Урок информатики на тему "Составление блок-схем алгоритмов". 9-й класс. Как составлять блок схемы по информатике


примеры, элементы, построение. Блок-схемы алгоритмов :: SYL.ru

В этой статье будут рассмотрены примеры блок-схем, которые могут встретиться вам в учебниках по информатике и другой литературе. Блок-схема представляет собой алгоритм, по которому решается какая-либо задача, поставленная перед разработчиком. Сначала нужно ответить на вопрос, что такое алгоритм, как он представляется графически, а самое главное – как его решить, зная определенные параметры. Нужно сразу отметить, что алгоритмы бывают нескольких видов.

Что такое алгоритм?

Это слово ввел в обиход математик Мухаммед аль-Хорезми, который жил в период 763-850 года. Именно он является человеком, который создал правила выполнения арифметических действий (а их всего четыре). А вот ГОСТ от 1974 года, который гласит, что:

Алгоритм – это точное предписание, которое определяет вычислительный процесс. Причем имеется несколько переменных с заданными значениями, которые приводят расчеты к искомому результату.

Алгоритм позволяет четко указать исполнителю выполнять строгую последовательность действий, чтобы решить поставленную задачу и получить результат. Разработка алгоритма – это разбивание одной большой задачи на некую последовательность шагов. Причем разработчик алгоритма обязан знать все особенности и правила его составления.

Особенности алгоритма

Всего можно выделить восемь особенностей алгоритма (независимо от его вида):

  1. Присутствует функция ввода изначальных данных.
  2. Есть вывод некоего результата после завершения алгоритма. Нужно помнить, что алгоритм нужен для того, чтобы достичь определенной цели, а именно – получить результат, который имеет прямое отношение к исходным данным.
  3. У алгоритма должна быть структура дискретного типа. Он должен представляться последовательными шагами. Причем каждый следующий шаг может начаться только после завершения предыдущего.
  4. Алгоритм должен быть однозначным. Каждый шаг четко определяется и не допускает произвольной трактовки.
  5. Алгоритм должен быть конечным – необходимо, чтобы он выполнялся за строго определенное количество шагов.
  6. Алгоритм должен быть корректным – задавать исключительно верное решение поставленной задачи.
  7. Общность (или массовость) – он должен работать с различными исходными данными.
  8. Время, которое дается на решение алгоритма, должно быть минимальным. Это определяет эффективность решения поставленной задачи.

А теперь, зная, какие существуют блок-схемы алгоритмов, можно приступить к рассмотрению способов их записи. А их не очень много.

Словесная запись

Такая форма, как правило, применяется при описании порядка действий для человека: «Пойди туда, не знаю куда. Принеси то, не знаю что».

Конечно, это шуточная форма, но суть понятна. В качестве примера можно привести еще, например, привычную запись на стеклах автобусов:«При аварии выдернуть шнур, выдавить стекло».

Здесь четко ставится условие, при котором нужно выполнить два действия в строгой последовательности. Но это самые простые алгоритмы, существуют и более сложные. Иногда используются формулы, спецобозначения, но при обязательном условии – исполнитель должен все понимать.

Допускается изменять порядок действий, если необходимо вернуться, например, к предыдущей операции либо обойти какую-то команду при определенном условии. При этом команды желательно нумеровать и обязательно указывается команда, к которой происходит переход: «Закончив все манипуляции, повторяете пункты с 3 по 5».

Запись в графической форме

В этой записи участвуют элементы блок-схем. Все элементы стандартизированы, у каждой команды имеется определенная графическая запись. А конкретная команда должна записываться внутри каждого из блоков обычным языком или математическими формулами. Все блоки должны соединяться линиями – они показывают, какой именно порядок у выполняемых команд. Собственно, этот тип алгоритма более подходит для использования в программном коде, нежели словесный.

Запись на языках программирования

В том случае, если алгоритм необходим для того, чтобы задачу решала программа, установленная на ПК, то нужно его записывать специальным кодом. Для этого существует множество языков программирования. И алгоритм в этом случае называется программой.

Блок-схемы

Блок-схема – это представление алгоритма в графической форме. Все команды и действия представлены геометрическими фигурами (блоками). Внутри каждой фигуры вписывается вся информация о тех действиях, которые нужно выполнить. Связи изображены в виде обычных линий со стрелками (при необходимости).

Для оформления блок-схем алгоритмов имеется ГОСТ 19.701-90. Он описывает порядок и правила создания их в графической форме, а также основные методы решения. В этой статье приведены основные элементы блок-схем, которые используются при решении задач, например, по информатике. А теперь давайте рассмотрим правила построения.

Основные правила составления блок-схемы

Можно выделить такие особенности, которые должны быть у любой блок-схемы:

  1. Обязательно должно присутствовать два блока – «Начало» и «Конец». Причем в единичном экземпляре.
  2. От начального блока до конечного должны быть проведены линии связи.
  3. Из всех блоков, кроме конечного, должны выходить линии потока.
  4. Обязательно должна присутствовать нумерация всех блоков: сверху вниз, слева направо. Порядковый номер нужно проставлять в левом верхнем углу, делая разрыв начертания.
  5. Все блоки должны быть связаны друг с другом линиями. Именно они должны определять последовательность, с которой выполняются действия. Если поток движется снизу вверх или справа налево (другими словами, в обратном порядке), то обязательно рисуются стрелки.
  6. Линии делятся на выходящие и входящие. При этом нужно отметить, что одна линия является для одного блока выходящей, а для другого входящей.
  7. От начального блока в схеме линия потока только выходит, так как он является самым первым.
  8. А вот у конечного блока имеется только вход. Это наглядно показано на примерах блок-схем, которые имеются в статье.
  9. Чтобы проще было читать блок-схемы, входящие линии изображаются сверху, а исходящие снизу.
  10. Допускается наличие разрывов в линиях потока. Обязательно они помечаются специальными соединителями.
  11. Для облегчения блок-схемы разрешается всю информацию прописывать в комментариях.

Графические элементы блок-схем для решения алгоритмов представлены в таблице:

Линейный тип алгоритмов

Это самый простой вид, который состоит из определенной последовательности действий, они не зависят от того, какие данные вписаны изначально. Есть несколько команд, которые выполняются однократно и только после того, как будет сделана предшествующая. Линейная блок-схема выглядит таким образом:

Причем связи могут идти как сверху вниз, так и слева направо. Используется такая блок-схема для записи алгоритмов вычислений по простым формулам, у которых не имеется ограничений на значения переменных, входящих в формулы для расчета. Линейный алгоритм – это составная часть сложных процессов вычисления.

Разветвляющиеся алгоритмы

Блок-схемы, построенные по таким алгоритмам, являются более сложными, нежели линейные. Но суть не меняется. Разветвляющийся алгоритм – это процесс, в котором дальнейшее действие зависит от того, как выполняется условие и какое получается решение. Каждое направление действия – это ветвь.

На схемах изображаются блоки, которые называются «Решение». У него имеется два выхода, а внутри прописывается логическое условие. Именно от того, как оно будет выполнено, зависит дальнейшее движение по схеме алгоритма. Можно разделить разветвляющиеся алгоритмы на три группы:

  1. «Обход» – при этом одна из веток не имеет операторов. Другими словами, происходит обход нескольких действий другой ветки.
  2. «Разветвление» – каждая ветка имеет определенный набор выполняемых действий.
  3. «Множественный выбор» – это разветвление, в котором есть несколько веток и каждая содержит в себе определенный набор выполняемых действий. Причем есть одна особенность – выбор направления напрямую зависит от того, какие заданы значения выражений, входящих в алгоритм.

Это простые алгоритмы, которые решаются очень просто. Теперь давайте перейдем к более сложным.

Циклический алгоритм

Здесь все предельно понятно – циклическая блок-схема представляет алгоритм, в котором многократно повторяются однотипные вычисления. По определению, цикл – это определенная последовательность каких-либо действий, выполняемая многократно (более, чем один раз). И можно выделить несколько типов циклов:

  1. У которых известно число повторений действий (их еще называют циклами со счетчиком).
  2. У которых число повторений неизвестно – с постусловием и предусловием.

Независимо от того, какой тип цикла используется для решения алгоритма, у него обязательно должна присутствовать переменная, при помощи которой происходит выход. Именно она определяет количество повторений цикла. Рабочая часть (тело) цикла – это определенная последовательность действий, которая выполняется на каждом шаге. А теперь более детально рассмотрим все типы циклов, которые могут встретиться при составлении алгоритмов и решении задач по информатике.

Циклы со счетчиками

На рисунке изображена простая блок-схема, в которой имеется цикл со счетчиком. Такой тип алгоритмов показывает, что заранее известно количество повторений данного цикла. И это число фиксировано. При этом переменная, считающая число шагов (повторений), так и называется – счетчик. Иногда в учебниках можно встретить иные определения – параметр цикла, управляющая переменная.

Блок-схема очень наглядно иллюстрирует, как работает цикл со счетчиком. Прежде чем приступить к выполнению первого шага, нужно присвоить начальное значение счетчику – это может быть любое число, оно зависит от конкретного алгоритма. В том случае, когда конечное значение меньше величины счетчика, начнет выполняться определенная группа команд, которые составляют тело цикла.

После того, как тело будет выполнено, счетчик меняется на величину шага счетчика, обозначенную буквой h. В том случае, если значение, которое получится, будет меньше конечного, цикл будет продолжаться. И закончится он лишь в тогда, когда конечное значение будет меньше, чем счетчик цикла. Только в этом случае произойдет выполнение того действия, которое следует за циклом.

Обычно в обозначениях блок-схем используется блок, который называется «Подготовка». В нем прописывается счетчик, а затем указываются такие данные: начальное и конечное значения, шаг изменения. На блок-схеме это параметры I н, Ik и h, соответственно. В том случае, когда h=1, величину шага не записывают. В остальных случаях делать это обязательно. Необходимо придерживаться простого правила – линия потока должна входить сверху. А линия потока, которая выходит снизу (или справа, в зависимости от конкретного алгоритма), должна показывать переход к последующему оператору.

Теперь вы полностью изучили описание блок-схемы, изображенной на рисунке. Можно перейти к дальнейшему изучению. Когда используется цикл со счетчиком, требуется соблюдать определенные условия:

  1. В теле не разрешается изменять (принудительно) значение счетчика.
  2. Запрещено передавать управление извне оператору тела. Другими словами, войти в цикл можно только из его начала.

Циклы с предусловием

Этот тип циклов применяется в тех случаях, когда количество повторений заранее неизвестно. Цикл с предусловием – это тип алгоритма, в котором непосредственно перед началом выполнения тела осуществляется проверка условия, при котором допускается переход к следующему действию. Обратите внимание на то, как изображаются элементы блок-схемы.

В том случае, когда условие выполняется (утверждение истинно), происходит переход к началу тела цикла. Непосредственно в нем изменяется значение хотя бы одной переменной, влияющей на значение поставленного условия. Если не придерживаться этого правила, получим «зацикливание». В том случае, если после следующей проверки условия выполнения тела цикла оказывается, что оно ложное, то происходит выход.

В блок-схемах алгоритмов допускается осуществлять проверку не истинности, а ложности начального условия. При этом из цикла произойдет выход только в том случае, если значение условия окажется истинным. Оба варианта правильные, их использование зависит от того, какой конкретно удобнее использовать для решения той или иной задачи. Такой тип цикла имеет одну особенность – тело может не выполниться в случае, когда условие ложно или истинно (в зависимости от варианта, который применяется для решения алгоритма).

Ниже приведена блок-схема, которая описывает все эти действия:

Если внимательно присмотреться, то этот вид циклов чем-то похож на предыдущий. Самостоятельно построить блок-схему, описывающую этот цикл, мы сейчас и попробуем. Особенность заключается в том, что неизвестно заранее число повторений. А условие задается уже после того, как произошел выход из тела. Отсюда видно, что тело, независимо от решения, будет выполняться как минимум один раз. Для наглядности взгляните на блок-схему, описывающую выполнение условия и операторов:

Ничего сложного в построении алгоритмов с циклами нет, достаточно в них только один раз разобраться. А теперь перейдем к более сложным конструкциям.

Сложные циклы

Сложные – это такие конструкции, внутри которых есть один или больше простых циклов. Иногда их называют вложенными. При этом те конструкции, которые охватывают иные циклы, называют «внешними». А те, которые входят в конструкцию внешних – внутренними. При выполнении каждого шага внешнего цикла происходит полная прокрутка внутреннего, как представлено на рисунке:

Вот и все, вы рассмотрели основные особенности построения блок-схем для решения алгоритмов, знаете принципы и правила. Теперь можно рассмотреть конкретные примеры блок-схем из жизни. Например, в психологии такие конструкции используются для того, чтобы человек решил какой-то вопрос:

Или пример из биологии для решения поставленной задачи:

Решение задач с блок-схемами

А теперь рассмотрим примеры задач с блок-схемами, которые могут попасться в учебниках информатики. Например, задана блок-схема, по которой решается какой-то алгоритм:

При этом пользователь самостоятельно вводит значения переменных. Допустим, х=16, а у=2. Процесс выполнения такой:

  1. Производится ввод значений х и у.
  2. Выполняется операция преобразования: х=√16=4.
  3. Выполняется условие: у=у2=4.
  4. Производится вычисление: х=(х+1)=(4+1)=5.
  5. Дальше вычисляется следующая переменная: у=(у+х)=(5+4)=9.
  6. Выводится решение: у=9.

На этом примере блок-схемы по информатике хорошо видно, как происходит решение алгоритма. Нужно обратить внимание на то, что значения х и у задаются на начальном этапе и они могут быть любыми.

www.syl.ru

Мастер-класс по информатике "Создание блок-схем"

Мастер – класс по информатике

Тема «Создание блок-схем»

Ход мастер – класса.

Здравствуйте уважаемые коллеги. Меня зовут Федорова Юлия Николаевна. Сегодня я хочу вас научить создавать блок-схемы.

Когда я готовлюсь к уроку, передо мной часто встает задача так отобрать, скомпоновать и оформить материал, чтобы ученики могли в считанные минуты освежить в памяти, систематизировать уже знакомые сведения или увидеть, на какие аспекты следует обратить внимание в темах, которые будут предложены в дальнейшем. В связи с этим появилась необходимость в разработке тематических блок-схем по крупным темам предмета. Особенно удобны блок-схемы для работы на вступительных и обобщающих уроках. Помимо удобства для быстрого повторения, они помогают учащимся скорректировать их собственные записи на уроках, уточнить формулировки, осознать связи, запомнить зрительные образы и символы. Я хочу поделиться с вами простым, но очень действенным приемом создания блок-схем.

Блок схема является одной из форм записи алгоритма наряду со словесной и записью на языке программирования.

Словесная форма записи алгоритма наверное знакома всем.

Возьмем, к примеру, словесный алгоритм приготовления теста для выпечки коржа или печенья. (Размягчить 200 г маргарина, влить пол стакана воды, добавить 3 стакана муки, перемешать, чтобы не было комков, положить в холод на 30 минут.)

Для более наглядного представления алгоритма широко используется графическая форма- т.е блок схема.

hello_html_m5719e8f9.png

В отличие от словесной блок-схема является более компактной и наглядной

Итак посмотрим определение на слайде

Блок – схема алгоритма – изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

hello_html_m88d678a.gif

В схеме алгоритма каждому типу действий соответствует геометрическая фигура. Фигуры соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.

hello_html_6b360a00.png

Стрелки, связывают эти фигуры и задают порядок выполнения соответствующих шагов.

Но линейные алгоритмы встречаются в этой жизни очень редко.

Мы очень часто встречаем повторяющиеся действия или события, например: смена времени года, смена дня и ночи. Повторяющаяся последовательность действий называется циклом.

Алгоритмы, содержащие повторяющиеся действия, называются циклическими. hello_html_m15c7c0a0.png

Часто возникает условие, которое надо либо выполнять, либо нет. Тогда порядок выполнения действий будет зависеть от выполнения некоторого условия. И появляется еще одна графическая структура.

Алгоритмы, в которых осуществляется выбор действий в зависимости от какого-то условия, называются разветвляющимися.

В зависимости от условия выбираем то или иное решение, но чтобы оно привело к положительному результату. Пример на слайде.

hello_html_m29f2ed03.png

Итак самой распространенной и простой является блок-схема разветвляющего алгоритма , т.е та где есть условие

И чтобы в этом убедится я предлагаю коллегам самим составить блок-схему и прочитать ее, проявив свою фантазию.

Дается задание фокус-группам.

hello_html_m7d5cf1be.png

Если вещество проводит ток, то это проводник, если нет то это изолятор.

hello_html_1570a1a6.png

Задайте вопрос к глаголу. Если есть мягкий знак в вопросе, значит пишем –ТЬСЯ с мягким знаком, если нет, то пишем –ТСЯ без мягкого знака.

Пhello_html_1448f8c.gifока работают фокус-группы, я работаю с аудиторией зала.

«…Чтоб тебя на земле не теряли,Постарайся себя не терять!»

hello_html_c70a9d7.gif

Хорошая тематика классного часа в 11 классе.

Вывод: такие блок-схемы можно составлять по любому предмету, идет осмысление текста, наглядное представление информации, компактность материала, применение в дальнейшем (правила по русскому языку, математики).

Составляя блок-схемы учащиеся рассуждают и приходят к конечному результату. Они сами принимают решения и аргументируют свой выбор, не боятся делать ошибки и творчески подходят к выполнению задания.

Такой прием составляет реальную основу для формирования самостоятельности. А также работа с алгоритмом а следовательно и построение блок-схем является одним из этапов работы над проектом, что ведет к развитию ключевых компетентностей.

Кто из вас знаком с блок-схемами повторили, ведь новое хорошо забытое старое, кто услышал это впервые я надеюсь, что вы это примените в своей педагогической деятельности и получите положительный результат.

В заключение хочу сказать, что вся наша жизнь – это алгоритм сложной структуры. Я желаю, чтобы каждое ваше действие было обдуманным, правильно выбранным и приводило к правильному, достойному результату!

infourok.ru

Урок информатики на тему "Составление блок-схем алгоритмов". 9-й класс

Разделы: Информатика

ЦЕЛИ УРОКА:

  • углубление, обобщение и систематизация знаний по блок-схемам;
  • способствовать развитию алгоритмического мышления через составление блок-схем; способствовать воспитанию информационной культуры через различные способы представления информации: в виде блок-схемы, на алгоритмическом языке, а также воспитанию аккуратности при выполнении чертежей; развитие информационно-коммуникационной компетентности обучающихся;
  • сплочение коллектива, формирование уважительного отношения друг к другу

Оборудование: 

интерактивная доска

Тип урока: Обобщение и систематизация знаний

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

Здравствуйте!

2. Повторение

1. Задание на интерактивной доске (составить из фигур алгоритм – пример: линейный алгоритм (нахождение суммы двух чисел))

2. Найти значения алгоритмов

Тест

Для проверки усвоения темы дается следующий тест (выполняется на листочках, после самопроверки сдается без исправлений учителю):

  1. Конечная последовательность шагов в решении задачи, приводящая от исходных данных к требуемому результату, называется …. (алгоритмом)
  2. Форма организаций действий, при которой в зависимости от выполнения некоторого условия совершается одна или другая последовательность шагов, называется... (ветвлением)
  3. Форма организаций действий, при которой выполнение одной и той же последовательности команд повторяется, пока выполняется некоторое заранее установленное условие, называется... (циклом).
  4. Перечислить три основных типа алгоритмов... (Линейные, разветвляющиеся, циклические)
  5. Базовая структура, образованная из последовательности действий, следующих одно за другим, называется... (следование)
  6. Перечислите известные вам формы записи алгоритмов (словесная, табличная, графическая – в виде блок-схем)

(Сделаем самопроверку и самооценку)

4 учащихся (веб-квест) – на выбор: теоретики, историки, практики.

https://sites.google.com/site/blokshema – веб-квест по информатике Составление блок-схем.

3. Закрепление (составить блок-схемы и определить тип алгоритмов)

1. Составить блок-схемы (работа в парах):

Линейный алгоритм

  1. Вычисление площади прямоугольника.
  2. Вычисление суммы четырех чисел.
  3. Вычисление произведения трёх чисел.
  4. Вычисление площади треугольника.
  5. Вычисление частного двух чисел.
  6. Вычисление длины окружности.
  7. Вычисление площади круга.
  8. Вычисление площади квадрата.
  9. Вычисление площади параллелограмма.
  10. Вычисление заданных двух чисел и 18.

Ветвление

  1. По форме фигуры определить, какая фигура: “квадрат”, “окружность”.
  2. Определить виды предложений.
  3. Найти значение функции .

Дополнительное задание (составить блок-схемы):

  1. Пешеход шел по пересеченной местности. Его скорость движения по равнине v1 км/ч, в гору — v2 км/ч и под гору — v3 км/ч. Время движения соответственно t1, t2 и t3 ч. Какой полный путь прошел пешеход?
  2. Решение квадратного уравнения.

4. Работа за компьютером

1) Составить алгоритм в программе MS WORD (напечатать). 2) Выполнить тест на компьютере.

5. Подведение итогов урока.

Что вам кажется проще: составлять или выполнять алгоритмы? Что нового для себя узнали вы на уроке? Где могут пригодиться вам эти знания? Знаниями из каких школьных предметов вы пользовались при выполнении заданий? Оценка работы учащихся.

6. Домашнее задание:

Составить блок-схемы на все виды алгоритмов.

В заключение хочу сказать, что вся наша жизнь – это алгоритм сложной структуры. Я желаю, чтобы каждое ваше действие было обдуманным и приводило к правильному, достойному результату!

Поделиться страницей:

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Блок-схемы алгоритмов. ГОСТ. Примеры — Блог программиста

Схема — это абстракция какого-либо процесса или системы, наглядно отображающая наиболее значимые части. Схемы широко применяются с древних времен до настоящего времени — чертежи древних пирамид, карты земель, принципиальные электрические схемы. Очевидно, древние мореплаватели хотели обмениваться картами и поэтому выработали единую систему обозначений и правил их выполнения. Аналогичные соглашения выработаны для изображения схем-алгоритмов и закреплены ГОСТ и международными стандартами.

На территории Российской Федерации действует единая система программной документации (ЕСПД), частью которой является Государственный стандарт — ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов программ, данных и систем» [1]. Не смотря на то, что описанные в стандарте обозначения могут использоваться для изображения схем ресурсов системы, схем взаимодействия программ и т.п., в настоящей статье описана лишь разработка схем алгоритмов программ.

Рассматриваемый ГОСТ практически полностью соответствует международному стандарту ISO 5807:1985.

Элементы блок-схем алгоритмов

Блок-схема представляет собой совокупность символов, соответствующих этапам работы алгоритма и соединяющих их линий. Пунктирная линия используется для соединения символа с комментарием. Сплошная линия отражает зависимости по управлению между символами и может снабжаться стрелкой. Стрелку можно не указывать при направлении дуги слева направо и сверху вниз. Согласно п. 4.2.4, линии должны подходить к символу слева, либо сверху, а исходить снизу, либо справа.

Есть и другие типы линий, используемые, например, для изображения блок-схем параллельных алгоритмов, но в текущей статье они, как и ряд специфических символов, не рассматриваются. Рассмотрены лишь основные символы, которых всегда достаточно студентам.

flowcharts_terminatorТерминатор начала и конца работы функции

Терминатором начинается и заканчивается любая функция. Тип возвращаемого значения и аргументов функции обычно указывается в комментариях к блоку терминатора.

flowcharts_dataОперации ввода и вывода данных

В ГОСТ определено множество символов ввода/вывода, например вывод на магнитные ленты, дисплеи и т.п. Если источник данных не принципиален, обычно используется символ параллелограмма. Подробности ввода/вывода могут быть указаны в комментариях.

flowcharts_processВыполнение операций над данными

В блоке операций обычно размещают одно или несколько (ГОСТ не запрещает) операций присваивания, не требующих вызова внешних функций.

flowcharts_solutionБлок, иллюстрирующий ветвление алгоритма

Блок в виде ромба имеет один вход и несколько подписанных выходов. В случае, если блок имеет 2 выхода (соответствует оператору ветвления), на них подписывается результат сравнения — «да/нет». Если из блока выходит большее число линий (оператор выбора), внутри него записывается имя переменной, а на выходящих дугах — значения этой переменной.

flowcharts_procedureВызов внешней процедуры

Вызов внешних процедур и функций помещается в прямоугольник с дополнительными вертикальными линиями.

flowcharts_loopНачало и конец цикла

Символы начала и конца цикла содержат имя и условие. Условие может отсутствовать в одном из символов пары. Расположение условия, определяет тип оператора, соответствующего символам на языке высокого уровня — оператор с предусловием (while) или постусловием (do … while).

flowcharts_preprocessПодготовка данных

Символ «подготовка данных» в произвольной форме (в ГОСТ нет ни пояснений, ни примеров), задает входные значения. Используется обычно для задания циклов со счетчиком.

flowcharts_connectorСоединитель

В случае, если блок-схема не умещается на лист, используется символ соединителя, отражающий переход потока управления между листами. Символ может использоваться и на одном листе, если по каким-либо причинам тянуть линию не удобно.

flowcharts_commentКомментарий

Комментарий может быть соединен как с одним блоком, так и группой. Группа блоков выделяется на схеме пунктирной линией.

Примеры блок-схем

В качестве примеров, построены блок-схемы очень простых алгоритмов сортировки, при этом акцент сделан на различные реализации циклов, т.к. у студенты делают наибольшее число ошибок именно в этой части.

Сортировка вставками

Массив в алгоритме сортировки вставками разделяется на отсортированную и еще не обработанную части. Изначально отсортированная часть состоит из одного элемента, и постепенно увеличивается.

На каждом шаге алгоритма выбирается первый элемент необработанной части массива и вставляется в отсортированную так, чтобы в ней сохранялся требуемый порядок следования элементов. Вставка может выполняться как в конец массива, так и в середину. При вставке в середину необходимо сдвинуть все элементы, расположенные «правее» позиции вставки на один элемент вправо. В алгоритме используется два цикла — в первом выбираются элементы необработанной части, а во втором осуществляется вставка.

insertsort_flowchartБлок-схема алгоритма сортировки вставками

В приведенной блок-схеме для организации цикла используется символ ветвления. В главном цикле (i < n) перебираются элементы необработанной части массива. Если все элементы обработаны — алгоритм завершает работу, в противном случае выполняется поиск позиции для вставки i-того элемента. Искомая позиция будет сохранена в переменной j в результате выполнения внутреннего цикла, осуществляющем сдвиг элементов до тех пор, пока не будет найден элемент, значение которого меньше i-того.

На блок-схеме показано каким образом может использоваться символ перехода — его можно использовать не только для соединения частей схем, размещенных на разных листах, но и для сокращения количества линий. В ряде случаев это позволяет избежать пересечения линий и упрощает восприятие алгоритма.

Сортировка пузырьком

Сортировка пузырьком, как и сортировка вставками, использует два цикла. Во вложенном цикле выполняется попарное сравнение элементов и, в случае нарушения порядка их следования, перестановка. В результате выполнения одной итерации внутреннего цикла, максимальный элемент гарантированно будет смещен в конец массива. Внешний цикл выполняется до тех пор, пока весь массив не будет отсортирован.

bubblesort_flowchartБлок-схема алгоритма сортировки пузырьком

На блок-схеме показано использование символов начала и конца цикла. Условие внешнего цикла (А) проверяется в конце (с постусловием), он работает до тех пор, пока переменная hasSwapped имеет значение true. Внутренний цикл использует предусловие для перебора пар сравниваемых элементов. В случае, если элементы расположены в неправильном порядке, выполняется их перестановка посредством вызова внешней процедуры (swap). Для того, чтобы было понятно назначение внешней процедуры и порядок следования ее аргументов, необходимо писать комментарии. В случае, если функция возвращает значение, комментарий может быть написан к символу терминатору конца.

Сортировка выбором

В сортировке выбором массив разделяется на отсортированную и необработанную части. Изначально отсортированная часть пустая, но постепенно она увеличивается. Алгоритм производит поиск минимального элемента необработанной части и меняет его местами с первым элементом той же части, после чего считается, что первый элемент обработан (отсортированная часть увеличивается).

selectsort_flowchartБлок-схема сортировки выбором

На блок-схеме приведен пример использования блока «подготовка», а также показано, что в ряде случаев можно описывать алгоритм более «укрупнённо» (не вдаваясь в детали). К сортировке выбором не имеют отношения детали реализации поиска индекса минимального элемента массива, поэтому они могут быть описаны символом вызова внешней процедуры. Если блок-схема алгоритма внешней процедуры отсутствует, не помешает написать к символу вызова комментарий, исключением могут быть функции с говорящими названиями типа swap, sort, … .

На блоге можно найти другие примеры блок-схем:

Часть студентов традиционно пытается рисовать блок-схемы в Microsoft Word, но это оказывается сложно и не удобно. Например, в MS Word нет стандартного блока для терминатора начала и конца алгоритма (прямоугольник со скругленными краями, а не овал). Наиболее удобными, на мой взгляд, являются утилиты MS Visio и yEd [5], обе они позволяют гораздо больше, чем строить блок-схемы (например рисовать диаграммы UML), но первая является платной и работает только под Windows, вторая бесплатная и кроссплатфомренная. Все блок-схемы в этой статье выполнены с использованием yEd.

Нужны ли блок-схемы? Альтернативы

Частные конторы никакие блок-схемы не используют, в книжках по алгоритмам [6] вместо них применяют словесное описание (псевдокод) как более краткую форму. Возможно блок-схемы применяют на государственных предприятиях, которые должны оформлять документацию согласно требованиям ЕСПД, но есть сомнения — даже для регистрации программы в Государственном реестре программ для ЭВМ никаких блок-схем не требуется.

Тем не менее, рисовать блок-схемы заставляют школьников (примеры из учебников ГОСТ не соответствуют) — выносят вопросы на государственные экзамены (ГИА и ЕГЭ), студентов — перед защитой диплом сдается на нормоконтроль, где проверяется соответствие схем стандартам.

Разработка блок-схем выполняется на этапах проектирования и документирования, согласно каскадной модели разработки ПО, которая сейчас почти не применяется, т.к. сопровождается большими рисками, связанными с ошибками на этапах проектирования.

Появляются подозрения, что система образования прогнила и отстала лет на 20, однако аналогичная проблема наблюдается и за рубежом. Международный стандарт ISO 5807:1985 мало чем отличается от ГОСТ 19.701-90, более нового стандарта за рубежом нет. Там же производится множество программ для выполнения этих самых схем — Dia, MS Visio, yEd, …, а значит списывать их не собираются. Вместо блок-схем иногда применяют диаграммы деятельности UML [6], однако удобнее они оказываются, разве что при изображении параллельных алгоритмов.

Периодически поднимается вопрос о том, что ни блок-схемы, ни UML не нужны, да и документация тоже не нужна. Об этом твердят программисты, придерживающиеся методологии экстремального программирования (XP) [7], ходя даже в их кругу нет единого мнения.

В ряде случаев, программирование невозможно без рисования блок-схем, т.к. это один процесс — существуют визуальные языки программирования, такие как ДРАКОН [8], кроме того, блок-схемы используются для верификации алгоритмов (формального доказательства их корректности) методом индуктивных утверждений Флойда [9].

В общем, единого мнения нет. Очевидно, есть области, в которых без чего-то типа блок-схем обойтись нельзя, но более гибкой альтернативы нет. Для формальной верификации необходимо рисовать подробные блок-схемы, но для проектирования и документирования такие схемы не нужны — я считаю разумным утверждение экстремальных программистов о том, что нужно рисовать лишь те схемы, которые помогают в работе и не требуют больших усилий для поддержания в актуальном состоянии [10].

Список использованных источников:

  1. ГОСТ 19.701–90 (ИСО 5807–85) «Единая система программной документа­ции».
  2. Алгоритм. Свойства алгоритма \ https://pro-prof.com/archives/578
  3. Алгоритмы сортировки слиянием и быстрой сортировки \ https://pro-prof.com/archives/813
  4. yEd Graph Editor \ http://www.yworks.com/products/yed
  5. Книги: алгоритмы \ https://pro-prof.com/books/algorithms
  6. Рамбо Дж., Якобсон А., Буч Г. UML: специальный справочник. -СПб.: Питер, 2002. -656 с.
  7. Кент Бек Экстремальное программирование: разработка через тестирование – СПб.: Питер – 2003
  8. Визуальный язык ДРАКОН \ http://drakon.su/
  9. Шилов Н.В. Верификация шаблонов алгоритмов для метода отката и метода ветвей и границ. Моделирование и анализ информационных систем, ISSN 1818 – 1015, т.18, №4, 2011
  10. Брукс Ф., Мифический человеко — месяц или как создаются программные системы. СПб. Символ Плюс, 1999 — 304 с. ил.

pro-prof.com

Элементы блок-схем

Введение

Составление блок-схемы, соответствующей всем требованиям ГОСТов, – небыстрый и кропотливый процесс. Если у вас возникли проблемы с проектированием блок-схемы или вы запутались в том, какой элемент блок-схемы нужно использовать в конкретном месте, то записывайтесь ко мне на репетиторский урок. На частном занятии вы сможете задать мне абсолютно любой вопрос, касающийся визуализации блок-схемы.

Ключевые элементы блок-схемы

Если вы новичок в мире информационных технологий и только-только начали изучать область построения блок-схем, то я рекомендую вам потратить 5 минут и познакомиться с тем, что такое блок-схема и зачем она нужна.

Что такое схема? Схема – графическая интерпретация некоторого термина, события, анализа, действия, в котором применяются различные элементы для отображения данных.

Что такое блок-схема? Блок-схема – один из видов обыкновенной схемы, описывающая алгоритмы, в которой дискретные шаги изображаются в виде блоков, представляющих собой геометрические фигуры, и эти блоки соединены между собой линиями, которые указывают направление последовательности выполнения алгоритма.

Существует популярный ГОСТ, который описывает требования и правила выполнения блок-схем: ГОСТ 19.701-90. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения.

Основные элементы, использующиеся при проектировании блок-схем

Название элемента

Графическое отображение

Функция

1

Терминатор или блок начало-конец

Элемент-терминатор

Обозначает начало или конец программы. Данный блок отделяет границы программы от внешней среды. Как правило, в данный элемент вписывают фразы «Начало», «Старт» или «Конец», «Финиш».

2

Блок команды, процесса, действия

Элемент-процесс

Данный блок отвечает за выполнение одной или нескольких операций. Как правило, в данный элемент блок-схемы вписывают команды, которые меняют данные, значения переменных. Например, арифметическая операция над двумя переменными будет записана в данном блоке.

3

Блок логического условия

Элемент логическое условие

Напомню, что результатом логического условия всегда является одно из двух предопределенных значения: истина или ложь. Внутри данного элемента-ромба записывается логическое условие, а из вершин ромба выходят альтернативные ветви решения. Обязательно следует подписывать ветви словами «Да», «Нет», чтобы не вводить в заблуждение читателя блок-схемы.

4

Предопределенный процесс

Элемент предопределенный процесс

Если ваша программа предусматривает наличие подпрограмм: процедур или функций, то вызов подпрограммы записывается внутри данного элемента.

5

Блок ввода-вывода данных

Элемент данные

Отвечает за форму подачи данных, например, за пользовательский ввод данных с клавиатуры или за вывод данных на монитор персонального компьютера. Очень важно понимать, что данный элемент блок-схемы не определяет носителя данных.

6

Блок цикла со счетчиком

Блок цикла for

Отвечает за выполнение циклических команд цикла for. Внутри элемента записывается заголовок цикла со счетчиком, а операции тела цикла располагаются ниже элемента. При каждой итерации цикла программа возвращается к заголовку цикла, используя левую стрелку. Выход из цикла for осуществляется по правой стрелке.

7

Парный блок для циклов с пред- и постусловием

Элемент парный блок для циклов

Данный блок состоит из двух частей. Операции тела цикла размещаются между ними. Заголовок цикла и изменения счетчика цикла записываются внутри верхнего или нижнего блока – в зависимости от архитектуры цикла.

8

Соединитель

Элемент-соединитель

Применяется для обрыва линии связи между элементами блок-схемы. Например, если вы строите масштабную блок-схему на листе формата А4, и она не помещается на один лист, то вам придется осуществить перенос блок-схемы на второй лист. В этом случае необходимо будет воспользоваться данным соединителем. Как правило, внутри окружности указываются уникальный идентификатор, который является натуральным числом.

 

Мы рассмотрели восемь базовых элементов блок-схемы, оперируя которыми вы сможете без труда реализовать абсолютно любую блок-схему, исходя из требований школьной или вузовской программы.

Если вы хотите углубить познания в области построения блок-схем или не до конца разобрались с каким-либо элементом блок-схемы, то записывайтесь ко мне на индивидуальный урок. На данном уроке мы детально разберем все ваши вопросы, а также проведем составление колоссального количества блок-схем различной степени сложности.

videoege.ru

Практическая работа по информатике "Составление блок-схем алгоритмов"

Практическая работа № 5

Тема: «Составление блок-схем алгоритмов»

Цель: научиться составлять блок-схемы линейной и разветвляющей структуры; научиться определять результат выполнения алгоритма.

Литература:

1. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Учебник 10 кл. – М., 2009.

2. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Учебник 11 кл. – М., 2009.

Ход работы:

Задание 1. Создайте линейный алгоритм в виде блок-схемы для решения следующей задачи:

Вычислить площадь прямоугольника по заданной длине и ширине.

Для этого вам нужно внести следующие данные в элементы блок-схемы:

1) Ввести a и b.

2) Вычислить площадь S по формуле a*b.

3) Вывести полученный результат на экран.

4) Закончить выполнение алгоритма.

Задание 2. Составить блок-схему алгоритма вычисления периметра Р и площади S квадрата со стороной длины A.

Задание 3. Составить блок-схему решения задачи нахождения значения функции z = y/x.

Задание 4. Дана блок-схема алгоритма (рис.1). Определить результат выполнения алгоритма при определённых значениях исходных данных, при x=16 и y=2.

Задание 5. Дана блок-схема алгоритма . Определить результат выполнения алгоритма при определённых значениях исходных данных, при x=-6, x=0 и x=7.

hello_html_79f2a212.png

Задание 6 (дополнительное). Придумайте свой собственный циклический алгоритм и изобразите его в виде блок-схемы.

Кhello_html_5a3574eb.pngонтрольные вопросы:

  1. Понятие алгоритма.

  2. Назовите способы представления алгоритмов.

  3. Перечислите свойства алгоритмов.

  4. Назовите основные понятия, использующиеся в алгоритмических языках

  5. Что такое линейный алгоритм и какой схемой он представляется?

  6. Что такое разветвляющий алгоритм и с помощью каких схем его можно представить?

  7. Назовите основные варианты структуры ветвления.

infourok.ru

Примеры составления блок-схемы алгоритма

Пример 1. Составить схему алгоритма вычисления значения :

Для начала для построения блок –схемы алгоритма опишем последовательность действий, необходимых для решения данной задачи:

Исходя из этого составляем блок-схему алгоритма согласно ГОСТ, используя соответствующие блоки.

Пример 2. Составить схему алгоритма вычисления значения: x=a+b при a>b, x=a*b, при a<=b.

Пример 3. Составить схему алгоритма вычисления значения:

Для начала для построения блок –схемы алгоритма опишем последовательность действий, необходимых для решения данной задачи:

Исходя из этого составляем блок-схему алгоритма согласно ГОСТ, используя соответствующие блоки.

Порядок выполнения работы

  1. Изучить теоретические сведения по теме ”Построение блок-схем алгоритмов”.

  2. Получить у преподавателя индивидуальное задание и нарисовать блок-схему алгоритма согласно заданному варианту.

  3. Ответить на контрольные вопросы.

  4. Сформулировать выводы.

Контрольные вопросы

  1. Основные этапы решения задач на компьютере.

  2. Свойства алгоритма. Типы вычислительных процессов.

  3. Блок схемы. Понятие и правила построения.

  4. Примеры построения блок-схем алгоритмов.

Задание №1: Разработайте алгоритм и представьте его в графическом виде (блок-схемы) для следующих задач:

Задание 1.1 Вычислить значение выражения при заданных исходных данных.

Указание. Для упрощения выражений введите промежуточные переменные.

Сравнить полученное значение с указанным правильным результатом.

1.

При x = 14.26; y = – 1.22; z = 3.5ответs = 0.749155.

2.

При x = –4.5; y = 0.75; z = –0.845ответs = –3.23765.

3.

При x = 3.74; y=–0.825; z = 0.16ответs = 1.05534.

4.

При x = 0.4; y = –0.875; z = –0.475ответ s = 1.98727.

5.

При x = –15.246; y = 4.642; z = 21 ответ s = –182.038.

6.

При x = 16.55; y = –2.75; z = 0.15 ответ s = –40.6307.

7.

При x = 0.1722; y = 6.33; z = 3.25ответ s = –205.306.

8.

При x = –2.235; y = 2.23; z = 15.221 ответ s = 39.3741.

9.

При x = 1.825; y = 18.225; z = –3.298ответ s = 1.21308.

10.

При x = 3.981; y = –1.625; z = 0.512 ответ s = 1.26185.

11.

При x = 6.251; y = 0.827; z = 25.001 ответ s = 0.712122.

12.

При x = 3.251; y = 0.325; z = 0.466 ответ s = 4.23655.

13. .

При x = 17.421; y = 10.365; z = 0.828 ответ s = 0.330564.

14. .

При x = 12.3; y = 15.4; z = 0.252 ответ s = 82.8256.

15. .

При x = 2.444; y = 0.869; z = –0.13 ответ s = –0.498707.

Задание 1.2 Вычислить значение выражения при заданных исходных данных. Предусмотреть вывод информации о выбранной ветви вычислений.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

Задание 1.3 Вывести на экран таблицу значений функции Y(x) и ее разложения в ряд S(x) для x, изменяющегося от a до b с шагом h = (b – a)/10, табл. 1.

Таблица 1.

a

b

S(x)

n

Y(x)

1

0.1

1

160

2

0.1

1

100

1

2

3

4

5

6

3

0.1

1

120

4

0.1

1

80

5

0.1

1

140

6

0.1

1

80

7

0.1

1

120

8

0.1

1

100

9

0.1

1

140

10

0.1

0.5

150

11

0.1

1

100

12

0.1

1

80

13

–2

–0.1

160

14

0.2

0.8

120

15

0.1

0.8

180

Задание №2: Решите представленные ниже задачи, указав номер задачи и полученный ответ. 

Задача 2.1 Определите результаты работы блок-схемы алгоритма при

Задача 2.2 Какие значения примут t и k в результате работы фрагмента блок-схемы алгоритма?

Задача 2.3. Определите значения элементов массива А2, А4, А6, А8 при N=8 в результате работы фрагмента алгоритма

studfiles.net