Учебное пособие: Викладання теми "Алгоритми"
Другий спосіб - це подача алгоритму у вигляді таблиць, формул, схем, малюнків тощо. Наприклад, коли вас навчають правил поведінки на дорозі, то найкраще така інформація сприймається тоді, коли вона подана у вигляді схематичних малюнків. Дивлячись на них, людина відпрацьовує ту лінію поведінки, яка їй пропонується. Аналогічно можна навести приклад алгоритмів, записаних у вигляді умовних позначок на упаковці товару щодо його використання (наприклад, заварювання чаю, кави тощо). В математиці за допомогою формул можна розв'язати задачу, навіть не використовуючи слів.
Третій спосіб - запис алгоритмів за допомогою блок-схеми . Цей метод був запропонований в інформатиці для наочності представлення алгоритму за допомогою набору спеціальних блоків.
Четвертий спосіб - навчальні алгоритмічні мови ( псевдокоди). Ці мови мають чітко визначений синтаксис і максимально наближені до машинної мови (мови програмування). Але створені вони з навчальною метою, тому мають зрозумілий для людей вигляд. Таких псевдокодів зараз існує велика кількість, починаючи з графічних середовищ "Алгоритміка", "Роботоландія", "Лого-світи", "Черепашка" тощо і закінчуються текстовими "національними" реалізаціями алгоритмічних мов, подібних мові С++. Ці псевдокоди мають програмну реалізацію і дуже широко застосовуються на етапі навчання основам програмування.
П'ятий спосіб максимально наближений до комп'ютера - мови програмування. На практиці найчастіше виконавцем створеного людиною алгоритму є комп'ютер і тому алгоритм має бути написаний мовою, зрозумілою для комп'ютера, тобто мовою програмування.
4. Базові алгоритмічні структури.
Як вже говорилося, алгоритми можуть подаватися за допомогою спеціальних блок-схем. Основні з цих блоків такі (рис.1):
початок (або кінець) алгоритму
блок введення та виведення
- командний блок
блок умовного переходу (розгалуження)
Рис.1. Блоки алгоритмів
Рис.2. Лінійна базова структура алгоритму
Існує чотири базових структури алгоритмів: лінійні; розгалужені; циклічні; змішані. Найпростіша в написанні та виконанні перша з цих структур - лінійна До неї відносяться алгоритми, що складаються лише з простих команд, які виконуються безумовно, тобто після першої команди виконується друга, потім третя і тощо.
Набагато частіше зустрічається другий тип алгоритму - розгалуження ( рис.3).Цей алгоритм обов'язково містить у собі хоча б одну умову (зазвичай їх набагато більше), і виконується він залежно від умови.
Умовою називається таке речення, на яке можна дати відповідь "так" чи "ні". Як правило, кажуть, що в першому випадку (коли ми відповіли на речення "так") умова є істинною , а в другому - хибною .
Виходячи з цього, речення "Якого кольору твій піджак?" не можна вважати умовою, а речення "Твоє волосся русяве?" - можна.
Однак, навіть маючи в своєму арсеналі команду розгалуження, важко реалізувати алгоритми, що потребують багаторазового повторення деякої послідовності однакових дій. У цих випадках нас виручає циклічний алгоритм. У нашому житті дуже часто зустрічаються алгоритми з повторами, причому чітко визначаються два типи повторів.
Залежно від того, чи знаємо ми скільки разів необхідно повторити якусь послідовність команд, розрізняють цикли з лічильником (кількість повторень відома заздалегідь) та цикли з умовою (цикл повторюється доти, доки не виконається якась умова).
Крім того, в циклах з умовою теж можна виділити два різних випадки (рис.4):
цикл з передумовою - коли ми спочатку перевіряємо умову, а потім виконуємо деяку послідовність дій (так, ми спочатку перевіряємо, чи вимита підлога в тій класній кімнаті, де нам потрібно чергувати, а потім починаємо прибирання);
цикл з післяумовою - спочатку ми виконуємо хоч один раз певну послідовність дій, а потім перевіряємо, чи не досягли ми бажаного результату (коли ми хочемо пити, ми спочатку робимо хоча б ковток води, а потім починаємо контролювати, чи не вгамували ми свою спрагу).
Рис. 4. Відповідно цикл з передумовою та цикл з післяумовою
Найчастіше ж у житті ми використовуємо змішані алгоритми. Так, дійсно, зранку ми контролюємо свій стан здоров'я, погоду, розклад уроків (коли збираємо речі), свій одяг і таке інше. Коли ми снідаємо, ми повторюємо одну й ту саму послідовність дій (зачерпнути ложкою їжу, піднести до рота, забрати в рот, прожувати, проковтнути і т.д.), коли ми миємо посуд, ми теж повторюємо одну й ту саму послідовність дій. Навіть коли ми йдемо, ми повторюємо визначені дії.
Отже, найпоширенішим є змішаний тип алгоритму, в якому поєднуються елементи лінійних, розгалужених та циклічних алгоритмів. Під час складання алгоритмів іноді виникає ситуація, коли необхідно виконати повторювану послідовність дій, але не зовсім ідентичну.