Блок-схема является вариантом формализованной записи алгоритма или процесса. Каждый шаг алгоритма в данном представлении изображается в виде блоков различной формы, которые соединены между собой линиями. В блок-схеме можно отобразить все этапы решения любой задачи, начиная с ввода исходных данных, обработки операторами, выполнения цикличных и условных функций, и заканчивая операциями вывода результирующих значений.
Инструкция
Как правило, вначале алгоритма производится ввод исходных данных для решения поставленной задачи. Нарисуйте параллелограмм ниже линии так, чтобы он непрерывным продолжением схемы. В параллелограмме напишите производимое действие, обычно это операции данных с экрана (Read nInp) или других устройств. Важно, что введенные вами переменных в данном шаге будут использоваться в дальнейшем во всем теле блок-схемы.
Выполнение одной или группы операций, любая обработка данных (изменение значения или формы представления) обозначается в виде прямоугольника. Нарисуйте данную фигуру в нужном месте алгоритма при составлении блок-схемы. Внутри прямоугольника запишите производимые действия , например, операция присваивания записывается следующим образом: mOut = 10*nInp b + 5. Далее также для продолжения блок-схемы нарисуйте линию вниз.
Важной составляющей любого алгоритма и соответственно блок-схемы являются условные и цикличные операторы. У данных операторов один вход и два и или более альтернативных выхода. После вычисления условия, заданного оператором, дальнейший переход осуществляется лишь по одному пути. Нарисуйте вход в элемент в виде линии входящей в верхнюю вершину элемента.
Для задания оператора условия нарисуйте от данной линии ромб. Внутри фигуры укажите само условие и проведите линии, указывающие дальнейший переход в зависимости от его выполнения. Условие задается в общем случае операциями сравнения (>, <, =). Переход по линии вниз осуществляется при истинном условии, назад – при ложном. Укажите около выходных линий фигуры результаты условия (true, false). Невыполнение условия (false) возвращает к определенному шагу выше по телу алгоритма. Проведите линии под прямым углом от выхода с условия и до нужного оператора.
Вам понадобится
- - трафарет для черчения блок-схем;
- - механический карандаш;
- - ластик;
- - бумага;
- - компьютер с доступом в интернет.
Инструкция
Начало и конец алгоритма обозначаются овалами. Внутри них помещают, соответственно, слова «Начало» и «Конец». От овала, символизирующего начало алгоритма, исходит одна стрелка вниз, к , символизирующему конец алгоритма, приходит стрелка сверху.
Шаги, соответствующие действиям, не связанным с вводом-выводом, обозначаются при помощи прямоугольников. Пример такого действия - вычисление и присвоение результата той или иной переменной. Стрелка от предыдущего шага приходит к прямоугольнику сверху, а снизу от него исходит стрелка к следующему шагу.
Для обозначения шагов, соответствующих операциям ввода-вывода, используются параллелограммы. Такие операции бывают двух видов: присвоение поступивших откуда-либо данных переменной и вывод данных из переменной в файл, порт, на , принтер и т.п.
Ветвления обозначаются ромбами. В верхний угол ромба приходит стрелка от предыдущего шага, а из его боковых углов исходят стрелки, как «Нет» и «Да». Они приходят, соответственно, к шагам, выполняемым при несоблюдении и соблюдении условия. Нижний угол ромба оставляется свободным. Само (например, равенство, строгое или нестрогое) внутри ромба.
Прямоугольник, боковые стенки которого двойные, олицетворяет переход к подпрограмме. После того как в подпрограмме встретился оператор возврата, продолжается выполнение основной программы. Внутри указывается название подпрограммы. Блок-схемы всех подпрограмм помещаются под блок-схемой основной программы либо на отдельных страницах.
Если вы желаете составлять блок-схемы в электронном виде, воспользуйтесь -приложением под названием Flowchart. При желании можно также освоить особые языки программирования, в которых сам процесс программирования заключается в составлении блок-схемы. Таких языков два: Дракон и HiAsm.
Источники:
- как начертить блок схему
Блок-схема является вариантом формализованной записи алгоритма или процесса. Каждый шаг алгоритма в данном представлении изображается в виде блоков различной формы, которые соединены между собой линиями. В блок-схеме можно отобразить все этапы решения любой задачи, начиная с ввода исходных данных, обработки операторами, выполнения цикличных и условных функций, и заканчивая операциями вывода результирующих значений.
Инструкция
Как правило, вначале алгоритма производится ввод исходных данных для решения поставленной задачи. Нарисуйте параллелограмм ниже линии так, чтобы он непрерывным продолжением схемы. В параллелограмме напишите производимое действие, обычно это операции данных с экрана (Read nInp) или других устройств. Важно, что введенные вами переменных в данном шаге будут использоваться в дальнейшем во всем теле блок-схемы.
Выполнение одной или группы операций, любая обработка данных (изменение значения или формы представления) обозначается в виде прямоугольника. Нарисуйте данную фигуру в нужном месте алгоритма при составлении блок-схемы. Внутри прямоугольника запишите производимые действия , например, операция присваивания записывается следующим образом: mOut = 10*nInp b + 5. Далее также для продолжения блок-схемы нарисуйте линию вниз.
Важной составляющей любого алгоритма и соответственно блок-схемы являются условные и цикличные операторы. У данных операторов один вход и два и или более альтернативных выхода. После вычисления условия, заданного оператором, дальнейший переход осуществляется лишь по одному пути. Нарисуйте вход в элемент в виде линии входящей в верхнюю вершину элемента.
Для задания оператора условия нарисуйте от данной линии ромб. Внутри фигуры укажите само условие и проведите линии, указывающие дальнейший переход в зависимости от его выполнения. Условие задается в общем случае операциями сравнения (>, <, =). Переход по линии вниз осуществляется при истинном условии, назад – при ложном. Укажите около выходных линий фигуры результаты условия (true, false). Невыполнение условия (false) возвращает к определенному шагу выше по телу алгоритма. Проведите линии под прямым углом от выхода с условия и до нужного оператора.
Цикличный оператор обозначается прямоугольниками со скошенными углами. Причем для рисования данного оператора используются две пограничные фигуры. Начало цикла задается фигурой со скошенными верхними углами, конец цикла – фигурой со скошенными нижними углами. В фигуре начала цикла укажите условие работы цикла и между пограничных фигур нарисуйте операторы цикла.
В завершении блок-схемы должен быть указан вывод результирующих данных на носители или на экран. Оператор вывода рисуется аналогично оператору ввода. Изобразите параллелограмм и внутри него операции вывода с использованием выходных переменных.
Блок-схема является универсальной формой выражения алгоритма, которая затем может быть переведена на любой язык программирования. Она создается в виде, пригодном для чтения человеком. Это позволяет проверить правильность составления алгоритма вручную.
Инструкция
На конце каждой из линий, соединяющих элементы блок-схемы друг с другом, наносите . Это позволит точнее определить очередность выполнения действий, особенно, если алгоритм является разветвленным.
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.
Блок-схемой будем называть такое графическое представление алгоритма, когда отдельные действия (или команды) представляются в виде геометрических фигур – блоков . Внутри блоков указывается информация о действиях, подлежащих выполнению. Связь между блоками изображают с помощью линий, называемых линиями связи , обозначающих передачу управления.
Существует Государственный стандарт, определяющий правила создания блок-схем. Конфигурация блоков, а также порядок графического оформления блок-схем регламентированы ГОСТ 19.701-90 "Схемы алгоритмов и программ". В табл. 2.1 приведены обозначения некоторых элементов, которых будет вполне достаточно для изображения алгоритмов при выполнении студенческих работ.
Правила составления блок-схем:
Каждая блок-схема должна иметь блок «Начало » и один блок «Конец ».
«Начало » должно быть соединено с блоком «Конец » линиями потока по каждой из имеющихся на блок-схеме ветвей.
В блок-схеме не должно быть блоков, кроме блока «Конец », из которых не выходит линия потока, равно как и блоков, из которых управление передается «в никуда».
Блоки должны быть пронумерованы. Нумерация блоков осуществляется сверху вниз и слева направо, номер блока ставится вверху слева, в разрыве его начертания.
Блоки связываются между собой линиями потока, определяющими последовательность выполнения блоков. Линии потоков должны идти параллельно границам листа. Если линии идут справа налево или снизу вверх , то стрелки в конце линии обязательны , в противном случае их можно не ставить.
По отношению к блокам линии могут быть входящими и выходящими . Одна и та же линия потока является выходящей для одного блока и входящей для другого.
От блока «Начало » в отличие от всех остальных блоков линия потока только выходит, так как этот блок – первый в блок-схеме.
Блок «Конец » имеет только вход, так как это последний блок в блок-схеме.
Для простоты чтения желательно, чтобы линия потока входила в блок «Процесс» сверху, а выходила снизу.
Чтобы не загромождать блок-схему сложными пересекающимися линиями, линии потока можно разрывать. При этом в месте разрыва ставятся соединители , внутри которых указываются номера соединяемых блоков. В блок-схеме не должно быть разрывов, не помеченных соединителями.
Чтобы не загромождать блок, можно информацию о данных, об обозначениях переменных и т.п. размещать в комментариях к блоку.
|
Название блока |
Обозначение блока |
Назначение блока |
||
|
Терминатор |
Начало/Конец программы или подпрограммы |
|||
|
Обработка данных (вычислительное действие или последовательность вычислительных действий) |
||||
|
|
Ветвление, выбор, проверка условия. В блоке указывается условие или вопрос, который определяет дальнейшее направление выполнения алгоритма |
|||
|
Подготовка |
|
Заголовок счетного цикла |
||
|
Предопределенный процесс |
|
Обращение к процедуре |
||
|
|
Ввод/Вывод данных |
|||
Типы алгоритмов
Тип алгоритма определяется характером решаемой в соответствии с его командами задачи. Различают три типа алгоритмов: линейные, разветвляющиеся, циклические.
Линейный алгоритм состоит из упорядоченной последовательности действий, не зависящей от значений исходных данных, при этом каждая команда выполняется только один раз строго после той команды, которая ей предшествует.
Таким, например, является алгоритм вычисления по простейшим безальтернативным формулам, не имеющий ограничений на значения входящих в эти формулы переменных. Как правило, линейные процессы являются составной частью более сложного алгоритма.
Разветвляющимися называются алгоритмы, в которых в зависимости от значения какого-то выражения или от выполнения некоторого логического условия дальнейшие действия могут производиться по одному из нескольких направлений.
Каждое из возможных направлений дальнейших действий называется ветвью .
В блок-схемах разветвление реализуется специальным блоком «Решение» . Этот блок предусматривает возможность двух выходов. В самом блоке «Решение» записывается логическое условие, от выполнения которого зависят дальнейшие действия.
Различают несколько видов разветвляющихся алгоритмов.
1. «Обход» – такое разветвление, когда одна из ветвей не содержит ни одного оператора, т.е. как бы обходит несколько действий другой ветви.
2. «Разветвление» – такой тип разветвления, когда в каждой из ветвей содержится некоторый набор действий.
3. «Множественный выбор» – особый тип разветвления, когда каждая из нескольких ветвей содержит некоторый набор действий. Выбор направления зависит от значения некоторого выражения.
Циклические алгоритмы применяются в тех случаях, когда требуется реализовать многократно повторяющиеся однотипные вычисления. Цикл – это последовательность действий, которая может выполняться многократно, т.е. более одного раза.
Различают:
циклы с известным числом повторений (или со счетчиком);
циклы с неизвестным числом повторений (циклы с предусловием и циклы с постусловием).
В любом цикле должна быть переменная, которая управляет выходом из цикла, т.е. определяет число повторений цикла.
Последовательность действий, которая должна выполняться на каждом шаге цикла (т.е. при каждом повторении цикла), называется телом цикла или рабочей частью цикла .
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» . 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.
Терминатор начала и конца работы функции | Терминатором начинается и заканчивается любая функция. Тип возвращаемого значения и аргументов функции обычно указывается в комментариях к блоку терминатора. |
Операции 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. |
| В блоке операций обычно размещают одно или несколько (ГОСТ не запрещает) операций присваивания, не требующих вызова внешних функций. |
| 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. |
| Вызов внешних процедур и функций помещается в прямоугольник с дополнительными вертикальными линиями. |
Начало 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). |
| Символ «подготовка данных» в произвольной форме (в ГОСТ нет ни пояснений, ни примеров), задает входные значения. Используется обычно для задания циклов со счетчиком. |
| 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. |
| Комментарий может быть соединен как с одним блоком, так и группой. Группа блоков выделяется на схеме пунктирной линией. |
Выполнение операций над данными
Блок, иллюстрирующий ветвление алгоритма
Вызов внешней процедуры
Подготовка данных
Соединитель
КомментарийПримеры 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.
Блок-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.
Блок-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).
Блок-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 , … .
