РАБОТА 1. Алгоритмизация
Для успешного использования ЭВМ в своей профессиональной деятельности пользователь должен уметь формулировать задачи, разрабатывать алгоритмы их решения, записывать алгоритмы на языке, понятном ЭВМ.
Этапы подготовки и решения реальных задач приведены на рис. 1.
В курсе информатики детально рассматриваются 4, 5 и 6 этапы решения задач, так как они непосредственно связаны с использованием ЭВМ.
Рисунок 1 – Этапы решения задач на ЭВМ
Алгоритмы и способы их описания
Алгоритм – система правил, рецептов, инструкций. Алгоритм – точный порядок действий, определяющий процесс, ведущий от исходных данных к искомому результату и обладающий следующими свойствами:
1. Понятность для исполнителя – исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять.
2. Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых шагов (этапов).
3. Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким и однозначным. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.
4. Результативность (или конечность) состоит в том, что за конечное число шагов алгоритм либо должен приводить к решению задачи, либо после конечного числа шагов останавливаться из-за невозможности получить решение с выдачей соответствующего сообщения, либо неограниченно продолжаться в течение времени, отведенного для исполнения алгоритма, с выдачей промежуточных результатов.
5. Массовость означает, что алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, т.е. он применяется для целого класса задач, различающихся лишь исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.
Для представления алгоритмов используются несколько способов:
· словесный (описание на естественном человеческом языке);
· графический (на языке блок-схем);
· с помощью символов специального языка проектирования программ – псевдокодов;
· с использованием ШРО-диаграмм;
· с использованием таблиц решений;
· с помощью схемы Насси-Шнейдермана;
· с помощью одного из алгоритмических языков программирования.
Типовые этапы разработки алгоритмов:
· описание общего замысла алгоритма;
· формализация задачи;
· разработка обобщенной схемы алгоритма;
· разработка отдельных блоков алгоритма;
· стыковка блоков;
· определение возможности использования стандартных блоков;
· разработка блоков логического контроля;
· оптимизация схемы алгоритма;
· уточнение параметров;
· оценка машинного ресурса.
Составление алгоритма на языке блок-схем
Блок-схема – это графическая интерпретация алгоритма, представляющая набор геометрических фигур, каждая из которых изображает какую-либо операцию или действие. Форма символов и правила составления схем алгоритмов установлены государственными стандартами: ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов, программ, данных и систем».
Основные элементы, используемые при построении блок-схем, представлены в табл. 1.
Таблица 1 – Основные элементы для построения блок-схем
| Функция | Обозначение |
| Процесс– формирование новых значений, выполнение арифметических или логических операций или действий, результаты которых запоминаются в оперативной памяти ЭВМ | 
|
| Решение– проверка условий. Отображает решение или функцию переключательного типа с одним входом и двумя или более альтернативными выходами, из которых только один может быть выбран после вычисления условий, определенных внутри этого элемента. выбор одного из двух направлений выполнения алгоритма в зависимости от некоторого условия выбор одного из «n» направлений выполнения алгоритма в зависимости от некоторых условий при n>2 |  
|
| Модификация – организация циклических конструкций. Условия цикла и приращения записываются внутри символа. | 
|
Окончание таблицы 1
| Предопределенный процесс – вычисление по подпрограмме, использование ранее созданных и отдельно описанных алгоритмов. Внутри символа записывается название процесса и передаваемые в него данные. | 
|
| Начало и конец программы или вход и выход в подпрограммах. Элемент отображает вход из внешней среды или выход в нее (наиболее частое применение − начало и конец программы). Внутри фигуры записывается соответствующее действие | 
|
| Ввод-вывод данных – преобразование данных в форму, пригодную для обработки (ввод) или отображения результатов обработки (вывод). Ввод может осуществляться с клавиатуры, сенсорного монитора, вывод может осуществляться на бумагу, на экран монитора, на магнитный диск или ленту. Данный символ не определяет носителя данных (для указания типа носителя данных используются специфические символы). | 
|
| Соединитель – разрыв линий потока. Символ отображает выход в часть схемы и вход из другой части этой схемы. Используется для обрыва линии и продолжения ее в другом месте. Соответствующие соединительные символы должны иметь одно (при том уникальное) обозначение. | 
|
| Соединитель – перенос на другую страницу. Указание связи между разъединенными частями схем алгоритмов и программ, расположенных на разных листах. Соответствующие соединительные символы также должны иметь одно уникальное обозначение. | 
|
| Направление линий потока– стрелки: снизу вверх и справа налево |  
|
| Комментарий– пояснения, содержание подпрограмм. Используется для более подробного описания шага, процесса или группы процессов. Описание помещается со стороны квадратной скобки и охватывается ей по всей высоте. Линия идет к описываемому элементу, либо группе элементов (при этом группа выделяется замкнутой линией). Также символ комментария следует использовать в тех случаях, когда объем текста в каком-либо другом символе (например, символ процесса, символ данных и др.) превышает его объем. | 
|
Размер a должен выбираться из ряда 10, 15, 20 мм. Допускается увеличивать размер a на число, кратное 5. Размер b равен 1,5a. При выполнении условных графических обозначений автоматизированным способом размеры геометрических элементов символов округляются до значений, определяемых техническими возможностями используемых устройств.