8. Алгоритмы. Алгоритмические конструкции.

Первоначально под словом алгоритм понимали способ выполнения арифметических действий над десятичными числами.

Алгоритм можно рассматривать как последовательность команд управления работой.

Свойства алгоритма

Однако любой алгоритм обладает следующими свойствами.

1. Только выполнив одно действие, можно приступать к исполнению следующего. Это свойство алгоритма называется дискретностью.

2. Понятность 3. Детерминированность (определенность и однозначность 4. Результативность Свойство результативности содержит в себе свойство конечности — завершение работы алгоритма за конечное число шагов.

5. Массовость — алгоритм правильно работает на некотором множестве исходных данных, которое называется областью применимости алгоритма.

Алгоритм — понятное и точное предписание исполнителю на выполнение конечной последовательности действий, приводящей от исходных данных к искомому результату.

Виды алгоритмических конструкций

Для записи алгоритмов существуют разные способы: текстово - формульная запись, блок-схема, машина Тьюринга, машина Поста, программа на алгоритмическом языке и др. Вне зависимости от выбранной формы записи элементарные шаги алгоритма объединяются в алгоритмические конструкции (структуры): последовательные, ветвящиеся, циклические, вспомогательные алгоритмы и рекурсивные.

Алгоритм Р (или его часть) реализован через последовательную алгоритмическую конструкцию (следование), если каждый шаг алгоритма выполняется один раз, причем после каждого шага выполняется (i + 1)-й шаг, если i-й шаг — не конец алгоритма. Такой алгоритм или часть алгоритма еще называют линейным.

Алгоритм Р реализован с использованием ветвящейся алгоритмической конструкции (ветвления), если на каком-либо шаге последовательное выполнение алгоритма прерывается, и выбор следующего шага определяется входными данными алгоритма. Ветвление задает выполнение либо одной, либо другой группы операторов в зависимости от выполнения какого-либо условия. Затем исполнение алгоритма выходит на общее продолжение. Ветвление бывает полным и неполным. В случае неполного ветвления при невыполнении условия никакие действия не выполняются.

Алгоритм Р реализован с использованием циклической алгоритмической конструкции, если некая, подряд идущая группа шагов алгоритма, выполняется несколько раз.

Следование, ветвление и цикл называют базовыми конструкциями структурного программирования. Их особенностью является то, что любая из них имеет только один вход и один выход, поэтому они могут вкладываться друг в друга. Например, цикл может содержать следование из двух ветвлений, каждое из которых включает вложенные циклы.

Запись конструкций

Для разных исполнителей основные алгоритмические конструкции могут реализовываться различным образом.

Следование— это просто последовательная запись пунктов, соответствующих шагам алгоритма. В блок-схемах — это последовательная запись блоков действия, соединенных стрелкой, направленной от предыдущего блока к следующему. На процедурном языке программирования данная конструкция выражается просто последовательной записью инструкций.

Ветвление: если выполнено такое-то условие, то сделать то-то, в противном случае сделать то-то. В блок-схемах -блок условия, имеющий форму ромба. Данный блок имеет один вход и два выхода, соответствующих истинному или ложному значению логического выражения, записанного в этом блоке. В языках программирования данная конструкция реализуется через условный оператор.

Циклическая конструкция.Переход осуществляется на тот же самый пункт или пункт с меньшим номером. В блок-схемах переход с помощью стрелок осуществляется на часть схемы, по которой выполнение алгоритма уже ранее проходило. В языках программирования циклическая конструкция реализуется через различные операторы цикла: "с предусловием", "с постусловием", "с параметром".

Структурное программирование-которое часто называют "программирование без GOTO"

В соответствии с данным способом разработки любая программа представляет собой структуру, построенную из трех типов базовых конструкций, рассмотренных выше.

Соблюдение принципов структурного программирования делает тексты программ, даже довольно больших, нормально "читаемыми", что существенно облегчает понимание программ.