Базовые управляющие конструкции

Базисные управляющие структуры

 

Базисный набор управляющих структур является функционально полным, то есть с его помощью можно создать любой сколь угодно сложный алгоритм. Однако с целью создания более компактных и наглядных алгоритмов дополнительно используются следующие управляющие структуры: а) структура сокращенного ветвления; б) структура выбора; в) структура цикла с параметром; г) структура цикла с постусловием (следующий рисунок).

В разных языках программирования реализация базовых управляющих структур может быть различной. В языке Паскаль реализованы все рассмотренные структуры.

 

Дополнительные управляющие структуры

 

Любой алгоритм может быть построен посредством композиции базисных и дополнительных структур:

- их последовательным соединением − образованием последовательных конструкций;

- их вложением друг в друга − образованием вложенных конструкций.

25«Восходящий» и «нисходящий» способы проектирования программ.Восходящее проектирование – это проектирование, при котором выполнение процедур низких уровней предшествует выполнению проектных процедур, относящихся к более высоким иерархическим уровням (т.е. – снизу вверх). Нисходящее проектирование – это проектирование сверху вниз, и характеризуется противоположной последовательностью выполнения процедур. Типичная последовательность процедур нисходящего проектирования ЭС, включает в себя: - системно-техническое проектирование – это анализ тактико-технических требований на проектировании комплекс определенных основ принципов функционирования, разработка структурных схем. - схемотехническое проектирование – это разработка функциональных и принципиальных схем.

 

 

Алгоритм.Схема алгоритма

Алгоритм – это полное и точное описание на некотором языке конечной последовательности правил, указывающих исполнителю действия, которые он должен выполнить, чтобы за конечное время перейти от (варьируемых) исходных данных к конечному результату.

Схема алгоритма – это графический способ его представления с элементами словесной записи. Каждое предписание алгоритма изображается с помощью плоской геометрической фигуры – блока. Отсюда название: блок-схема. Переходы от предписания к предписанию изображаются линиями связи – линиями потоков информации, а направление переходов – стрелками. Различным по типу выполняемых действий блокам соответствуют различные геометрические фигуры. Приняты определенные стандарты (ГОСТ 19.701-90) графических изображений блоков (таблица). 1. Первым свойством алгоритма является дискретный (пошаговый) характер

определяемого им процесса. Возникающая в результате такого разбиения запись

алгоритма представляет собой упорядоченную последовательность отдельных

предписаний (директив, команд), образующих прерывную/дискретную структуру

алгоритма: только выполнив требования одного предписания можно приступить

к исполнению следующего.

2. Исполнитель может выполнить алгоритм, если он ему понятен, то есть записан

на понятном ему языке и содержит предписания, которые исполнитель может выполнить.

Набор действий, которые могут быть выполнены исполнителем, называется системой

команд исполнителя. Алгоритм не должен содержать описания действий, не входящих в

систему команд исполнителя, то есть своей структурой команд и формой записи алгоритм

должен быть ориентирован на конкретного исполнителя.

3. Алгоритмы, предназначенные для исполнения техническим устройством, не

должны содержать предписаний, приводящих к неоднозначным действиям. Алгоритм

рассчитан на чисто механическое исполнение, и если применять его повторно к одним и

тем же исходным данным, то всегда должен получаться один и тот же результат; при этом

и промежуточные результаты, полученные после соответствующих шагов

алгоритмического процесса, тоже должны быть одинаковыми. Это свойство

определенностииоднозначности–детерминированностиалгоритмапозволяет

использовать в качестве исполнителя специальные машины-автоматы.

4. Основополагающим свойством алгоритма является его массовость,

применимость к некоторому классу объектов, возможность получения результата при

различных исходных данных на некоторой области допустимых значений. Например,

исходными данными в алгоритмах аль-Хорезми могут быть любые пары десятичных

чисел. Конечно, его способ не всегда самый рациональный по сравнению с известными

приемами быстрого счета. Но смысл массовости алгоритма состоит как раз в том, что он

одинаково пригоден для всех случаев, требует лишь механического выполнения цепочки

простых действий и при этом исполнителю нет нужды в затратах творческой энергии.

5. Цель выполнения алгоритма – получение конечного результата посредством

выполнения указанных преобразований над исходными данными. В алгоритмах аль-

Хорезми исходными данными и результатом являлись числа. Причем при точном

исполнении всех предписаний алгоритмический процесс должен заканчиваться за

конечное число шагов. Это обязательное требование к алгоритмам – требование их

результативности или конечности.

Схема алгоритма – это графический способ его представления с элементами

словесной записи. Каждое предписание алгоритма изображается с помощью плоской

геометрической фигуры – блока. Отсюда название: блок-схема. Переходы от предписания

к предписанию изображаются линиями связи – линиями потоков информации, а

направление переходов – стрелками. Различным по типу выполняемых действий блокам

соответствуют различные геометрические фигуры. Приняты определенные стандарты

графических изображений блоков (таблица).

Рассмотрим общие правила построения схем алгоритмов.

1. Для конкретизации содержания блока и уточнения выполняемого действия

внутри блока помещаются краткие пояснения – словесные записи с элементами

общепринятой математической символики.

2. Основное направление потока информации в схемах может не отмечаться

стрелками. Основное направление – сверху вниз и слева направо. Если очередность

выполнения блоков не соответствует этому направлению, то возможно применение

стрелок.

3. По отношению к блоку линии могут быть входящими и выходящими.

Количество входящих линий принципиально не ограничено. Количество выходящих

линий регламентировано и зависит от типа блока. Например, логический блок должен

иметь не менее двух выходящих линий, каждая из которых соответствует одному из

возможных направлений вычислений. Блок модификации должен иметь две выходящие

линии, одна соответствует повторению цикла, вторая – его окончанию.

4. Допускается разрывать линии потока информации, размещая на обоих концах

разрыва специальный символ «соединитель». В пределах одной страницы используется

символ обычного соединителя, во внутреннем поле которого помещается маркировка

разрыва либо отдельной буквой, либо буквенно-цифровой координатой блока, к которому

подходит линия потока. Если схема располагается на нескольких листах, переход линий

потока с одного листа на другой обозначается с помощью символа «межстраничный

соединитель». При этом на листе с блоком-источником соединитель содержит номер

листа и координаты блока-приемника, а на листе с блоком-приемником – номер листа и

координаты блока-источника.

5. Нумерация блоков осуществляется либо в левом верхнем углу блока в разрыве

его контура, либо рядом слева от блока. Принцип нумерации может быть различным,

наиболее простой – сквозная нумерация. Блоки начала и конца не нумеруются.