Flödesschemat: program, objekt, komponenter, konstruktion

I dagens värld av digital teknik är grunden för programmeringen av de olika datorer, prylar och annan elektronisk utrustning. Och förmågan att snabbt och korrekt skapa ett flödesschema tjänar grunden, grunden för vetenskapen. Detta system är en grafisk modell av den process som måste följas utrustning. Det består av individuella funktionsenheter som utför olika ändamål (start / slut ingång / utgång, ett funktionsanrop, och så vidare. D.).

Algoritm och algorithmization

I själva verket är algoritmen en gemensam instruktion på sekvensen där du måste utföra vissa steg i behandlingen av rådata till det önskade resultatet. Dessutom är termen används ofta begreppet algoritmisk. Det är underförstått som en uppsättning metoder och tekniker för att utarbeta sekvens för specifika uppgifter.

Ofta är algoritmen inte används som en guide för datorn, liksom system för att utföra någon åtgärd. Detta gör det möjligt att konstatera effektiviteten av denna process lösningar, för att korrigera eventuella felaktigheter, och att jämföra den med andra liknande lösningar före införandet av datorn. Dessutom är algoritmen till grund för utformningen av det program som du vill skriva in ett programmeringsspråk, för att ytterligare genomföra processen av informationsbehandling på datorn. Idag kom till framträdande två praktiska sätt att konstruera sådana sekvenser. Den första är inkrementell verbal beskrivning, och den andra - ett flödesschema problem. Den första av dem var betydligt mindre vanligt. Detta beror på bristen på klarhet och informationsnivån. Den andra metoden, tvärtom, är ett mycket lämpligt medel för en bildsekvens. Det är stor spridning både i utbildning och i den vetenskapliga litteraturen.

Elements flödesscheman

Ett blockschema av programalgoritmen är en sekvens av grafiska tecken som förskriver utföra specifika operationer, samt sambanden mellan dem. Inom vart och ett av dessa bilder innehåller information om den uppgift som ska utföras. Storleken och konfigurationen av det grafiska tecknet, och ordningen på registreringssekvenser regleras GOST 19.003-80 och GOST 19.002-80.

Överväga de grundläggande elementen i flödesschemat (i de bild tillgänglig exempel av märket).

1. Process - beräkning åtgärd eller sekvens av åtgärder.

2. Lösning - Kontrollera de angivna villkoren.

3. Modifiering - cykel header.

4. Det fördefinierade process - använda sig av förfarandet.

5. Dokument - tryckning och datautgång.

6. hålkort - ange information.

7. I / O - ingång / utgång.

8. Connector - gap flödeslinjer.

9. Start / Stopp - start, slut, stopp, start, ingång och utgång används i hjälp algoritmer.

10. Kommentar - används för att placera plakat.

11. De vertikala och horisontella flöden - riktning av sekvensen, kopplingen mellan blocken.

12. Sammanslagning - sammansatta flöden.

13. Interstitiell kontakt - märke symboliserar en övergång till ett annat ark.

regler Inscription

Byggandet av flödesschemat utförs på de särskilda krav som stavas GOST. Till exempel, är endast horisontella eller vertikala linjer som används i samband grafiska symboler. Flöden från höger till vänster och från botten till toppen, alltid markerade med pilar. Andra linjer får inte märkas. Avståndet mellan parallella strömmar bör inte vara mindre än tre millimeter, och mellan de andra elementen - inte mindre än fem millimeter. Blockstorlek måste vara en multipel av fem. Förhållandet mellan horisontell till vertikal grafisk symbol är 1,5. Ibland kan det vara lika med två. För att underlätta beskrivningen, bör grafiken vara numrerade. Av arten av bindningar särskilja typer flödesschema linjära, cykliska och grenstruktur.

Variabler, konstanter och minnesceller

För en bättre förståelse av den operativa principen om algoritmen kan betraktas som en enkel maskin. Det består av minne, som består av celler; inspelning / läsning huvud; processor. Vad är funktionssätt av denna enhet? Huvudet, ha mottagit ordern från processorn, skriver data till cellen eller läser konstanter. I det enklaste fallet, kommer detta att vara antalet aritmetik. Vidare kan konstant vara en datastruktur av teckensträngen och andra. Enligt förstås variabel minnescell, i vilken information lagras. Under exekveringen av algoritmen olika data kan skrivas i en sådan cell. På denna princip, persondatorer och annan elektronik. Algoritmen för att utföra alla uppgifter är en uppsättning kommandon för att läsa eller skriva data i minnescellen.

arrayer

Matriser är en annan typ av indexerade variabler. I själva verket, en samling av celler som delar en gemensam beteckning. Arrayer skilja tvådimensionell, tredimensionell, och så vidare. D. Den enklaste av dessa är ett antal på varandra följande celler. En sådan matris har sitt eget namn. Varje element har sitt eget nummer - index. Konstant, lagras i en cell som kallas ett arrayelement.

Den tvådimensionella typen i dess läge element som påminner om en matris. Cellerna i sådan grupp kännetecknas av två index (det liknar en schackbräde med numrerade celler). Samma princip genomförs och mer tredimensionell struktur.

linjära algoritmer

Denna typ av sekvensflödesscheman (exempel ges i denna artikel) är kännetecknat av utförande från början till slutet nedåt. I detta fall, maskinen utför en föreskriven drift är det steg för steg. Varje handling hanteras av processorn. Förutom datorer, beordrar han skriv / läshuvudet, var och vad man ska spela och hur man överväga om det behövs. Slutresultatet skrivs in minnesceller, var och en har dess index och lagrar dess konstant.

förgrenings algoritmer

I praktiken är en linjär typ extremt sällsynt. Det är ofta nödvändigt att anordna vars sekvens, beroende på givna förutsättningar förfar enligt en viss gren. Flödesschemat innefattar den grenade elementtyp "lösning", genom vilket ett visst villkor kontrolleras, och ju fler det fler grenar i sekvens.

Flödesscheman: Exempel

Fundera på hur algoritmen arbetar grenade. Som ett exempel, ta funktionen: z = y / x. Det framgår av villkoret att ekvationen har en begränsning - kan inte delas med noll. Så det är nödvändigt att eliminera beslutet och meddela användaren om felet. Först dras flödesschema. Den kommer att bestå av sju block. Den första symbol - "Början", den andra - "Enter" här ska ställa in värdena för X och Y. Detta följs av ett block "lösning", det genomförs kontrollen av villkoret X = 0. I detta fall utför maskinen en avstämning med cellkonstanten om ingångsvärdet kommer att sammanfalla med det, då algoritmen går till ett beslut filial "Ja". I detta fall överförs styrningen till den fjärde enheten och maskinen matar ut ett "fel", arbetet slutar i "End" sjunde symbolen. Om resultatet är negativt, då den femte grafiska symbolen dividera process utförs och det bestämda värdet Z. I den sjätte blockutgångsresultatet på skärmen.

round robin

Ofta, för att lösa problem är det nödvändigt att upprepa utförandet av någon åtgärd på samma beroendet för olika värden på variablerna och producera multipla passage på samma segment av förfarandet. Sådana områden kallas cykler och algoritmen - cyklisk. Med denna metod reducerar signifikant sekvensen själv. Cykliska algoritmer kan delas in i två typer: en i förväg okänd och en känd mängd av en sådan förväg passerar.

Exempel lösningar förgrenings algoritm

Överväga ett exempel i vilket givet flödesschema på förhand med ett okänt antal passager. För att göra detta, för att lösa problemet - ange det minsta antalet medlemmar av serien av naturliga tal, vars belopp överstiger antalet K. Denna blockschema består av åtta tecken. Först anger värdet på K (№2). Sedan, i block 3 variabeln R är satt till "ett", betyder det att det kommer att börja räkna de naturliga talen. En kumulativ mängd C i början är inställd på "noll". Nästa, överförs styrningen till det femte blocket, varvid utförandet av kommandot sker: C = C + P. Dvs summeringsvärdena C- och P-celler, och resultatet skrivs över i C. Efter tillsats av den första termen i sekvensen kontrolleras №6 enhetsförhållanden - om summan överskrider ett förutbestämt antal K? Om villkoret inte är uppfyllt, övergår kontrollen till fjärde blocket, där variabeln n ökas med ett, och bearbetningen fortsätter återigen till blocket №5. Detta förfarande kommer att äga rum så länge som följande villkor är uppfyllda: C> K, dvs., ackumulerade beloppet överstiger ett förutbestämt värde. Variabeln n är en räknare cykel. Nästa fortsätta till block №7, varvid imprinted resultat.

Algoritmer som innehåller kapslade slingstruktur

Ofta behovet av att skapa en slinga med den algoritmiska lösningen av problemet, vilken har i sin kropp en annan cykel. Det anses normen. Sådana element kallas kapslade slingstrukturer. Deras order kan vara ganska stor. Det bestäms genom en metod som uppnår den erforderliga lösningen av problemet. Till exempel, i behandlingen av endimensionell matris, som regel, byggt ett flödesschema cykler utan bilagor. Men i vissa fall, för att lösa sådana problem är det nödvändigt att välja en version av just ett sådant beslut. Det bör noteras att alla kapslade slingor, inklusive den första (yttre) bör innehålla räknare med olika namn. Utanför de kan användas som vanliga variabler utanför sin cykel.

hjälp algoritmer

Denna typ av sekvens är en analog av språkrutinerna. Hjälp algoritm har ett namn och en parameter som kallas formellt. Namnet för att skilja det bland andra, och parametrarna för rollen av produktionen och inmatning av matematiska funktioner. De väljs på ett sätt som var utmattad full uppsättning av nödvändiga mängder. Ofta en och samma formella parametern är både ingång och utgång. Till exempel, i en sådan algoritm kan appliceras på inputuppställningen för bearbetning. I den resulterande delen, kan den presenteras i en modifierad form som en utgångsparameter. Bland de typer av hjälp algoritmer skilja mellan funktioner och rutiner.

sönderdelningsalgoritm

Det definieras som en utvidgning av det allmänna systemet av algoritmen på stöd (funktioner och procedurer) och huvudet. Denna metod är mycket enkel, när algoritmen ges ett blockdiagram - först isolera delar av det, är ansvariga för det mesta av arbetet. De svåraste stegen görs som en funktion och toppnivå förfaranden. Vidare är de indelade i elementära områden med låg nivå. Den sysselsätter principen "från komplexet till enkelt." Den hålls så länge som algoritmen kommer inte att demonteras i sin enklaste element. Vanligtvis beslutssekvensen sönderdelningen består av tre huvudsteg: inmatning av data, sortering en array, utsignalen från den sorterade uppsättningen. Den första och sista stadiet, på grund av deras bara behöver inte expansion, så att de utför i huvudalgoritmen. Men den andra är en mycket komplex själv fragment beräkningar, så det är oftast visas i ett separat block. sorteringssteg i sin tur uppdelad i två delar: behovet av upprättningsproceduren (N-1) -faldigt av passagen av en förutbestämd matris och att hitta det minsta elementet i fragmentet array, följt av omlagring till den initiala delen av dess element. Sedan det sista steget upprepas flera gånger, är det registreras som ett separat förfarande.