В информатике понятие алгоритмов считается базовым. Именно этот метод является общим в программировании и моделировании. Для того чтобы понять структуру инструкций, необходимо узнать их свойства и то, для чего они применяются. В статье опишем способы записи алгоритмов в информатике, их варианты создания, также постараемся разобраться, почему они так важны для программирования.
Общие сведения
Алгоритмы считаются объектом изучения дисциплины, которая тесно переплетается с математикой и информатикой. Больше того, эти способы записи примыкают к такой науке, как логика. Данные инструкции позволяют разрабатывать методы для реализации задач, а на практике помогают также работать с информационными технологиями. Таким образом, алгоритмизация выступает в качестве набора определенных приемов, которые способны при помощи особых навыков функционировать с языковыми средствами.
Само слово «алгоритм» происходит от латинской формы имени математика IX века аль-Хорезми. Он стал первым, кто смог составить особенности работы с арифметическими действиями. Изначально инструкциями считались обычные правила выполнения сложения, вычитания, умножения, деления. Сейчас же алгоритм – это определенный способ действия, который при помощи установленного количества шагов приводит к полному решению поставленной задачи.
Свойства алгоритмов
Алгоритм должен быть составлен таким образом, чтобы пользователь или другое выполняющее устройство полностью его понимали. Все шаги должны быть поняты однозначно, только в таком случае, следуя всем командам, можно получить эффективный результат. Поэтому на алгоритмы и их запись вводятся определенные требования. Их суть в том, чтобы все действия были истолкованы верно. Именно эти требования называются свойствами.
Свойство № 1
Первоначальное требование к алгоритму заключается в том, что каждый шаг должен выполняться отдельно и последовательно. Такая запись должна быть полностью разбита на блоки, представлять собой упорядоченную совокупность предписаний, команд и операторов. Инструкция должна образовывать дискретную структуру. Это делается для того, чтобы каждый отдельный шаг выполнялся строго после завершения предыдущего. Такое свойство называется дискретностью. Как правило, на письме все шаги записываются при помощи сквозной нумерации, однако это требование не обязательно.
Свойство № 2
Все алгоритмы, которые используются на практике, ориентированы на определенного исполнителя. Именно поэтому инструкция должна составляться конкретно для него самого. Соответственно нужно примерно представлять, какие команды будут понятны тому, для кого алгоритм написан, а какие для него неоднозначны. Каждый исполнитель (им может быть человек, компьютер и другая техника) обладает своей системой команд. Соответственно необходимо использовать только те операторы, которые имеются в его памяти. Это свойство называется понятностью.
Свойство № 3
Каждый шаг должен быть полностью понятным, не восприниматься неоднозначно. Таким образом, каждая из записей алгоритма должна правильно пониматься любым исполнителем. Соответственно после совершения каждой из них и выполнения предписанной инструкции различной техникой результат не должен изменяться. В данном пункте речь идет о том, что запись алгоритма – максимально точный, четкий, полный и полностью детализированный шаг. Это делается для того, чтобы исполнителю не требовалось принимать какие-либо решения. Он должен правильно понимать, что от него требуется. Также при составлении алгоритма нужно продумывать все таким образом, чтобы исполнитель понимал последовательность шагов. Все должно быть предельно ясно. Это свойство называется детерминированностью.
Виды алгоритмов по способу записи
Как можно записывать алгоритмы? Есть наиболее популярные способы. Речь идет о словесном, формально-словесном, блок-схемном, диаграммном методах. А также о псевдокоде и языках программирования. Рассмотрим некоторые из видов записи алгоритмов.
Словесный способ
Словесный способ является наиболее понятным для обычного человека. Благодаря алгоритму, записанному в таком виде, каждый шаг может понять любой исполнитель. Этот способ задается при помощи естественного языка в произвольной форме.
Формально-словесный способ
Это форма записи алгоритмов, которая представляет собой инструкцию. Она обязательно включает в себя математические символы. Присутствует словесное объяснение. Это позволяет увеличить спектр решаемых задач.
Блок-схемы
Блок-схемный способ представляет собой графическое изображение алгоритма. Нужно отметить, что их расшифровка является единой для всех. Каждый этап описанного процесса имеет свою фигуру либо блок, имя графического изображения поясняет, что необходимо делать исполнителю.
Языки программирования
Более трудной формой записи алгоритмов для многих людей является запись инструкции в виде программы. В данном случае используются языки программирования. Для того чтобы составить алгоритм на одном из них, необходимо знать соответствующие команды и иметь навыки.
Псевдокод
Псевдокод является системой различных обозначений, которые необходимы для единой записи всех алгоритмов. Он занимает промежуточное место между такими методами, как естественный и формальный. Он максимально близок к первому, однако в данном способе записи алгоритмов могут использоваться различные конструкции и математические обозначения. В такую форму инструкции не принято вводить синтаксические правила, которые присущи формальным методам записи. Это позволяет максимально облегчить его проектирование. В псевдокоде часто используются небольшие конструкции, которые относятся к формальным языкам. Это дает возможность переходить от записи на описываемом методе на другие варианты составления инструкции. Более того, в таком способе записи алгоритмов имеются специальные служебные слова, смысл которых используется в четко определенных ситуациях.
