Исключительно важно использовать язык блок-схем при разработке алгоритма решения задачи. Решение одной и той же задачи может быть реализовано с помощью различных алгоритмов, отличающихся друг от друга как по времени счета и объему вычислений, так и по своей сложности. Запись этих алгоритмов с помощью блок-схем позволяет сравнивать их, выбирать наилучший алгоритм, упрощать, находить и устранять ошибки.

Отказ от языка блок-схем при разработке алгоритма и разработка алгоритма сразу на языке программирования приводит к значительным потерям времени, к выбору неоптимального алгоритма. Поэтому необходимо изначально разработать алгоритм решения задачи на языке блок-схем, после чего алгоритм перевести на язык программирования.

При разработке алгоритма сложной задачи используется метод пошаговой детализации. На первом шаге продумывается общая структура алгоритма без детальной проработки отдельных его частей. Блоки, требующие детализации, обводятся пунктирной линией и на последующих шагах разработки алгоритма продумываются и детализируются.

В процессе разработки алгоритма решения задачи можно выделить следующие этапы:

• Этап 1 . Математическое описание решения задачи.
• Этап 2 . Определение входных и выходных данных.
• Этап 3 . Разработка алгоритма решения задачи.

Базовые алгоритмические конструкции

В теории программирования доказано, что для записи любого, сколь угодно сложного алгоритма достаточно трех базовых структур :

• следование (линейный алгоритм);
• ветвление (разветвляющийся алгоритм);
• цикл-пока (циклический алгоритм).

Линейные алгоритмы

Линейный алгоритм образуется из последовательности действий, следующих одно за другим. Например, для определения площади прямоугольника необходимо сначала задать длину первой стороны, затем задать длину второй стороны, а уже затем по формуле вычислить его площадь.

Пример

ЗАДАЧА. Разработать алгоритм вычисления гипотенузы прямоугольного треугольника по известным значениям длин его катетов a и b.

На примере данной задачи рассмотрим все три этапа разработки алгоритма решения задачи:

Математическим решением задачи является известная формула:

,

где с-длина гипотенузы, a, b – длины катетов.

Входными данными являются значения катетов a и b. Выходными данными является длина гипотенузы – c.

Разветвляющиеся алгоритмы

содержит условие, в зависимости от которого выполняется та или иная последовательность действий.

Пример

ЗАДАЧА. Разработать алгоритм вычисления наибольшего числа из двух чисел x и y.

Этап 1. Математическое описание решения задачи.

Из курса математики известно, если x > y, то наибольшее число x, если x < y, то наибольшее число y, если x = y, то число x равно числу y.

Этап 2. Определение входных и выходных данных.

Входными данными являются значения чисел x и y. Выходным данными являются:

• наибольшее число
• любое из чисел, если числа равны

Для решения задачи нам необходимо знать значения x и y.

Этап 3. Разработка алгоритма решения задачи.

В схеме алгоритма решения задачи цифрами указаны номера элементов алгоритма, которые соответствуют номерам шагов словесного описания алгоритма

В рассматриваемом алгоритме (рис.3) имеются три ветви решения задачи:

• первая: это элементы 1, 2, 3, 4, 8.
• вторая: это элементы 1, 2, 3, 5, 6, 8
• третья: это элементы 1, 2, 3, 5, 7, 8.

Выбор ветви определяется значениями x и y в элементах 3 и 5, которые являются условиями, определяющими порядок выполнения элементов алгоритма. Если условие (равенство), записанное внутри символа «решение», выполняется при введенных значениях x и y, то следующими выполняется элементы 4 и 8. Это следует из того, что они соединены линией с надписью «да» и направление (последовательность) вычислений обозначена стрелочкой.

Если условие в элементе 3 не выполняется, то следующим выполняется элемент 5. Он соединен с элементом 3 линией с надписью «нет». Если условие, записанное в элементе 5, выполняется, то выполняется элементы 6 и 8, в противном случае выполняются элементы 7 и 8.

Циклические алгоритмы

– определяет повторение некоторой части действий (операций), пока не будет нарушено условие, выполнение которого проверяется в начале цикла. Совокупность операций, выполняемых многократно, называется телом цикла.

Алгоритмы, отдельные действия в которых многократно повторяются, называются циклическими алгоритмами, Совокупность действий, связанную с повторениями, называют циклом .

При разработке алгоритма циклической структуры выделяют следующие понятия:

• параметр цикла – величина, с изменением значения которой связано многократное выполнение цикла;
• начальное и конечное значения параметров цикла;
• шаг цикла – значение, на которое изменяется параметр цикла при каждом повторении.

Цикл организован по определенным правилам. Циклический алгоритм состоит из подготовки цикла, тела цикла и условия продолжения цикла.

В подготовку цикла входят действия, связанные с заданием исходных значений для параметров цикла:

• начальные значения цикла;
• конечные значения цикла;
• шаг цикла.

В тело цикла входят:

• многократно повторяющиеся действия для вычисления искомых величин;
• подготовка следующего значения параметра цикла;
• подготовка других значений, необходимых для повторного выполнения действий в теле цикла.

В условии продолжения цикла определяется допустимость выполнения повторяющихся действий. Если параметр цикла равен или превысил конечное значение цикла, то выполнение цикла должно быть прекращено.

Пример

ЗАДАЧА . Разработать алгоритм вычисления суммы натуральных чисел от 1 до 100.

Этап 1. Математическое описание решения задачи .

Обозначим сумму натуральных чисел через S. Тогда формула вычисления суммы натуральных чисел от 1 до 100 может быть записана так:

где Xi – натуральное число X c номером i, который изменяется от 1 до n, n=100 – количество натуральных чисел.

Этап 2. Определение входных и выходных данных.

Входными данными являются натуральные числа: 1, 2, 3, 4, 5, …, 98, 99, 100.

Выходные данные – значение суммы членов последовательности натуральных чисел.

Параметр цикла – величина, определяющая количество повторений цикла. В нашем случае i – номер натурального числа.

Подготовка цикла заключается в задании начального и конечного значений параметра цикла.

• начальное значение параметра цикла равно 1,
• конечное значение параметра цикла равно n,
• шаг цикла равен 1.

Для корректного суммирования необходимо предварительно задать начальное значение суммы, равное 0.

Тело цикла. В теле цикла будет выполняться накопление значения суммы чисел, а также вычисляться следующее значение параметра цикла по формулам:

Условие продолжения цикла: цикл должен повторяться до тех пор, пока не будет добавлен последний член последовательности натуральных чисел, т.е. пока параметр цикла будет меньше или равен конечному значению параметра цикла.

Этап 3. Разработка алгоритма решения задачи.

Введем обозначения: S – сумма последовательности, i – значение натурального числа.

Начальное значение цикла i=1, конечное значение цикла i =100, шаг цикла 1.

Блок схемы онлайн представляют собой графическую модель алгоритма, в которой шаги отображаются с помощью блоков, а связи – соединяющими блоки линиями.

Это универсальный и наглядный способ представления логики работы программы или процесса, доступный для понимания даже неспециалистам.

Часто к составлению блок-схем прибегают именно программисты.

Для чего нужна блок-схема программисту?

Язык блок-схем (UML, flowchart) – это уникальный способ общения программиста с заинтересованными непрограммистами, а также элемент документации на продукт программного типа.

В простых случаях для объяснения функционирования фрагмента кода или простенькой программки блок-схему можно создать с помощью любого .

Но когда в программе сотни-тысячи строк, несколько десятков модулей, то лучше воспользоваться специальными программами, которые выполняютпостроение блок схемпо исходному коду.

Программы и онлайн-сервисы для построения блок-схем

При возникновении проблемы, современный способ мышления сразу же предлагает воспользоваться возможностями и поискать онлайн-сервис, который решил бы проблему.

Поэтому часто ищут сервисы, которые строят по коду блок-схемы онлайн по коду, например, Delphi, Паскаль и даже блок-схемы по коду с++.

Ввиду специфики, встречающиеся в сети наскоро собранные сервисы очень часто не соответствуют минимальным требованиям:

• не поддерживают ряд операторов языка программирования и в результате неправильно строят схему;
• построенные схемы не выдерживают критики в отношении аккуратности прорисовки;
• невозможность сохранить построенную схему в требуемом формате и т.д.

Намного эффективней искать программные приложения с требуемой функциональностью. Что касается онлайн-сервисов.

То внимания достойны универсальные оболочки для построения блок-схем и уникальная пока библиотека .

FCeditor

FCeditor– это простая и симпатичная программа, которая позволяет создавать программный код из файлов.pas (Паскаль, Delfi) и.cs (С#).

Для преобразования имеющегося файла с кодом достаточно импортировать его в программу («Файл – Импортировать»…).

По завершении анализа файла в левой части появится дерево классов, в панели вкладок – вкладка файла, во вкладке файла – вкладки схем каждого из методов и схемы всей программы, а также вкладка кода.

Обратите внимание! Аккуратную блок-схему можно экспортировать в один из популярных графических форматов (jpg, bmp, png, gif и tiff).

К преимуществам программы можно отнести русский интерфейс.

Autoflowchart

ПрограммаAutoflowchart,при своем минималистичном оформлении, предоставляет удобный и информативный интерфейс.

Главное окно разделено на три части: древовидное представление кода, текст кода и в правой части - большое поле, в котором отображается блок-схема.

В программе реализована функция подсветки соответствующих элементов (на схеме, в коде и древовидной структуре) и сворачивания вложенных структур.

Доступен экспорт не только файлы графических форматов, но и в популярные офисные приложения – документ , Visio, а также в виде файла SVG или .

К тому же, код можно редактировать непосредственно в программе с моментальным отображением изменений в схеме.

Поддерживает множество языков программирования: Pascal, Delphi, C++.

Code Visual to Flowchart v6.0

Впечатляющей функциональностью отличается программаCode Visual to Flowchart v6.0.

Интерфейс представлен окном с тремя полями.

В левой части находятся вкладки со структурой проекта и структурой классов, в центральной части – код программы, в правой – блок схема выделенного фрагмента.

Пожалуй, необходимые начало и конец, преобразуемого в блок-схему кода, – особенность этой программы.

Схема может быть экспортирована в форматы продуктов пакета , в графический формат bmp или png.

Важно! Все упомянутые программы предоставляются на платной основе и чтобы задействовать полный функционал программ, нужно оплатить право их использования.

Блок-схема может также служить инструментом первичной разработки программы.

Программист сначала продумывает и фиксирует логику работы будущего программного кода с помощью блок-схемы.

После этого с опорой на схему пишется непосредственно программный код.

Для удобного построения блок-схем существуют онлайн-сервисы. Давайте подробнее остановимся на draw.io и google charts.

Draw.io

Draw.ioможно назвать универсальным онлайн-редактором блок-схем. В нем пользователю предоставляется множество разнообразных наборов блоков и удобный инструментарий.

Любой блок может быть отформатирован и видоизменен, можно создавать собственные виды блоков и использовать внешние картинки из файлов.

Готовую схему можно импортировать в виде документа офисного приложения (), графического растрового (png, gif и jpg) или векторного (svg) файла.

Этот сервис с обширными функциональными возможностями не требует оплаты за использование – он бесплатный.

Google chart

Своеобразный и богатый инструмент для создания диаграмм, схем и визуализаций –Google chart API.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели урока.

Образовательная - систематизация знаний, умений и навыков работы по теме “Алгоритмы и исполнители”; отработка навыков составления алгоритмов и представление их в виде блок-схем.

Воспитательная – повышение мотивации учащихся, формирование навыков самоорганизации, самостоятельности и инициативы.

Развивающая – развитие образного, логического мышления учащихся; умения анализировать и синтезировать знания; формирование у учащихся информационной культуры.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, презентация.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент (слайды 1, 2).

II. Актуализация опорных знаний (слайды 3, 4, 5).Что такое алгоритм?

10. По данным блок-схемам назовите вид алгоритма.

линейный

цикл с предусловием

разветвляющийся (полная форма)

цикл с постусловием

разветвляющийся (неполная форма)

цикл с параметром

III. Решение задач

Учитель: Теперь мы переходим к решению задач. Будем сегодня с вами строить блок-схемы.

Задача 1. Определить расстояние, пройденное человеком, если известно время, скорость движения, и движение было равномерным. (Cлайд 6)

Алгоритм

1. Ввод v, t.

2. Вычисление s.

3. Вывод s.

• Скажите, какой мы получили с вами алгоритм? (Линейный алгоритм)
• Теперь переходим к построению блок-схемы. Какие элементы блок-схемы нам понадобятся? (Начало, конец, ввод данных, вычисление расстояния, вывод результата) на экране все элементы.
• Ребята, расставьте все элементы в нужном порядке. (На экране результат )

Вычислить(слайд 7).

• С чего мы начинаем? (Составляем словесный алгоритм)
• На что в данной задаче надо обратить внимание? (Вычисляем значение дроби, в знаменателе стоит разность 7-у, которая в зависимости от значения у может быть равна нулю, в этом случае не будет решения)

Алгоритм

1. Ввод a, y.

2. Если 7-у=0, то нет решения.

4. Вывод s.

• Скажите, какой мы получили с вами алгоритм? (Разветвляющийся алгоритм, полная форма)
• Ребята, посмотрите на каждый пункт алгоритма и скажите какие элементы блок-схемы им соответствуют. (На экране фигуры в отдельности)
• Каких элементов блок-схемы нам не хватает? (Начало, конец)
• Ребята, вы мне помогите построить блок-схему, называя элементы по порядку. (На экране элементы появляются по очереди).

Задача 3. Постройте блок-схему алгоритма подписи 10 новогодних открыток. (Слайд 8)

Учащиеся в тетради записывают словесный алгоритм, осуществляется проверка (на экране ответ), затем строят блок-схему, осуществляется проверка (на экране ответ).

IV. Подведение итогов урока

V. Домашнее задание

Для задачи 3 составить блок-схемы с использованием цикла с предусловием и постусловием.

Строго говоря, термина «блок-схема» не существует. Вместо этой фразы правильно говорить «схема алгоритма», но сейчас не об этом. Моя статья о том, можно ли быстро и удобно рисовать алгоритмы, при этом еще чтобы это было бесплатно. Было бы здорово, если бы существовал бесплатный аналог онлайн-редактора Gliffy, и он на наше счастье есть.

Алгоритмы в Pencil рисовать очень легко. Для этого имеется выделенная библиотека примитивов со стандартными блоками и соединителями. Выглядит это примерно так:

При рисовании блоков они привязываются автоматически к сетке, что позволяет легко их выравнивать. Нарисовав один блок, другой блок можно «примагнитить» к нему снизу или сбоку, всё при этом будет ровно.

Если навести на блок и кликнуть мышью один раз, будет режим изменения размера блока и перетаскивания. Если кликнуть второй раз, блок можно будет вращать (появятся круглые красные точки по краям).

Доступны основные базовые возможности, практически как в Visio: блоки можно объединять в группы, перетаскивать и копировать, располагать выше или ниже по слоям, магнитить коннекторы к центру и т.д.

Недостатки тоже присутствуют, например, не очень корректная работа углового соединителя: он иногда трансформируется в невообразимый зигзаг при попытке его выделить и перетащить. Но эти недостатки столь несущественны, что не помешали занять программе Pencil достойное место в моей коллекции повседневных инструментов разработчика.

Зачастую, чтобы лучше понять задачу и быстрее ее реализовать, используют различные схемы, таблицы и диаграммы. В нашей подборке 6 сервисов для работы с ними.

Чтобы упростить процесс объяснения и разработки очень удобно использовать блок-схемы. Блок-схема – один из типов схем, который позволяет описать алгоритмы или процессы. Они часто используются для работы со сложными задачами, состоящими из множества пунктов. Мы сделали подборку из 6 инструментов, которые помогут вам создать такие схемы. Для работы с большинством из них оплата не потребуется.

6 инструментов для работы с блок-схемами:

draw.io

Этот сервис позволит создавать не только блок-схемы, но и UML, диаграммы сущность-связь, сетевые диаграммы, электрические схемы, каркасные схемы и модели. Интуитивный интерфейс и большая библиотека элементов позволят работать легко и комфортно. Важно также и то, что над одним проектом могут работать сразу несколько человек. Результат можно сохранить в форматах PNG/JPG/XML/SVG/PDF. Имеется интеграция с Google Drive.

gliffy.com

Gliffy предоставляет схожий набор инструментов и возможностей: большая библиотека элементов, удобный интерфейс, возможность коллективной работы, интеграция с Google Drive, работа с документами Visio, готовые цветовые темы для проектов.

gomockingbird.com

Программа имеет простой и понятный UI, работает в браузере, есть возможность работы в команде. Также, добавив ссылки, можно объединять несколько проектов в один.

lucidchart.com

Онлайн-сервис, который облегчит создание скетчей и диаграмм. Совместим с G Suite и документами Microsoft Visio. После окончания работы можно экспортировать файл в различных форматах, либо отправить на публикацию.

Balsamiq mockups

Программа позволяет создавать мокапы, диаграммы, различные схемы. Имеется обширная библиотека элементов, с помощью которых можно создать любой проект. Приложение требует установки на компьютер, к тому же платное, однако можно воспользоваться пробным периодом web-версии.