Как составить алгоритм работы структура

Блок-схема используется для отображения последовательных шагов в процессе. В таких диаграммах используется ряд взаимосвязанных символов для отображения всего процесса, что упрощает его понимание и помогает в общении с другими. Блок-схемы можно использовать для объяснения работы сложного и/или абстрактного процесса, системы, концепции или алгоритма. Блок-схемы также могут помочь в планировании и разработке процессов или улучшении существующих процессов.

Почему блок-схемы актуальны и сегодня?

Блок-схемы могут предоставить пошаговые иллюстрации для отображения сложных ситуаций, таких как программирование или бизнес-процессы. Существует множество типов диаграмм процессов, в том числе плавающие диаграммы, такие как межфункциональные диаграммы, диаграммы возможностей или диаграммы процессов развертывания.

Давайте рассмотрим еще несколько причин, по которым блок-схемы являются эффективным дополнением к процессу программирования.

Вот преимущества, которые могут принести блок-схемы.

• Легко учить.
• Мгновенная связь.
• Эффективный анализ
• Хорошо для нетехнических.
• Повышенная эффективность.
• Решение проблем.
• Визуальный алгоритм
• Правильная отладка
• Процедурное описание

Элементы блок-схемы?

Разные символы означают разные вещи, и каждый символ имеет свою особую форму. Метка каждого шага написана внутри формы символа; блок-схемы используют изогнутые прямоугольники, чтобы показать начало и конец процесса; сегменты линий или стрелки используются, чтобы показать направление или переход от одного шага к другому; простые инструкции или прямоугольники действий используются, чтобы указать, когда необходимо принять решение, и используются ромбовидные формы. В дополнение к ним есть много других символов, которые можно использовать в блок-схемах.

Блок-схемы могут быть горизонтальными или вертикальными.

Символы блок-схемы

Различные формы блок-схем имеют разные общепринятые значения. Значения некоторых из наиболее распространенных форм следующие:

Терминатор

Символ завершения представляет собой начальную или конечную точку системы.

Обработать

Прямоугольник указывает на некоторую конкретную операцию.

Документ

Представляет собой распечатку, такую ​​как документ или отчет.

Решение

Ромб представляет собой решение или точку ветвления. Линии, выходящие из ромба, указывают на разные возможные ситуации, ведущие к разным подпроцессам.

Данные

Он представляет информацию, входящую или выходящую из системы. Ввод может быть заказом от клиента. Результатом может быть продукт, который должен быть доставлен.

Ссылка на странице

Этот символ будет содержать букву внутри. Это указывает на то, что поток продолжается на совпадающем символе, содержащем ту же букву, в другом месте на той же странице.

Справочник вне страницы

Этот символ будет содержать букву внутри. Это указывает на то, что поток продолжается на совпадающем символе, содержащем ту же букву, где-то еще на другой странице.

Задержка или узкое место

Обозначает задержку или узкое место.

Поток

Линии представляют поток последовательности и направление процесса.

Использование блок-схем

• Документировать процесс
• Развивать понимание того, как осуществляется процесс
• Сообщите другим, как выполняется процесс
• При планировании проекта
• мозговой штурм идеи
• Отладка функции или программы
• Объясните процедуру
• Исследуйте процесс, который нуждается в улучшении
• Когда есть необходимость в улучшении коммуникации между людьми, вовлеченными в один и тот же процесс

Пример блок-схемы — простые алгоритмы

Блок-схему также можно использовать для визуализации алгоритмов, независимо от ее сложности. Вот пример, показывающий, как можно использовать блок-схему для демонстрации простого процесса суммирования.

Пример блок-схемы – расчет прибыли и убытков

В приведенном ниже примере блок-схемы показано, как можно рассчитать прибыль и убыток.

Используйте блок-схему с разными уровнями детализации

Блок-схема высокого уровня, показывающая от шести до двенадцати шагов, дает панорамное представление о процессе. Эти блок-схемы ясно показывают основные блоки деятельности или основные компоненты системы в процессе.

Блок-схемы высокого уровня  особенно полезны на ранних этапах проекта. Подробная блок-схема представляет собой крупный план процесса, обычно показывающий десятки шагов. Эти блок-схемы упрощают выявление циклов доработки и сложности процесса.

Изменить этот шаблон блок-схемы

Подробные блок -схемы  полезны после того, как команды точно определили проблемы или когда они вносят изменения в процесс.

Изменить этот шаблон блок-схемы

Блок-схема дорожки для плавания

Базовая блок-схема состоит из ряда шагов процесса, соединенных стрелками, показывающими порядок операций, который считается одномерным. Блок-схема дорожек (также известная как кросс-функциональная блок-схема) обеспечивает дополнительное измерение, назначая каждому шагу процесса категорию. Чаще всего категорией является стейкхолдер (человек, роль или отдел), визуально разграничивающий распределение обязанностей и ответственности за подпроцессы бизнес-процесса. Дорожка может располагаться как горизонтально, так и вертикально.

В чем отличия? Блок-схема против блок-схемы Swimlane

Блок-схема дорожек отличается от других блок-схем тем, что процессы и решения визуально сгруппированы путем размещения их на дорожках. Параллельные линии делят диаграмму на дорожки, по одной дорожке для каждого человека, группы или подпроцесса. Дорожки помечены, чтобы показать, как организована диаграмма.

В приведенном ниже примере вертикальное направление представляет собой последовательность событий в общем процессе, а горизонтальные деления показывают, какой подпроцесс выполняет этот шаг. Стрелки между дорожками показывают, как информация или материал передаются между подпроцессами.

Изменить этот шаблон блок-схемы

С другой стороны, поток можно повернуть так, чтобы последовательность читалась по горизонтали слева направо, при этом задействованные роли показаны на левом краю. Это может быть легче читать и проектировать, поскольку экраны компьютеров обычно шире, чем в высоту, что дает лучшее представление о потоке.

Изменить этот шаблон блок-схемы

Блок-схема развертывания Swimlane

Формы, используемые при рисовании блок-схемы развертывания, такие же, как и в стандартной блок-схеме с обозначениями дорожек. Блок-схема развертывания сочетает в себе две ключевые функции:

• Последовательность шагов в процессе
• Кто отвечает за какой этап развертывания

Он показывает этапы процесса, а также показывает, какое лицо или группа вовлечены в реакцию на шаг. В приведенном ниже примере показаны ответственные группы, перечисленные вверху. Это группы Производство, Администрация и Маркетинг. Вы можете нарисовать блок-схему развертывания, в которой перечислены люди, а не группы. Преимущество блок-схемы развертывания заключается в том, что она показывает, где работа передается от одного человека или группы к другому, где недоразумения и ошибки могут быть сведены к минимуму.

Изменить этот шаблон блок-схемы

Блок-схема дорожки возможностей

Блок-схемы возможностей (также известные как блок-схемы добавленной стоимости) используются для определения того, какие шаги в процессе являются дополнительными или расточительными. Он отделяет эти важные шаги для создания продукта или услуги от дополнительных затрат.

1. Создайте блок-схему «дорожки возможности», чтобы определить все этапы процесса.
2. Определите, какие из шагов повышают ценность с точки зрения клиентов, а какие нет.
3. Создайте блок-схему для каждого шага в соответствующем столбце.

Изменить этот шаблон блок-схемы

использованная литература

• 10+ шаблонов блок-схем и примеров
• Учебник по блок-схеме
• Бесплатный конструктор блок-схем

Что это такое? Блок-схема алгоритма отображает в графическом виде последовательность операций и переходные фазы. Каждому действию соответствует определенная фигура (ромб, квадрат, овал и т. д.), поэтому располагать их нужно в правильном порядке.

Как составить? В любой блок-схеме существуют обязательные элементы: начало, конец, линии связи. Также необходима нумерация для понимания направления чтения. Остальные действия зависят от того, какой именно алгоритм нужно описать.

Суть алгоритмов

Алгоритмом называют конечную последовательность конкретных действий, выполняя которые, исполнитель достигает определенной цели.

Итогом прохождения всех шагов должен быть изначально заданный результат (например, некие выходные данные). Для выполнения этого процесса по мере необходимости могут создаваться и использоваться промежуточные данные. Они выходными являться не будут и нужны исключительно для обеспечения всей работы.

Любой алгоритм нужно наделять определенными свойствами. Наиболее важную роль играют:

• Дискретность. Общая задача разделяется на отдельные, последовательно выполняемые шаги. Это, как правило, простейшие действия, порядок которых строго определен. Каждый шаг представляет собой инструкцию или команду, выполнение которой должно начинаться только тогда, когда выполнена предыдущая команда в этой последовательности.
• Конечность. Количество шагов должно быть конечным. Иными словами, результат необходимо получить по завершении строго определенного числа команд в алгоритме.
• Понятность. Все шаги необходимо формулировать так, чтобы исполнитель их полностью понимал. То есть алгоритм должен состоять только из команд, входящих в систему компетенций данного человека.

Скачать
файл

• Детерминированность. Каждую команду, а также порядок выполнения всех команд необходимо предварительно четко и однозначно определить. При этом на результат выполнения каждого шага не должна влиять никакая сторонняя информация. Необходимо выстроить команды так, чтобы конечная цель алгоритма обеспечивалась только формальным выполнением четких и последовательных инструкций. Исполнителю при этом не нужно вникать в смысл команд. Благодаря такому подходу итоговый результат будет всегда одинаковым и предсказуемым независимо от того, кто выполняет эту работу.
• Массовость. Один алгоритм призван решать сразу комплекс однотипных задач, определяемый заданным диапазоном входной информации.

Алгоритмы могут быть представлены в нескольких формах:

• Текстовая запись. Команды записываются обычным текстом на каком-либо языке. Порядок выполнения определяется нумерацией. Действия описываются произвольно и максимально конкретно.

  

  

  Читайте также

• Блок–схема. Команды отображаются графически, в виде блок-схемы из геометрических фигур.
• Алгоритмические языки. Алгоритм строится с использованием специального искусственного языка, состоящего из определенной системы обозначений.
• Псевдокод. Обычный язык комбинируется с алгоритмическим. Последний берется за основу для описания базовых структур алгоритма.

Что такое блок-схема алгоритма

Как упоминалось выше, алгоритм может быть схематически представлен в виде блок-схемы. Этот вид графики также широко используется для представления любых процессов и систем в самых разных отраслях деятельности человека. С помощью блок-схемы выполняется документирование, изучение, планирование, совершенствование и объяснение сложных процессов путем превращения их в простые и логичные диаграммы.

Для описания конкретных действий используются геометрические фигуры: прямоугольники, ромбы, овалы и т. д. Последовательность шагов и направление процессов отображается соединительными стрелками.

Существует несколько видов блок-схем алгоритма, которые отличаются в числе прочего сложностью исполнения, начиная от простейших и нарисованных от руки эскизов, заканчивая сложными, спроектированными на компьютере диаграммами. Блок-схемы, учитывая многообразие всех вариаций, могут быть использованы в самых разных областях жизнедеятельности и, соответственно, по-разному называться.

Так, в зависимости от отрасли, встречаются схемы процессов, функциональные блок-схемы, модели и нотации бизнес-процессов, схемы технологических процессов. Все это имеет тесную связь с другими популярными разновидностями схем (например, с некоторыми диаграммами).

Составляющие блок-схемы алгоритма

Блок-схемы создаются из различных блоков, соединяемых между собой линиями со стрелками. Таким образом отображается поток управления. Далее разберем более подробно каждый тип блоков.

Терминал

Представляет собой овальную область, которой обозначают начало и конец выполнения программы. В любом алгоритме, изображенном в виде блок-схемы, присутствует как минимум два таких овала, которые ограничивают собой данный алгоритм.

Данные

Блок рисуется в виде параллелограмма, содержащего внутри входные или выходные данные. Обычно здесь размещают информацию, поступающую в алгоритм извне, и результат, который в итоге он выдает.

Процесс

Выглядит как прямоугольник, служит для записи основного программного кода. Процесс является ключевым элементом алгоритма, отражающим суть всей блок-схемы.

Решение

Данный блок рисуется в виде ромба и предназначен для управляющих и условных операторов какого-либо языка программирования (например, if или «больше» и «меньше»). Здесь всегда предлагается на выбор один из двух вариантов: «да» или «нет».

Поток

Обозначается в виде стрелки, представляя собой собственно поток какого либо процесса или алгоритма с указанием направления. Таким способом обеспечивается высокая читаемость программы.

Ссылка на странице

Выглядит как окружность с расположенными внутри символами. Такая ссылка дает понять, что блок-схема продолжает дальнейшие шаги алгоритма. Когда схема достаточно длинная, для экономии места внутри данной окружности в качестве ссылки размещают одну цифру. Этот же символ должен быть использован в продолжении схемы.

Правила составления блок-схемы

Чтобы составить блок-схему алгоритма грамотно, необходимо следовать приведенным ниже принципам.

• Начало и конец схемы обязательно ограничиваются соответствующими блоками в одном экземпляре.
• Начальный блок должен быть соединен с конечным линиями связи.
• Линии потока необходимо рисовать из всех блоков, кроме конечного.
• Все блоки нумеруются по порядку слева направо и сверху вниз. Номера ставятся в верхнем левом углу с разрывом начертания.
• Между всеми блоками обеспечивается взаимная связь через линии, определяющие последовательность выполнения команд. Движение потока в обратном порядке от принятого по умолчанию обязательно обозначается стрелками.
• Используемые в схеме линии могут быть входящими или выходящими. Это разделение относительное. Для одного линия, выходящая из одного блока, для другого уже будет являться входящей.
• Начальный блок имеет лишь выходящие линии потока. Соответственно, в конечный блок линии могут только входить.
• Поскольку движение потока идет сверху вниз, входящие линии принято изображать сверху от блока, а выходящие — снизу. Это в целом упрощает чтение блок-схемы.
• Линии потока могут обрываться. При этом места разрывов необходимо помечать специальными соединительными элементами.
• Чтобы блок-схема легче читалась, допускается описательную часть выносить в комментарии.

Разделение блок-схемы

Построение блок-схемы зачастую связано с определенными трудностями, среди которых:

• слишком малое место для размещения на одной странице;
• сложности в связывании всех элементов непосредственно друг с другом.

Устранить эти проблемы можно путем разбивки всей блок-схемы алгоритма программы на несколько фрагментов и последующего соединения этих фрагментов специальными соединительными элементами.

Используемые при этом соединители подписываются уникальными номерами, состоящими из двух частей. Это нужно для определения соответствия соединительных линий друг другу. Принадлежность частей уникального номера соединительному элементу обеспечивается записью данного номера на каждом фрагменте блок-схемы. Общие правила разделения приведем ниже.

• Места разрыва схемы обозначаются соединительным блоком. Каждое такое соединение маркируется уникальным номером.
• Использоваться должны только машинно-независимые элементы.
• Представление в блок-схеме каждого шага не является обязательным. Важно отобразить только ключевые этапы выполнения программы.
• Переменные и блоки желательно именовать наглядными и запоминаемыми словами.

И самое главное условие — сформированный алгоритм должен быть понятен любому программисту.

Востребованность блок-схем

В небольших компаниях для построения алгоритмов обычно применяют лаконичную словесную форму (псевдокод). Блок-схемы же вероятнее всего встречаются на государственных предприятиях, где действуют требования по оформлению документации ЕСПД. Однако даже при регистрации программного обеспечения в Госреестре можно обойтись без этих схем.

И все же современные учебные программы в школах и вузах учитывают умение рисовать данного вида графику. Вопросы, посвященные блок-схемам, встречаются на выпускных и государственных экзаменах. Студенты перед дипломной защитой также должны проверять свою работу на соответствие стандартам построения схем.

Программное обеспечение сегодня почти не разрабатывается по устаревшей каскадной модели, так как при этом часто на этапах проектирования возникают ошибки. Но когда разработка по такой модели все же ведется, применяются именно блок-схемы записи алгоритма.

Во всем мире наблюдается значительное отставание образовательной системы от технического прогресса. Отечественный устаревший стандарт ГОСТ 19.701-90 в целом схож с международным ISO 5807:1985. Более актуальные модификации до сих пор не разработаны. За рубежом все еще продолжают создавать специализированное программное обеспечение для проектирования блок-схем (Dia, MS Visio, yEd).

Есть немногочисленные примеры применения более совершенных диаграмм деятельности UML, хотя эти диаграммы показывают свою эффективность лишь при описании параллельных алгоритмов.

В среде разработчиков порой возникает мнение о бесполезности блок-схем и даже UML. Некоторые убеждены в том, что и документация для разработки тоже не требуется. Впрочем, об этом чаще говорят сторонники так называемого экстремального программирования.

Для определенных задач разработки использование блок-схем все же требуется. В частности, это необходимо, когда программы создаются в визуальных средах программирования (например, ДРАКОН). Также с помощью блок-схем верифицируются алгоритмы. То есть, в соответствии с методом индуктивных утверждений Флойда формально доказывается их корректность.

Пока что можно сделать вывод, что единого мнения касательно необходимости блок-схем нет. Безусловно, в некоторых областях деятельности без них пока не обойтись в отсутствие альтернативы. Формальная верификация требует создавать блок-схемы выполнения алгоритма, хотя для непосредственного проектирования и документирования это уже не нужно.

Здесь стоит прислушаться к утверждению «программистов-экстремалов» о том, что имеет смысл рисовать лишь те схемы, которые действительно полезны в работе и при этом не требуют слишком больших усилий для рисования и актуализации.

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.

Содержание:

1. Элементы блок-схем алгоритмов
2. Примеры блок-схем
3. Нужны ли блок-схемы? Альтернативы

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.

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

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.

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.

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).

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:

• блок-схема проверки правильности расстановки скобок арифметического выражения [2];
• блок-схемы алгоритмов быстрой сортировки и сортировки слиянием [3].

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.

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 https://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 https://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.

Так ты хочешь выучить блок-схемы? Ну, это учебное пособие по блок-схемам научит тебя всему, что тебе нужно знать. В нем будет освещена история блок-схем, символы блок-схем, как создавать блок-схемы, лучшие практики создания блок-схем, а также мы включили раздел для ответов на часто задаваемые вопросы о блок-схемах. Лучше всего, что вы можете использовать наше программное обеспечение блок-схем, чтобы нарисовать их.

Creately уже есть некоторые действительно удивительные статьи, охватывающие различные вещи, связанные с блок-схемами, как значения символов блок-схемы, как использовать плавательные дорожки в блок-схемах, блок-схемах передового опыта, тематических исследований и многое другое. Этот пост в блоге просто соберет всю эту информацию и представит ее в логическом виде. Я добавил ссылки на различные разделы, чтобы облегчить навигацию. Нажмите на соответствующую ссылку, чтобы быстро прочитать соответствующий раздел.

• История блок-схем
• Символы блок-схемы Значение
• Как нарисовать блок-схему
• Шаблоны и примеры блок-схем
• Лучшие практики флоучартов
• Обычные ошибки, допущенные при рисовании блок-схем
• Блок-схемы Примеры использования
• Обратная связь с Руководством по блок-схемам

История блок-схем

Фрэнк Гилберт представил блок-схемы в 1921 году, а в начале их называли “Process Flow Charts”. Аллану Х. Могенсену приписывают заслуги в обучении бизнесменов работе с блок-схемами. В Википедии есть отличное резюме истории блок-схем, подробнее читайте в разделе wiki.

Значение символов блок-схемы

Так какие же символы используются в блок-схеме? Большинство людей знают только об основных символах, таких как процессы и блоки решений. Но есть еще много символов, которые сделают вашу блок-схему более значимой. На изображении выше показаны все стандартные символы блок-схемы.

Наиболее распространенным символом, используемым в блок-схеме, является прямоугольник. Прямоугольник представляет собой процесс, операцию или задачу. Следующим наиболее распространенным символом является бриллиант, который используется для обозначения решения.

Существует множество других символов блок-схемы, таких как последовательный доступ к хранилищу, прямые данные, ручной ввод и т.д. Ознакомьтесь со страницей Символы блок-схемы для получения подробного объяснения различных символов.

Хотя это стандартные символы, доступные в большинстве программ для создания блок-схем, некоторые люди используют разные формы для разных значений. Самый распространенный пример – использование кругов для обозначения начала и конца. Примеры в этом учебном пособии по блок-схемам будут придерживаться стандартных символов.

Как нарисовать блок-схему

Как нарисовать блок-схему? Ну, наш инструмент для блок-схем – хорошее начало. Но перед непосредственным использованием инструмента давайте рассмотрим некоторые основы.

Существует четыре основных типа блок-схем. Документная схема, системная схема, блок-схема данных и программная схема. Не все согласны с этой категорией, но основные принципы построения блок-схемы остаются неизменными. Вы должны рассмотреть несколько вещей при рисовании блок-схем, Прежде чем начать, ознакомьтесь с 6 полезными советами по рисованию блок-схем.

Если вы рисуете блок-схему со многими ответственными лицами, вы можете сгруппировать их вместе, используя плавательные дорожки. Плавательные дорожки – это мощная техника для повышения читабельности вашей блок-схемы, поэтому их следует использовать в зависимости от ситуации. Прочтите использование дорожек для плавания на блок-схемах, чтобы узнать больше об этом процессе.

Шаблоны и примеры блок-схем

Хотя вы можете начать рисовать блок-схемы с нуля, использовать шаблоны намного проще. Они помогают сократить количество ошибок и напоминают вам о передовом опыте. Если Вы хотите использовать готовый шаблон, перейдите в секцию Примеры блок-схемыи нажмите на наиболее подходящую Вам блок-схему. Нажмите на использование в шаблоне после изображения, и вы будете готовы нарисовать вашу блок-схему.

Ниже представлены два шаблона из сотен шаблонов блок-схем, доступных пользователю. Нажмите на любую из них, чтобы начать рисование блок-схем немедленно.

Лучшие практики флоучартов

Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы ваша блок-схема была принята всеми. И есть некоторые вещи, которые вы можете сделать, чтобы сделать его визуально приятным и для других.

Если вы планируете поделиться своей блок-схемой или надеетесь использовать одну презентацию и т.д., то разумно использовать стандартные символы. Однако важно помнить, что идея заключается в том, чтобы выдавать информацию в доступной для понимания форме. Вполне допустимо использовать вместо условного обозначения документа альтернативное изображение до тех пор, пока аудитория его понимает.

Держание потока стрелок в одну сторону, использование символов одного и того же размера, называние блоков решений, процессов, стрелок и т.д. – это лишь некоторые вещи, которые вы можете сделать, чтобы сделать это лучше. Раздел “Обычные ошибки” подробно описывает большинство из этих практик.

Обычные ошибки, допущенные при рисовании блок-схем

В этом разделе выделены наиболее распространенные ошибки, допущенные при построении блок-схем. Некоторые из вещей, упомянутых здесь, чтобы сделать его лучше выглядеть и более понятным, не имея их в вашей блок-схеме не сделает его неправильным. Так как есть две должности, освещающие эти ошибки подробно, я буду ссылаться на них из этого руководства по блок-схемам.

15 ошибок, которые вы непреднамеренно сделали бы с блок-схемами (Часть 1)

15 ошибок, которые вы непреднамеренно сделали бы с блок-схемами (Часть 2)

Эффективное использование блок-схем – тематические исследования

Учебное пособие по блок-схемам не является полным без некоторых примеров. Ниже приведены три конкретных примера и реальные примеры того, как блок-схемы могут помочь вам в принятии решений.

• Десять идей блок-схем для вашего бизнеса – как блок-схемы могут быть использованы при принятии бизнес-решений и оптимизации текущих бизнес-процессов
• Анализ воронки продаж с помощью блок-схем – Как анализировать воронку продаж Google с помощью блок-схем.
• Случай с флаттерскейпом – как один из наших клиентов использовал блок-схемы для усовершенствования своих процессов.

Часто задаваемые вопросы о блок-схемах

Раздел комментариев в этой статье полон вопросов. Пожалуйста, обратите внимание, что я не буду рисовать блок-схемы для конкретных сценариев. Ниже я ответил на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов.

Q 01: Что такое подпроцесс в блок-схеме?

Отвечай: Иногда сложные процессы для наглядности разбиваются на более мелкие подпроцессы. Таким образом, блок-схема может указывать на другой подпроцесс в своем потоке. Для отображения таких подпроцессов используется предопределенный символ процесса.

Q 02: Как используются блок-схемы в компьютерном программировании?

Отвечай: Компьютерная программа состоит из множества процессов и потоков. Блок-схемы используются для того, чтобы визуализировать процессы и сделать их понятными для нетехнических людей. Они также используются для визуализации алгоритмов и понимания псевдокода, который используется в программировании.

Комментарии и отзывы об учебном пособии по блок-схемам

Надеюсь, этот учебник по блок-схемам поможет вам придумать потрясающие блок-схемы. Блок-схемы – это отличный способ представления сложных процессов в простой для понимания форме, и они используются во многих отраслях промышленности по всему миру. Если у вас есть вопрос о том, как нарисовать блок-схемы, или у вас есть предложения по улучшению данного сообщения, не стесняйтесь упоминать об этом в разделе комментариев.

Creately – мощная альтернатива Visio для рисования диаграмм

Больше руководств по диаграммам

• Учебное пособие “Схема последовательности”: Полное руководство с примерами
• Учебное пособие по моделированию бизнес-процессов (Руководство BPM, объясняющее особенности)
• Используйте учебное пособие по тематической диаграмме (Руководство с примерами)

Каждый человек на протяжении своей жизни решает множество задач разной сложности. Но даже самые простые из задач выполняются последовательно, то есть за несколько шагов. Эту последовательность можно назвать алгоритмом. Последовательности бывают разные, но начинать их изучение лучше всего с линейных.

Прежде чем приступить к рассмотрению основной темы статьи, следует сделать краткое отступление и сказать несколько слов про алгоритмический язык.

Алгоритмический язык

Представьте, что человеку, работающему за компьютером, поставлена некая вычислительная задача. В языке программирования решение этой задачи выполняется с помощью алгоритмизации. Решение предполагает:
— разбиение на этапы;
— разработку алгоритма;
— составление программы решения на алгоритмическом языке;
— ввод данных;
— отладку программы (возможны ошибки — их надо исправить);
— выполнение на ПК;
— анализ результатов.

Алгоритмический язык является средством описания алгоритмов, а уже алгоритм, в свою очередь, представляет собой чёткое описание определённой последовательности действий, направленных на решение необходимой задачи.

Свойства алгоритма

Их несколько:
— конечность. Любой алгоритм должен быть завершённым, а окончание наступает после выполнения определённого числа шагов;
— однозначность, понятность. Не допускается разных толкований, неопределённости и двусмысленности — всё должно быть чётко и ясно, а также понятно исполнителю — и правила выполнения действий линейного алгоритма, и сами действия;
— результативность. Итог работы — результат, полученный за конечное число шагов;
— универсальность, массовость. Качественный алгоритм способен решать не одну задачу, а целый класс задач, имеющих схожую постановку/структуру.

Линейная структура

Любой алгоритм составляется из ряда базовых структур. Простейшей базовой структурой является следование — структура с линейными характеристиками. Из этого можно сформулировать определение.

Линейный алгоритм — это алгоритм, образуемый командами, которые выполняются однократно и именно в той последовательности, в которой записаны. Линейная структура, по сути, проста. Записать её можно как в текстовой, так и в графической форме.

Представим, что у нас стоит задача пропылесосить ковёр в комнате. В текстовой форме алгоритм будет следующим:
— принести пылесос к месту уборки;
— включить;
— пропылесосить;
— выключить;
— унести пылесос.

И каждый раз, когда нам надо будет пылесосить, мы будем выполнять один и тот же алгоритм.

Теперь поговорим про графическую форму представления.

Блок-схема

Для изображения алгоритма графически используют блок-схемы. Они представляют собой геометрические фигуры (блоки), соединённые стрелками. Стрелки показывают связь между этапами и последовательность их выполнения. Каждый блок сопровождается надписью.

Рассмотрим фигуры, которые используются при визуализации типичной линейной последовательности.

Блок начала-конца:

Блок ввода-вывода данных (отображает список вводимых и выводимых переменных):

Арифметический блок (отображает арифметическую операцию/группу операций):

Условный блок (позволяет описать условие). Алгоритмы с таким блоком используются при графической визуализации алгоритмов с ветвлением:

Условного блока нет в классическом линейном алгоритме, так как в нём, как уже было сказано ранее, все операции выполняются последовательно, то есть одна за другой. В линейном алгоритме размещение блоков выглядит следующим образом:

А вот, как решается задача по нахождению площади треугольника по формуле Герона. Здесь a, b, c – это длины сторон, S – площадь треугольника, P – периметр.

Следует обратить внимание, что запись «=» — это не математическое равенство, а операция присваивания. В результате этой операции переменная, стоящая слева от оператора, получает значение, которое указано справа. Значение не обязательно должно быть сразу определено (a = 3) — оно может вычисляться посредством выражения (a = b + z), где b = 1, a z = 2.

Примеры линейных алгоритмов

Если рассмотреть примеры решения на языке Pascal (именно этот язык до сих пор используется для изучения основ алгоритмизации и программирования), то можно увидеть следующую картину:

И, соответственно, блок-схема программы линейной структуры будет выглядеть следующим образом:

Как составить программу линейной структуры?

Порядок следующий:
— определите, что именно относится к исходным данными, а также каков типы/класс этих данных, выберите имена переменных;
— определите, каков тип данных будет у искомого результата, выберите название переменных (переменной);
— определите, какие математические формулы связывают результат и исходные данные;
— если требуется наличие промежуточных данных, определите класс/типы этих данных и выберите имена;
— опишите все используемые переменные;
— запишите окончательный алгоритм. Он должен включать в себя ввод данных, вычисления, вывод результатов.

На этом всё, в следующий раз рассмотрим на примерах программу разветвлённой структуры. Если же вас интересует тема алгоритмизации в контексте разработки программного обеспечения, ждём вас на профессиональном курсе OTUS!

Источники:
• https://inep.sfedu.ru/wp-content/uploads/2018/05/25/lection_27.pdf;
• https://www.sites.google.com/site/415ict/textbooks/prog-9/02-linejnyj-algoritm.