Блок-схема – тапсырманың барлық кезеңдерінің жүйелі реттілігін, сондай-ақ осы процеске қатысатын барлық топтарды анық көрсететін процестің графикалық көрінісі. Мұндай схема графикалық белгілер (блоктар) және олардың арасындағы өтпелі сызықтар (көрсеткілер) жүйесі болып табылады. Бұл блоктардың әрқайсысы алгоритмнің белгілі бір қадамына сәйкес келеді. Мұндай таңбаның ішінде бұл әрекеттің сипаттамасы берілген.
Блок-схемалар не үшін пайдаланылады?
Аталған жүйелер келесі функцияларды орындауға арналған:
- жаңа процесті әзірлеу;
- ағымдағы алгоритмді сипаттау және құжаттау;
- осы процеске өзгертулерді әзірлеу немесе қателер мен сәтсіздіктердің болуы ықтимал сілтемелерді зерттеу;
- бүкіл жүйенің тұрақтылығын тексеру үшін ағымдағы алгоритмді қашан, қайда және қалай өзгертуге болатынын анықтаңыз.
Жұмыс процесін әзірлеу
Кез келген блок-схема құрылғының немесе бағдарламаның жұмысын сипаттайтын әрекеттер алгоритмі негізінде құрастырылған. Сондықтан ол алдымен өзін-өзі құрастырадыжүйесі. «Алгоритм» - бұл берілген есепті шешуге арналған амалдар реттілігінің сипаттамасы. Шын мәнінде, бұл ақпаратты өңдеудің қажетті процестерін орындау ережелері. Алгоритмді құруға кіріспес бұрын тапсырманы нақты анықтау қажет: нәтижесінде не алу керек, қандай бастапқы ақпарат қажет және не бар, оны алуға қандай да бір шектеулер бар ма. Осыдан кейін қажетті нәтижеге қол жеткізу үшін орындалуы керек әрекеттер тізімі құрастырылады.
Алгоритм түрлері
Тәжірибеде блок-схемалардың келесі түрлері жиі қолданылады:
- графикалық, яғни геометриялық белгілерге негізделген;
- ауызша: белгілі бір тілдің кәдімгі сөздерін қолданып жазылған;
- псевдокодтар: олар программалау тілінің элементтерін және әдеби фразаларды, сондай-ақ жалпы қабылданған математикалық белгілерді қамтитын шартты алгоритмдік тілдегі жартылай формалды сипаттама;
- бағдарламалық: жазу үшін тек бағдарламалау тілдері пайдаланылады.
Құрылғы блок диаграммасының сипаттамасы
Әрекеттер тізбегінің графикалық көрінісі бір немесе бірнеше әрекеттердің орындалуына сәйкес келетін осы схеманың функционалды блоктарының қосылымдарын сипаттайтын алгоритм бейнесін қамтиды. Массивтің құрылымдық схемасы өлшемдері мен құрылыс ережелері мемлекеттік стандартпен белгіленетін жеке элементтерден тұрады. Әрбір әрекет түрі үшін (деректерді енгізу, өрнек мәндерін бағалау, тексерушарттары, әрекеттердің қайталануын бақылау, өңдеуді аяқтау және т.б.) блок түрінде берілген жеке геометриялық фигура қарастырылған. Бұл таңбалар әрекеттер ретін анықтайтын сызықтармен біріктірілген.
Блок-схемаларды құруда қолданылатын негізгі элементтер
Алгоритмді сипаттау үшін қолданылатын графикалық белгілердің толық тізімі 42 элементтен тұрады. Барлығын бермейміз, тек негізгісін ғана қарастырамыз.
Блок-схема элементтері:
1. Процесс мәндерді, деректер реттеулерін немесе көрсету формасын өзгертетін есептеу әрекетін немесе осындай әрекеттер тізбегін білдіреді. Схеманың анықтығы үшін мұндай элементтерді бір блокқа біріктіруге болады. Бұл таңба тіктөртбұрышқа ұқсайды, оның ішінде операцияның (немесе операциялар тобының) орындалуымен бірге жүретін түсініктемелер жазылады.
2. Шешім. Бұл блок белгілі бір жағдайда басқарудың ауысуын көрсету үшін қолданылады. Әрбір осындай элемент оны анықтайтын сұрақты, салыстыруды немесе шартты көрсетеді. Басқаша айтқанда, шешім - бұл қандай да бір айнымалы жағдайға байланысты бағдарламаны немесе алгоритмді орындау бағытын таңдау. Бұл элементтің графикалық көрінісі ромб болып табылады. Аталған таңбаны келесі біртұтас құрылымдардың бейнесі ретінде пайдалануға болады: таңдау, толық және толық емес шанышқы, «дейін» және «дейін» циклі.
3. Өзгерту. Бұл блок циклдің басын белгілейді. Ол циклдік құрылымды ұйымдастыру үшін қолданылады. Мұндай элементтің ішінде шеңбер параметрі жазыладыәрекеттер, оның бастапқы мәндерін, шекаралық шартты, сонымен қатар келесі қайталау үшін параметрді өзгерту қадамын көрсетеді. Басқаша айтқанда, модификация – бұл өзгеретін командаларды немесе олардың топтарын, программаны өзгертетін операцияларды орындау. Бұл таңбаның графикалық көрінісі алтыбұрыш болып табылады.
4. Алдын ала анықталған процесс алдын ала анықталған немесе стандартты бағдарлама бойынша есептеуді білдіреді. Ол жеке тәуелсіз модульдер түрінде автономды түрде бар көмекші алгоритмге шақыруды көрсету үшін, сондай-ақ кітапхананың жұмыс тәртібін шақыру үшін қолданылады. Графикалық түрде бұл таңба жиектерінде екі тік өрісі бар тіктөртбұрышпен берілген. Бұл элемент функцияларға, процедураларға, бағдарлама модульдеріне шақыруларды көрсету үшін пайдаланылады.
5. Жалпы деректерді енгізу-шығару.
6. Бастау және тоқтату. Бұл элемент алгоритмнің басы мен соңын, сонымен қатар бағдарламаға кіру және одан шығуды білдіреді. Графикалық түрде бұл таңба бүйірлік түзулердің орнына доғалары бар тіктөртбұрышқа ұқсайды.
7. Құжат басып шығаруға арналған жұмыс нәтижелерінің шығуын білдіреді. Графикалық түрде мұндай элемент тіктөртбұрышқа ұқсайды, төменгі түзудің орнына жарты толқын ғана сызылады.
8. Қолмен енгізу компьютерге (пернетақтаға) қосылған құрылғының көмегімен оператордың деректерді өңдеуіне енгізуді білдіреді. Қолмен енгізу графикалық таңбасы - бүйір сызықтары параллель, төменгісі оларға перпендикуляр және үстіңгі жағы қиғаш орналасқан төртбұрыш.
9. Дисплей құрылғы тікелей болған кезде ақпаратты енгізу немесе шығаруды білдіредіпроцессорға қосылған. Деректер ойнатыла бастаған кезде, оператор оны өңдеу кезінде өзгертулер енгізе алады. Графикалық түрде бұл элемент төменгі және жоғарғы сызықтары параллель, оң жағы доға және сол жақ көрсеткі түріндегі екі түзу сызықтан тұратын фигураны білдіреді.
10. Ағын сызықтары - қосылымдардың ретін көрсететін көрсеткілер. Бұл элементсіз құрылымның бірде-бір блок-схемасы жасай алмайды. Бұл кейіпкерлерді салудың белгілі бір ережелері бар. Оларды тізіп көрейік:
- бұл элементтер сыртқы периметрлік сызықтарға немесе осы блок диаграммасы көрсетілген беттің жиектеріне параллель болуы керек;
- сызықтың жоғарыдан төменге немесе солдан оңға қарай бағыты негізгі болып саналады, ол көрсеткілермен көрсетілмейді, бағыттарды көрсететін басқа жағдайлар олармен көрсетіледі;
- бұл элементтің бағытын өзгерту тек 90о бұрышында орындалады.
11. Қосқыш. Бұл элемент үзілген ағын желілеріндегі байланысты көрсетуге арналған. Бұл белгілер бағдарламаның блок-схемасы бірнеше бөліктен құрастырылған жағдайда қолданылады. Содан кейін бір бөліктен ағын сызығы «қосқышпен» аяқталуы керек, ал жаңа бөлік осы белгімен басталуы керек. Мұндай элементтің ішінде бірдей сериялық нөмір орналастырылған. "Қосқыш" сызбасы шеңбер болып табылады.
12. Интерконнектор. Бұл элементтің мақсаты алдыңғыға ұқсас, тек ол әртүрлі беттерде орналастырылған блок-схемаларды қосу үшін қолданылады. Мұндай суретэлемент үй түрінде бесбұрышпен берілген.
13. Түсініктеме - түсініктемелері бар блок-схеманың әртүрлі элементтері арасындағы сілтеме. Аталған элемент формулалар мен басқа ақпаратты қосуға мүмкіндік береді.
Құрылыс блок-схемалары
Алгоритмнің графикалық құрылысы - бұл құрылғының немесе бағдарламаның құжаттамасының бір бөлігі, ол әрқашан көп қол жетімді. Дегенмен, көп жағдайда бағдарламалық қамтамасыз ету блок-схеманы мүлде қажет етпейді. Тек кейбіреулері бірнеше парақтарды алатын алгоритмді құруды талап етеді, ал қалғандары символдық схеманы қажет етеді. Қарапайым блок-схема бағдарламалардың тармақталған құрылымын тек бір аспектіде көрсетеді. Дегенмен, мұндай құрылымның өзі алгоритм бір параққа сыйған жағдайда ғана анық көрінеді. Әйтпесе блок-схема беттердің ауысуы арқылы байланыстырылған бірнеше беттерде орналасқанда, ол туралы дұрыс түсінік алу өте қиын. Егер ол бір параққа орналастырылса, онда үлкен бағдарлама үшін алгоритмнің бұл кескіні негізгі блоктар мен кезеңдердің тізімі бар оның жалпы жоспарына айналады. Әрине, мұндай кесте құрылыс диаграммаларының стандарттарына сәйкес келмейді, бірақ олар қажет емес, өйткені бұл процесс толығымен жеке. Таңбалар түріне, көрсеткілерге және нөмірлеу ретіне қатысты ережелер тек егжей-тегжейлі блок-схемаларды талдау үшін қажет.
Массивтер және құру алгоритмдері
Массив – бірізді жад кластерлерінде сақталатын және жалпы атауы бар бір типті ақпарат жинағы. Мұндай жасушалар деп аталады«жүйенің элементтері». Барлық кластерлер ретімен нөмірленеді. Бұл сан «массив элементтерінің индексі» деп аталады. Мұндай жүйенің блок-схемасын қалай құруға болады? Бір өлшемді типті элементар массив үшін алгоритм құру мысалын қарастырыңыз. Ең қарапайым жүйеде жолдың шартты түрі бар. Осы массивтің атын қояйық – «А». Біздің жүйе сегіз ұяшықтан тұрады деп есептейміз (1-ден 8-ге дейін). Аталған кластерлердің әрқайсысы кездейсоқ саннан тұрады, ол «массив элементі» деп аталады. Белгілі бір ұяшыққа сілтеме жасау үшін төртбұрышты жақшада атауды көрсету керек ([3]). Массивтің блок-схемасы жүйені кездейсоқ сандармен толтыруға, содан кейін ақпаратты экранда көрсетуге арналған мысалды қарастырыңыз. Мұндай алгоритм дегеніміз не? Бұл қарапайым жүйе. Іс жүзінде оның практикалық қолданысы жоқ, бірақ оқу үдерісіне ыңғайлы. Қарастырылып отырған блок-схема (құрылыс үлгісі төменде сипатталған) өтпелі сызықтармен қосылған тек жеті негізгі элементті қамтиды.
Тапсырмалар ретінің сипаттамасы
1. Схеманың бірінші элементі "Бастау" белгісі болады.
2. Екінші блок – «Процесс», оның ішіне біз «кездейсоқ инициализация» енгіземіз.
3. Келесі элемент – «Модификация», блокқа жиым ұяшықтарының мәнін енгіземіз.
4. Әрі қарай, берілген функцияға сәйкес «үдерістің» келесі блогына қайта бағыттау орын алады, онда жүйенің нақты кластерлеріне жүгіну нөлден бастап диапазондағы кездейсоқ сандар шегін көрсетеді.жүз. Осы операциядан кейін үшінші блокқа оралу орын алады, ал ол арқылы - бесіншіге дейін.
5. Осы "Модификациялар" блогында енгізілген функцияға сәйкес келесі элементке қайта бағыттау орын алады.
6. «Шығару» монитордағы массивтің жаңа мазмұны туралы ақпаратты, содан кейін алдыңғы блокқа бағытты көрсетеді. Келесі - соңғы элементке.
7. Алгоритмнің "соңы".
Осындай блок-схема негізінде ұсынылған алгоритмнің жұмысын қамтамасыз ететін бағдарлама құрастырылады.
Блок-схема өңдегіші
Егер блок-схеманы қалай жасауға болатынын білгіңіз келсе, мұндай жүйелерді жасауға және өңдеуге арналған арнайы бағдарламалар бар екенін біліңіз. Алгоритмді графикалық бейнелеудің ыңғайлылығы пайдаланушының белгілі бір бағдарламалау тілінің синтаксисіне байланбағанында. Құрылған блок-схема барлық тілдерге бірдей сәйкес келеді (мысалы, C, Pascal, BASIC және т.б.). Сонымен қатар, редактор схемаларды құру және схемалардың функционалдығын тексеру үшін пайдаланылуы мүмкін. Мұндай бағдарлама арнайы бағдарламалық қамтамасыз ету болып табылады. Ол блок-схемаларды құруға қажетті құралдардың әртүрлі жиынтығын ұсынады, бұл оны әдеттегі графикалық редакторларға қарағанда ыңғайлы етеді. Қосымша опциялар жүйені компиляциялау процесін одан әрі бағдарламалау тілінің функциялары мен процедураларына түрлендіру арқылы оңтайландыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, блок-схема редакторы жаңадан келген пайдаланушының жұмысын айтарлықтай жылдамдата алатын үлгілер жинағын ұсынады. Өйткені, алгоритмді құру кезінде қайталанатын құрылымдар жиі қолданылатыны белгілі, мысалы, циклдердің әртүрлі нұсқалары, альтернативалар (толық және толық емес), бірнеше тармақтар және т.б. Редактор блок-схемалардағы жиі қолданылатын элементтерді таңдауға және оларды жасалған диаграммаға қосуға мүмкіндік береді. Бұл оларды әр жолы қайта салу қажеттілігін жояды. Сонымен қатар, редакторды пайдалана отырып, кез келген белгілі бағдарламалау тілінде жүзеге асырылатын функциялар мен процедураларды импорттай аласыз. Бұл опция бейтаныс тілде жазылған алгоритм құрылымын талдау үшін пайдалы. Қарастырылып отырған бағдарламаның жүйелік талаптары өте қарапайым, бұл оны кез келген дербес компьютерде пайдалануға мүмкіндік береді.
Қорытынды
Қорытындылай келе, алгоритмдерді құрудың егжей-тегжейлі схемалары қазірдің өзінде ескіргенін атап өту керек. Процестің сипаттамасы ретінде олар ешкімді қызықтырмайды. Ең жақсы жағдайда блок-схемалар алгоритмдік ойлауды білмейтін жаңадан бастаушыларды үйрету үшін қолайлы. Бір уақытта ұсынылған элементтер мазмұнымен жоғары деңгейлі тіл болды, олар машина тілі операторларын жеке топтарға біріктірді. Қазіргі уақытта әрбір графикалық элемент белгілі бір операторға сәйкес келеді. Бұл символдың өзі кездейсоқ, ең бастысы, оңай бас тартуға болатын пайдасыз сурет салу әрекетіне айналғанын білдіреді. Бүгінгі күні тіпті секіру сызықтары артық болды, өйткені әрбір оператор қазірдің өзінде анықталған. Шындығында, алгоритмдердің графикалық құрылысы тәжірибеде қолданылғаннан гөрі жоғары бағаланады. Бағдарлама жазу алдында үлкен тәжірибесі бар бағдарламашы,блок-схеманы сирек салады. Ұйым стандарты графикалық алгоритмді қажет еткенде, олар оны жұмыс аяқталғаннан кейін салады.
