Властивості та способи запису алгоритмів

В інформатиці поняття алгоритмів вважається базовим. Саме цей метод є спільним в програмуванні і моделюванні. Для того щоб зрозуміти структуру інструкцій, необхідно знати їх властивості і те, для чого вони застосовуються. У статті опишемо способи запису алгоритмів в інформатиці, їх варіанти створення, також спробуємо розібратися, чому вони так важливі для програмування.

Загальні відомості

Алгоритми вважаються об'єктом вивчення дисципліни, яка тісно переплітається з математикою та інформатикою. Більше того, ці способи запису примикають до такої науки, як логіка. Дані інструкції дозволяють розробляти методи для реалізації завдань, а на практиці допомагають також працювати з інформаційними технологіями. Таким чином, алгоритмізація виступає як набору певних прийомів, які здатні за допомогою особливих навичок функціонувати з мовними засобами.


Саме слово «алгоритм» походить від латинської форми імені математика ІХ століття аль-Хорезмі. Він став першим, хто зміг скласти особливості роботи з арифметичними діями. Спочатку інструкціями вважалися звичайні правила виконання додавання, віднімання, множення, ділення. Зараз же алгоритм – це певний спосіб дії, який за допомогою встановленої кількості кроків призводить до повного вирішення поставленого завдання.

Властивості алгоритмів

Алгоритм повинен бути складений таким чином, щоб користувач або інше виконує пристрій повністю його розуміли. Всі кроки повинні бути зрозумілі однозначно, тільки в такому випадку, слідуючи всім командам, які можна отримати ефективний результат. Тому на алгоритми та їх запис вводяться певні вимоги. Їх суть в тому, щоб всі дії були витлумачені вірно. Саме ці вимоги називаються властивостями.

Властивість № 1

Початкове вимога до алгоритму полягає в тому, що кожен крок повинен виконуватися окремо та послідовно. Такий запис має бути повністю розбита на блоки, являти собою упорядковану сукупність розпоряджень, команд і операторів. Інструкція повинна утворювати дискретну структуру. Це робиться для того, щоб кожен окремий крок суворо виконувався після завершення попереднього. Така властивість називається дискретністю. Як правило, на листі всі кроки записуються за допомогою наскрізної нумерації, однак це вимога не обов'язково.

Властивість № 2

Всі алгоритми, які використовуються на практиці, орієнтовані на певного виконавця. Саме тому інструкція повинна складатися конкретно для нього самого. Відповідно потрібно приблизно уявляти, які команди будуть зрозумілі того, для кого написаний алгоритм, а які для нього неоднозначні. Кожен виконавець (ним може бути людина, комп'ютер та інша техніка) володіє своєю системою команд. Відповідно необхідно використовувати тільки ті оператори, які є в його пам'яті. Це властивість називається зрозумілістю.

Властивість № 3

Кожен крок повинен бути повністю зрозумілим, не сприйматися неоднозначно. Таким чином, кожна із записів алгоритму повинна правильно розумітися будь-яким виконавцем. Відповідно після здійснення кожної з них і виконання запропонованої інструкції різною технікою результат не повинен змінюватися. У даному пункті йдеться про те, що запис алгоритму – максимально точний, чіткий, повний та повністю деталізований крок. Це робиться для того, щоб виконавцю не потрібно було приймати якісь рішення. Він повинен правильно розуміти, що від нього вимагається. Також при складанні алгоритму потрібно продумувати все таким чином, щоб виконавець розумів послідовність кроків. Все повинно бути гранично ясно. Це властивість називається детермінованістю.

Види алгоритмів за способом запису

Як можна записувати алгоритми? Найбільш популярні способи. Мова йде про словесному, формально-словесному, блок-схемний, діаграмному методи. А також про псевдокоде і мовами програмування. Розглянемо деякі з видів запису алгоритмів.

Словесний спосіб

Словесний спосіб є найбільш зрозумілим для звичайної людини. Завдяки алгоритму, записаного в такому вигляді, кожен крок може зрозуміти будь-виконавець. Цей спосіб задається за допомогою природної мови в довільній формі.

Формально-словесний спосіб

Це форма запису алгоритмів, яка являє собою інструкцію. Вона обов'язково включає в себе математичні символи. Присутній словесне пояснення. Це дозволяє збільшити спектр вирішуваних завдань.

Блок-схеми

Блок-схемний спосіб являє собою графічне зображення алгоритму. Потрібно відзначити, що їх розшифровка є єдиною для всіх. Кожен етап описаного процесу має свою фігуру або блок, ім'я графічного зображення пояснює, що необхідно робити виконавцю.

Мови програмування

Більш важкою формою запису алгоритмів для багатьох людей є запис інструкції у вигляді програми. В даному випадку використовуються мови програмування. Для того щоб скласти алгоритм на одному з них, необхідно знати відповідні команди і мати навички.

Псевдокод

Псевдокод є системою різних позначень, які необхідні для єдиної запису всіх алгоритмів. Він займає проміжне місце між такими методами, як природний і формальний. Він максимально близький до першого, проте в даному способі запису алгоритмів можуть використовуватися різні конструкції і математичні позначення. В таку форму інструкції не прийнято вводити синтаксичні правила, які притаманні формальним методам запису. Це дозволяє максимально полегшити його проектування. У псевдокоде часто використовуються невеликі конструкції, які належать до формальних мов. Це дає можливість переходити від запису на описаному методі на інші варіанти складання інструкції. Більш того, в такому способі запису алгоритмів є спеціальні службові слова, сенс яких використовується в чітко визначених ситуаціях.