorlar, shu jumladan birinchi (tashqi), turli nomlar bilan ro'yxatga olishni o'z ichiga olishi kerak. Ular aylanish jarayonining tashqarisida odatdagi o'zgaruvchilar sifatida foydalanish mumkin.

Yordamchi algoritmlar

Ushbu ketma-ketlikning turi subtitut tilining analogidir. Yordamchi algoritmda rasmiy deb ataladigan nom va parametrlar mavjud. Ismi boshqalardan ajralib turish uchun berilgan va parametrlar chiqishi va kiritish matematik vazifalari rolini bajaradi. Ular kerakli miqdordagi to'dalarning to'liq to'ldirilishi bilan tanlanadi. Odatda, bir xil rasmiy parametr ham kirish, ham chiqishi ko'rinadi. Misol uchun, bunday algoritmda bir qator qayta ishlash uchun kirishga berilishi mumkin. Va natijada, u chiqdi parametri sifatida o'zgargan shaklda ifodalanishi mumkin. Yordamchi turdagi algoritmlar orasida funktsiyalar va protseduralar farqlanadi.

Algoritmni parchalash

Ushbu atama bilan algoritmning umumiy sxemasining yordamchi (funktsiyalar va tartib) va boshga ajralib chiqishini bildiramiz. Ushbu usul juda oddiy, algoritm blok diagrammasi bilan o'rnatilganda - avval, asosiy ish uchun mas'ul bo'lgan saytlarni ajratib turadi. Eng murakkab bosqichlar oliy darajadagi funktsiyalar va vazifalar sifatida rasmiylashtiriladi. Keyin ular past darajadagi boshlang'ich joylarga bo'linadi. Bu erda "murakkabdan to oddiy" tamoyili ishlaydi. Bu algoritm eng oddiy elementlarga bo'linmaguncha amalga oshiriladi . Odatda, ketma-ketlikning ajralib chiqadigan eritmasi uch asosiy bosqichdan iborat: ma'lumotlarni kiritish , qatorni tartiblashtirish , tartiblangan qatorni chiqarish. Birinchi va oxirgi bosqichlar, ularning elementarligi sababli, parchalanishning hojati yo'q, shuning uchun ular bosh algoritmida bajariladi. Ammo ikkinchisi hisoblashning juda murakkab bir bo'lagi bo'lib, odatda alohida blok sifatida chiqariladi. Tartiblash bosqichlari, o'z navbatida, ikki qismga bo'linadi: tartibni (N-1) ketma-ketlikda bajarish zarurligini belgilash va massaning hisoblangan qismidagi eng kichik elementni topish va keyin uni qismning dastlabki elementi bilan qayta tuzish. Oxirgi bosqich ko'p marotaba takrorlanganidan beri u alohida tartibda rasmiylashtiriladi.