2.4 Форма записи алгоритма на естественном языке

Наиболее простой формой записи алгоритмов является естественный язык. Практически все алгоритмы проходят стадию формулировки на естественном языке – даже в тех случаях, когда физически алгоритм сразу записывается глубоко формализованными способами, его словесная формулировка присутствует в сознании разработчика, пусть и не нанесенная на бумагу.

Алгоритмы, в которых основную роль играют арифметические действия, называют численными и задаются на первой стадии разработки в виде словесных предписаний или разного рода формул и схем. Эти алгоритмы получили широкое распространение потому, что к 4-м арифметическим действиям можно свести другие более сложные операции интегрирования, дифференцирования функций, алгоритм вычисления квадратного корня и т. д.

Алгоритм всегда должен быть составлен в общем виде. Конкретные данные он получает только на стадии выполнения, именно так обеспечивается его важнейшее свойство – массовость. Поэтому все компьютерные алгоритмы должны содержать процедуры ввода данных для своей работы.

Предписания, связанные с выбором очередной операции в зависимости от тех или иных условий, называют управляющими структурами алгоритмов. Логическая структура любого алгоритма может быть представлена комбинацией трех базовых структур:

• последовательное выполнение операций;

• ветвление алгоритма на группы операций в зависимости от выполнения некоторых условий;

• циклическое многократное выполнение группы операций до выполнения некоторого условия, формируемого в процессе вычислений.

Краткое название управляющих структур - следование, ветвление, циклы. Последним двум структурам в записи алгоритмов соответствуют условные операторы и операторы циклов. Следование не имеет специального оператора и выражается просто последовательной записью инструкций вычисления, ввода, вывода.

Условные операторы на естественном языке имеют вид:

Если <условие выполнено> то последовательность операций иначе другая последовательность операций.

Операторы циклов в описаниях на естественном языке формулируются следующим образом:

1. «Пока истинно (ложно) некоторое условие - повторять заданные действия» (цикл с предусловием);

2. «Повторять заданные действия пока истинно (ложно) некоторое условие» (цикл с постусловием);

3. «Повторять заданные действия N раз» (цикл со счетчиком).

Словесный способ не имеет широкого распространения, так как такие описания:

• допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний;

• страдают многословностью записей;

• строго не формализуемы.

Первых двух недостатков удается избежать, если для описания алгоритмов использовать псевдокоды. В этом случае используются не любые слова естественного языка, а вполне определенные: начало, конец, ввод, вывод, если … и т.д.

2.5 Графическая форма записи алгоритма

Графический способ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным.

При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой. В таблице 2 приведены наиболее часто употребляемые символы.

Отличие блок-схемы от записи на естественном языке:

• каждому действию соответствует определенный вид фигуры (овал, прямоугольник, параллелограмм, ромб, шестиугольник);

• внутри фигур записываются формулы или краткая инструкция;

• фигуры соединяются линиями со стрелками, которые называются линиями потока и указывают направления перехода от одной операции к другой. Причем, если выбирается направление вниз или вправо, то стрелки можно не ставить;

• фигуры или блоки в блок-схемах могут иметь номера, проставляемые слева в разрыве верхней линии;

• линии потока не должны пересекаться, поэтому при необходимости используются соединители – элементы с буквой или цифрой внутри.