Алгоритмизация задач и процессов — это формирование алгоритмов, по которым можно найти решение этих задач и выполнить оптимально рассматриваемый процесс.
Этап проектирования алгоритма считается наиболее значимым этапом решения задач, связанных с расчётами и информацией. Суть алгоритмизации заключается в выработке общих и частных алгоритмов решаемой задачи. При классическом варианте разработки программ, этот этап стоит между постановкой задачи и собственно реализацией программы в виде кодового набора. Выработанные алгоритмы решения задачи включаются в итоговые документы, которые передаются заказчикам. Эти алгоритмы могут быть использованы руководящими работниками, использующими задачу, для анализа и формирования выводов по качеству продукта при его практической реализации.
Определение термина алгоритм
Разрешение множества проблем сопряжено с процессом последовательного выполнения некоторых простых (элементарных) операций. Когда суммарное число этих действий достаточно велико, а очерёдность их реализации может варьироваться в зависимости от начальных условий и промежуточных итогов, то способы соединения этих простых действий в единое целое, которое ведёт к решению задачи, представляют уже отдельную тему. В таком разрезе необходимо ввести определение алгоритма.
Алгоритм – это набор предписанных действий и правил, которые чётко и ясно предопределяют смысл и очерёдность каждого действия лица или оборудования, ведущие к достижению необходимых итоговых результатов при конечном числе операций.
Каждую элементарную операцию, совершаемую исполнительным устройством, принято называть пунктом или шагом алгоритма. Как отмечалось уже выше, процесс формирования алгоритмов принято называть алгоритмизацией. Основными особенностями алгоритмов выступают следующие моменты:
В определении алгоритма не называется конкретный исполнитель, то есть это могут быть как механизмы и машины, так и люди или даже группы людей.
Алгоритм должен быть составлен так, чтобы все его элементарные операции однозначно воспринимались исполнителями. То есть при реализации алгоритма при одинаковых начальных данных разными исполнителями итог обязательно должен быть также одинаковым.
Алгоритм не считается таковым, если заложенная в нём очерёдность операций может стать бесконечной. Алгоритм не может быть бесконечным.
Алгоритм может не описывать детально, выполняемые согласно его структуре, действия (операции). Они могут выполняться как с физическими объектными телами, так и с заложенными информационными данными. Алгоритмы, работающие с данными, являются основой информационных технологий.
Пример алгоритма
Как пример, можно привести алгоритм перехода перекрёстка пешеходом. Этот алгоритм составлен для реализации его людьми и в нём есть как информационные действия, так и действия физических объектов:
- Необходимо выяснить тип пешеходного перехода, то есть, имеется ли светофор или он отсутствует. Если светофор установлен, то переходим к пункту 4, если его нет, то переходим к пункту 2.
- При отсутствии светофора необходимо убедиться, что есть знак и разметка на дороге «пешеходный переход».
- Остановиться в начале пешеходного перехода и убедиться, что автотранспорт остановился или отсутствует, после чего начать движение по переходу, завершить переход и затем перейти к пункту 5.
- Поскольку движение управляется светофором, необходимо определить цвет сигнала пешеходного светофора. Если горит красный, надо ждать зелёного и затем начать движение по переходу. По завершению перехода улицы, перейти к пункту 5.
- Алгоритм завершен, можно продолжить намеченные ранее действия.
Следует отметить, что данный алгоритм работает, когда соблюдаются некоторые условности. В частности, зелёный светофор горит достаточно долго, и пешеход успевает перейти улицу. Если это условие не выполняется, необходимо в алгоритме добавить остановку пешехода на островке безопасности. И конечно алгоритм работает, если все участники дорожного движения соблюдают правила. То есть, почти всегда алгоритм моделирует последовательность операций при определённых условиях, которые способны выражать собственные взгляды на ситуацию разработчиков алгоритма и которые необходимо строго сформулировать. Например, родители могут рекомендовать своим чадам пересекать улицы лишь на пешеходных переходах, оборудованных светофорами, что делает алгоритм значительно проще.
Формы записи алгоритма
На сегодняшний день сформированы и широко распространены следующие форматы представления алгоритмов:
- Представление в виде таблицы.
- Представление в словесной форме.
- Представление алгоритма в формате блок-схемы.
- Представление алгоритма в виде набора операторов.
- Представление алгоритмов в формате псевдокодов.
- Представление алгоритма на выбранном языке программирования.
Представление алгоритма в виде таблицы нередко применяется для документов учёта финансовой деятельности, но при написании программного обеспечения для компьютеров табличный формат почти не используется. Но зато он нередко служит форматом задания начальных условий для случая практической реализации алгоритма. Помимо этого, табличный формат изображения алгоритмов возродился с изобретением и началом повсеместного использования табличных процессоров.
Словесный формат алгоритма означает его представление при посредстве набора слов, формирующих предложения и смысл алгоритма. Приведённый выше пример алгоритма действий пешехода, как раз и представлен фактически в словесном формате. Этот формат выступает самой простой и понятной формой практически для любого человека. Наиболее распространена эта форма на исходном этапе проектирования программ при описании их главного смысла, и, кроме того, при формализации динамической взаимосвязи главных модулей. Надо понимать, запись алгоритма в словесной форме, даёт возможность описать алгоритм практически любой сложности.
