II. Определение и способы записи алгоритмов

Основным и из наиболее сложным этапом решения задачи с использованием ЭВМ является разработка алгоритма.

Под алгоритмом понимают постоянное и точное предписание (указание) исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или решение поставленной задачи.

Наибольшую распространенность получили следующие способы записи алгоритма: графический, словесный и в виде программ для ЭВМ.

Графическая форма записи, называемая также схемой алгоритма, представляет собой изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий. Графическая запись является более компактной и наглядной по сравнению со словесной. В схеме алгоритма каждому типу действий соответствует геометрическая фигура. Фигуры соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.

Графическая форма записи, называемая также структурной схемой или блок-схемой алгоритма, представляет собой изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Словесная форма записи алгоритма (псевдокоды) представляет собой описание на естественном языке последовательных этапов обработки данных. Она ориентирована, прежде всего на исполнителя-человека и допускает различную запись предписаний, но при этом запись должна быть достаточно точна.

Алгоритм, записанный с помощью псевдокода, представляет собой полуформализованное описание на условном алгоритмическом языке, включающее как основные элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и другие.

При записи алгоритмов в виде программ используются языки программирования - системы кодирования предписаний и правила их использования. Для записи алгоритмов в виде программ характерна высокая степень формализации. Язык, используемый для формальной записи алгоритмов, называется алгоритмическим языком.

Алгоритмический язык - это набор символов, являющихся алфавитом языка, система правил связи символов для образования слов, с помощью которых представляются отдельные составляющие компоненты языка (синтаксис языка), и система правил истолкования слов языка (семантика).

Рассмотрим четыре элемента языка, а именно: символы, слова, выражения, операторы.

Символы языка - это основные, неделимые знаки, с помощью которых пишутся тексты на языка.

Слова языка - это структуры, образованные непосредственно из символов языка и являющиеся минимальными структурами, которые имеют смысл сами по себе. Таким образом, слово - это комбинация символов, за которыми следует пробел или знак препинания. В этом смысле число также является словом. Однако печатающие устройства вычислительных машин сконструированы так, что выдают не отдельные слова, а строки символов, состоящих из букв и цифр. В этом случае слова, т.е. строки букв и цифр, называются идентификаторами, переменными, метками или числами.

Выражения - это группы слов или части предложений языка. В алгоритмических языках выражениям приписывается значение некоторой величины.

Оператор алгоритмического языка - это минимальная структура, представляющая законченную мысль или задающая полное описание некоторого вычисления, которое надо выполнить.

При описании любого языка (в том числе естественного, например, русского, английского и т.д.) используются следующие понятия: алфавит, синтаксис и семантика.

Алфавит языка - это множество простейших знаков, которые могут быть использованы в текстах этого языка. Последовательность символов алфавита называют словом. Правила, согласно которым образуются слова из алфавита, называются грамматикой. Сам же язык - это множество всех слов, записываемых в данном алфавите согласно данной грамматике.

Синтаксис - это набор правил, определяющих возможные сочетания (конструкции) из букв алфавита. Для описания синтаксиса языка, как правило, используют другой язык (метаязык) или синтаксические диаграммы.

Семантика - это набор правил, определяющих значение (смысл) отдельных конструкций языка.