Лабораторная работа №4

Блок-схеми алгоритмів.

Цель работы: Ознайомитись з графічним записом алгоритмів, навчитися будувати блок-схеми алгоритмів.

Короткі теоретичні відомості:

Алгоритм - заздалегідь задані зрозумілі і точні вказівки можливому виконавцеві зробити певну послідовність дій для отримання рішення задачі за кінцеве число кроків.

Основні властивості алгоритмів наступні:

1. Зрозумілість для виконавця - виконавець алгоритму повинен розуміти, як його виконувати. Іншими словами, маючи алгоритм і довільний варіант початкових даних, виконавець повинен знати, як треба діяти для виконання цього алгоритму.

2. Дискретність - алгоритм повинен представляти процес рішення задачі як послідовне виконання простих (або раніше визначених) кроків (етапів).

3. Визначеність - кожне правило алгоритму повинне бути чітким, однозначним і не залишати місця для двозначності. Завдяки цій властивості виконання алгоритму носить механічний характер і не вимагає ніяких додаткових вказівок або відомостей про вирішуване завдання.

4. Pезультатівность (або кінцівка) полягає в тому, що за кінцеве число кроків алгоритм або повинен приводити до рішення задачі, або після кінцевого числа кроків зупинятися через неможливість отримати рішення з видачею відповідного повідомлення, або необмежено продовжуватися протягом часу, відведеного для виконання алгоритму, з видачею проміжних результатів.

5. Масовість означає, що алгоритм рішення задачі розробляється в загальному вигляді, тобто він повинен застосовуватись для деякого класу завдань, що розрізняються лише початковими даними. При цьому початкові дані можуть вибиратися з деякої області, яка називається областю застосовності алгоритму.

На практиці найбільш поширені наступні форми представлення алгоритмів:

• словесна (запис на природній мові);

• графічна (зображення з графічних символів);

• псевдокод (напівформалізовані описи алгоритмів на умовній алгоритмічній мові, що включають як елементи мови програмування, так і фрази природної мови, загальноприйняті математичні позначення і ін.);

• програмна (тексти на мовах програмування).

При графічному уявленні алгоритм зображається у вигляді послідовності зв'язаних між собою функціональних блоків, кожен з яких відповідає виконанню одного або декількох дій.

 

 

Назва символа	Позначення	Пояснення
Процес		Обчислення чи послідовність обчислень
Умова		Перевірка умови
Модифікація		Організація циклу
Зумовлений процес		Обчислення за підпрограмою
Введення-виведення		Введення даних та виведення на екран
Старт/стоп		Початок та кінець алгоритму
Документ		Друк документу

 

•Блок "Процес" застосовується для позначення дії або послідовності дій, що змінюють значення, форму уявлення або розміщення даних. Для поліпшення наочності схеми декілька окремих блоків обробки можна об'єднувати в один блок. Представлення окремих операцій достатньо вільне.

•Блок "Умова" використовується для позначення переходів управління за умовою. У кожному блоці "Умова" повинні бути вказані питання, умова або порівняння, які він визначає.

•Блок "модифікація" використовується для організації циклічних конструкцій. (Слово модифікація означає видозміну, перетворення). Усередині блоку записується параметр циклу, для якого указуються його початкове значення, гранична умова і крок зміни значення параметра для кожного повторення.

•Блок "зумовлений процес" використовується для вказівки звернень до допоміжних алгоритмів, що існують автономно у вигляді деяких самостійних модулів, і для звернень до бібліотечних підпрограм.

Логічна структура будь-якого алгоритму може бути представлена комбінацією трьох базових структур: проходження, розгалуження, цикл.

 

Середовище моделювання блок-схем Scheme Constructor.

Середовище SchemeConstructor дозволяє будувати блок-схеми алгоритмів та моделювати їхнє виконання. Програма базується на мові програмування BASIC та використовує її синтаксис (див. додаток). SchemeConstructor підтримує всі стандартні блоки, окрім циклів.

 

Рис.1 Блок-схема алгоритму знаходження факторіалу, реалізована в середовищі SchemeConstructor

 

Структурні частини блок-схеми знаходяться на панелі блоків і зв’язків (див. рис. 1). Для того, щоб додати елемент у блок-схему, необхідно натиснути його зображення на панелі і клацнути лівою кнопкою миші на вільному місці робочої зони. Вміст елемента можна відредагувати, виділивши його і обравши пункт «Properties» у контекстному меню, що викликається натисненням правої кнопки миші.

Для того, щоб з’єднати два блоки, необхідно активувати режим зв’язків відповідною кнопкою на панелі блоків і зв’язків. Після цього треба виділити необхідний елемент схеми лівою кнопкою миші і, не відпускаючи, протягнути лінію до наступного блока. На лінії зв’язку можна додати декілька вузлів, натискаючи ліву кнопку миші. Формування лінії завершується натисненням правої кнопки миші. Для того, щоб видалити зв’язок, треба натиснути лівою кнопкою миші на блок, з якого він виходить.

Запуск моделювання роботи алгоритму здійснюється за допомогою кнопки «Run» на системній панелі (червоний знак оклику). Розмір зображення блок-схеми можна змінювати за допомогою панелі маштабування.

 

 

Хід роботи:

1.     Запустити середовище моделювання блок-схем SchemeConstructor.

2.     Змоделювати роботу алгоритму обчислення факторіала числа, перевірити його працездатність.

3.     Виконати завдання з додатку, згідно з варіантом ( № варіанта = № комп’ютера).

 

 

Зміст звіту

1.     Мета роботи

2.     Блок-схема індивідуального завдання .

3.     Висновок.

 

 

Контрольні питання

1. Що таке алгоритм?

2. Основні властивості алгоритмів.

3. Способи запису алгоритмів, їхні переваги та недоліки.

4. Основні елементи блок-схеми.

5. Базові структури алгоритмів

6. Способи задання циклів.