Лекция: Методика разработки алгоритмов

Разработке алгоритма предшествуют такие этапы, как формализация и моделирование задачи. Формализация предполагает замену словесной формулировки решаемой задачи краткими символьными обозначениями, близкими к обозначениям в языках программирования или к математическим. Моделирование задачи является важнейшим этапом, целью которого является поиск общей концепции решения. Обычно моделирование выполняется путем выдвижения гипотез решения задачи и их проверке любым рациональным способом (прикидочные расчеты, физическое моделирование и т.д.). Результатом каждой проверки является либо принятие гипотезы, либо отказ от нее и разработка новой.

При разработке алгоритма используют следующие основные принципы.

1. Принцип поэтапной детализации алгоритма (другое название — «проектирование сверху-вниз»). Этот принцип предполагает первоначальную разработку алгоритма в виде укрупненных блоков (разбиение задачи на подзадачи) и их постепенную детализацию.

2. Принцип «от главного к второстепенному», предполагающий составление алгоритма, начиная с главной конструкции. При этом, часто, приходится «достраивать» алгоритм в обратную сторону, например, от середины к началу.

3. Принцип структурирования, т.е. использования только типовых алгоритмических структур при построении алгоритма. Нетиповой структурой считается, например, циклическая конструкция, содержащая в теле цикла дополнительные выходы из цикла. В программировании нетиповые структуры появляются в результате злоупотребления командой безусловного перехода (GoTo). При этом программа хуже читается и труднее отлаживается.

Говоря о блок-схемах, как о средстве записи алгоритма, можно дать еще один совет по их разработке. Рекомендуется после внесения исправлений в блок-схему аккуратно перерисовывать ее с учетом этих исправлений. Аккуратность записи есть аккуратность мысли программиста. Аккуратно записанный и детализованный алгоритм упрощает его программирование и отладку.

Представление алгоритма в виде блок-схемы позволяет наглядно отразить последовательность действий, необходимых для решения поставленной задачи.

После разработки алгоритма решения задачи и представления его в виде блок-схемы можно перейти к написанию программы — последовательности команд на выбранном языке программирования, соответствующей разработанному алгоритму.

Практическая работа №3 (2 часа)

Тема: Составление и запись арифметических и логических выражений, составление алгоритмов разветвляющейся структуры в виде блок-схем

Цель: Приобрести навыки составления и анализа линейных и разветвляющихся алгоритмов, их представления в виде блок-схем.

Задание:Разработатьалгоритм решения задачи согласно варианту, представить его в виде блок-схемы.

Вариант 1. Ввести значения четырех чисел x1, x2, x3, x4. Вычислить значения переменных y1, y2, y3, z (если это возможно) при условии, что

; ; ; .