Способы представления алгоритмов

Основной путь алгоритмизации, т. е. построения алгоритмов решения задач, связан с математическим моделированием. Действительно, большинство задач формулируется:

  • либо в виде моделей изучаемых объектов или процессов (например, движение тела, брошенного под углом к горизонту, колебания маятника и пр.);
  • либо непосредственно в виде математических формул, уравнений и т. д.

Моделирование

Математическая модель, по сути, описывает отношения между входными (исходными) данными и результатами (выходными данными) расчета в аналитическом виде.

Эти отношения выражаются линейными или другими алгебраическими, дифференциальными и т. д. уравнениями, определяющими алгоритм решения задачи. Итак, построение алгоритма решения задачи требует, как правило, наличия определенной математической модели.

Следует заметить, что не все модели удается описать в аналитическом виде. К таким моделям относятся многие:

  • экономические модели
  • биологические модели человека
  • различные социальные модели

Часто целесообразно описывать модели не на математическом, а на естественном языке, при помощи различных алгоритмов надсимвольной информации. Соответственно и алгоритмы решения задач могут быть представлены с помощью различных средств.

Мы уже говорили на todid.ru, что алгоритм должен быть понятен исполнителю. Это означает, что если алгоритм задан в виде текста (списка предписаний, правил), то при его прочтении у исполнителя не должно возникать никаких вопросов. Для этого, прежде всего, необходим язык, описывающий алгоритмы в некоторой однообразной стандартной форме.

Иными словами, для формального исполнения алгоритма необходимо разработать и применять специальный алгоритмический язык — систему обозначений и правил для единообразной и точной записи алгоритмов и их исполнения.

Представление алгоритмов

Охарактеризуем основные, традиционно используемые, способы представления алгоритмов.

Алгоритмы могут быть описаны при помощи различных средств. Наиболее распространенными являются три формы записи алгоритмов:

  • аналитическая (формульная)
  • табличная
  • и развернутая

Процесс вычислений по формулам можно описать при помощи таблицы, что часто используют как вспомогательный прием, позволяющий:

  1. в более удобном виде представлять промежуточные результаты
  2. легче проверять правильность выполнения каждого шага алгоритмического процесса
  3. быстро устанавливать корректность алгоритмов

Формульное и табличное представление целесообразны для реализации алгоритмов одного специального (об алгоритмической культуре), хотя и очень распространенного типа — вычислений по заданной формуле.

Однако наиболее широкую область применения имеет развернутая форма записи, при которой алгоритм может походить на естественный для исполнителя (например, русский) язык и алгоритмы на этом языке могут записываться и читаться почти как обычный текст.

Для записи алгоритмов часто используются также графики, схемы, различные символы и т. д.

Широко применяется на практике и развернутая запись алгоритмов в виде блок-схем. Это, по сути, графическая форма представления алгоритма, содержащая тот же набор предписаний.

Наглядность блок-схемы имеет не только дидактическое значение.

Дело в том, что в достаточно больших и сложных алгоритмах, содержащих много команд, без графического представления очень трудно проследить логику последовательности действий, прежде всего — разветвления и циклы.

Широкое распространение получил также язык синтаксических диаграмм, который прошел апробацию в экспериментальном обучении программированию школьников еще в прошлом столетии.

Добавить комментарий