Diagram toka je grafički prikaz procesa koji jasno prikazuje sustavni slijed svih faza zadatka, kao i svih grupa koje su uključene u ovaj proces. Takva shema je sustav grafičkih simbola (blokova) i prijelaznih linija (strelica) između njih. Svaki od ovih blokova odgovara određenom koraku algoritma. Unutar takvog simbola dat je opis ove radnje.
Za što se koriste dijagrami toka?
Spomenuti sustavi dizajnirani su za obavljanje sljedećih funkcija:
- razviti novi proces;
- opišite i dokumentirajte trenutni algoritam;
- razviti modifikacije ovog procesa ili istražiti veze s vjerojatnom pojavom pogrešaka i neuspjeha;
- odredite kada, gdje i kako se trenutni algoritam može promijeniti kako bi se testirala stabilnost cijelog sustava.
Razvoj tijeka rada
Bilo koji blok dijagram izgrađen je na temelju algoritma radnji koji opisuje rad uređaja ili programa. Stoga se prvo izgrađujesustav. "Algoritam" je opis slijeda operacija za rješavanje zadanog problema. Zapravo, to su pravila za obavljanje potrebnih procesa obrade informacija. Prije nego što nastavite s izgradnjom algoritma, potrebno je jasno definirati zadatak: što treba dobiti kao rezultat, koje su početne informacije potrebne i što je već dostupno, postoje li ograničenja za njihovo dobivanje. Nakon toga se sastavlja popis radnji koje se moraju provesti kako bi se postigao željeni rezultat.
Vrste algoritama
U praksi se najčešće koriste sljedeće vrste dijagrama toka:
- grafički, odnosno temelji se na geometrijskim simbolima;
- verbalno: sastavljeno od običnih riječi određenog jezika;
- pseudokodovi: oni su poluformalizirani opis u uvjetno algoritamskom jeziku, koji uključuje elemente programskog jezika i književne fraze, kao i općeprihvaćene matematičke simbole;
- programski: za snimanje se koriste samo programski jezici.
Opis blok dijagrama uređaja
Grafički prikaz slijeda radnji uključuje sliku algoritma koji opisuje veze funkcionalnih blokova ovog kruga, koji odgovaraju izvršenju jedne ili više radnji. Blok dijagram niza sastoji se od zasebnih elemenata čije su veličine i pravila građenja određena državnim standardom. Za svaku vrstu radnje (unos podataka, evaluacija vrijednosti izraza, provjera valjanostiuvjeti, kontrola ponavljanja radnji, dovršetak obrade itd.) predviđena je zasebna geometrijska figura predstavljena u obliku bloka. Ovi simboli povezani su linijama koje određuju slijed radnji.
Osnovni elementi koji se koriste u izradi dijagrama toka
Puni popis grafičkih simbola koji se koriste za opisivanje algoritma sastoji se od 42 elementa. Nećemo dati sve, već razmotrimo samo onu glavnu.
Elementi dijagrama toka:
1. Proces znači računsku radnju ili slijed takvih radnji koje mijenjaju vrijednosti, raspored podataka ili oblik prezentacije. Radi jasnoće sheme, takvi se elementi mogu kombinirati u jedan blok. Ovaj simbol izgleda kao pravokutnik, unutar kojeg su upisani komentari koji prate izvođenje operacije (ili grupe operacija).
2. Odluka. Ovaj blok se koristi za označavanje prijelaza upravljanja pod određenim uvjetima. Svaki takav element specificira pitanje, usporedbu ili uvjet koji ga definira. Drugim riječima, odluka je izbor smjera za izvođenje programa ili algoritma ovisno o nekom promjenjivom uvjetu. Grafički prikaz ovog elementa je romb. Spomenuti simbol može se koristiti kao slika sljedećih objedinjenih struktura: izbor, puna i nepotpuna vilica, ciklus "do" i "do".
3. Izmjena. Ovaj blok označava početak petlje. Koristi se za organiziranje cikličke strukture. Unutar takvog elementa upisuje se parametar krugaakcije, označavaju njegove početne vrijednosti, granični uvjet, kao i korak promjene parametra za naknadno ponavljanje. Drugim riječima, modifikacija je izvršavanje promjene naredbi ili njihovih grupa, operacija koje mijenjaju program. Grafički prikaz ovog simbola je šesterokut.
4. Predefinirani proces znači izračun prema unaprijed određenom ili standardnom programu. Koristi se za označavanje poziva pomoćnom algoritmu koji postoji autonomno u obliku zasebnih neovisnih modula, kao i za pozivanje bibliotečkih rutina. Grafički, ovaj simbol je predstavljen pravokutnikom s dva okomita polja duž rubova. Ovaj element se koristi za označavanje poziva funkcijama, procedurama, programskim modulima.
5. Unos-izlaz podataka općenito.
6. Pokreni i zaustavi. Ovaj element označava početak i kraj algoritma, kao i ulaz u program i izlaz iz njega. Grafički, ovaj simbol podsjeća na pravokutnik koji ima lukove umjesto bočnih ravnih linija.
7. Dokument znači izlaz rezultata rada za ispis. Grafički, takav element podsjeća na pravokutnik, samo je poluval nacrtan umjesto donje ravne linije.
8. Ručni unos znači stavljanje podataka u obradu od strane operatera pomoću uređaja koji je spojen na računalo (tipkovnica). Grafički simbol ručnog unosa je četverokut čije su bočne linije paralelne, donja je okomita na njih, a gornja je koso.
9. Zaslon znači unos ili izlaz informacija kada je uređaj izravnospojen na procesor. U trenutku kada se podaci počnu reproducirati, operater može izvršiti promjene dok se obrađuju. Grafički, ovaj element predstavlja lik u kojem su donja i gornja linija paralelne, desna je luk, a lijeva se sastoji od dvije ravne linije u obliku strelice.
10. Protočne linije su strelice koje označavaju slijed povezivanja. Niti jedan blok dijagram strukture ne može bez ovog elementa. Postoje određena pravila za crtanje ovih likova. Nabrojimo ih:
- ovi elementi moraju biti paralelni s vanjskim linijama perimetra ili granicama stranice na kojoj je prikazan ovaj blok dijagram;
- smjer linije od vrha prema dolje ili slijeva nadesno smatra se glavnim, nije označen strelicama, ostali slučajevi označavanja smjerova su njima naznačeni;
- promjena smjera ovog elementa vrši se samo pod kutom od 90o.
11. Priključak. Ovaj element je namijenjen za označavanje komunikacije na prekinutim protočnim vodovima. Ovi se simboli koriste ako je dijagram toka programa izgrađen od nekoliko dijelova. Zatim bi protočni vod iz jednog dijela trebao završiti "konektorom", a novi dio bi trebao započeti ovim simbolom. Unutar takvog elementa nalazi se isti serijski broj. Grafika "konektor" je krug.
12. Interkonektor. Svrha ovog elementa je slična prethodnoj, samo se koristi za povezivanje dijagrama toka postavljenih na različitim stranicama. Slika takvogelement je predstavljen pentagonom u obliku kuće.
13. Komentar je veza između različitih elemenata dijagrama toka s objašnjenjima. Navedeni element omogućuje vam da uključite formule i druge informacije.
Izrada dijagrama toka
Grafička konstrukcija algoritma dio je dokumentacije za uređaj ili program, koji je uvijek dostupan u izobilju. Međutim, u većini slučajeva softver uopće ne treba dijagram toka. Samo nekoliko zahtijeva konstrukciju algoritma koji zauzima nekoliko listova, dok je ostalima potrebna simbolička shema. Jednostavan dijagram toka prikazuje strukturu grananja programa u samo jednom aspektu. Međutim, čak je i takva struktura jasno vidljiva samo ako algoritam stane na jedan list. Inače, kada se dijagram toka nalazi na nekoliko stranica povezanih prijelazima stranica, vrlo je teško dobiti pravu ideju o tome. Ako se stavi na jedan list, tada se za veliki program ova slika algoritma pretvara u njegov opći plan s popisom glavnih blokova i faza. Naravno, takav raspored ne slijedi standarde za izradu dijagrama, ali ih ne treba, budući da je ovaj proces potpuno individualan. Pravila koja se odnose na vrstu simbola, strelice i redoslijed numeriranja potrebna su samo za raščlanjivanje detaljnih dijagrama toka.
Nizovi i algoritmi izgradnje
Niz je zbirka informacija istog tipa, koja je pohranjena u uzastopnim memorijskim klasterima i ima zajednički naziv. Takve stanice se nazivaju"elementi sustava". Svi klasteri su uzastopno numerirani. Taj se broj naziva "indeks elementa niza". Kako sastaviti blok dijagram za takav sustav? Razmotrimo primjer stvaranja algoritma za elementarni niz jednodimenzionalnog tipa. Najjednostavniji sustav ima konvencionalni oblik niza. Postavimo ime za ovaj niz - "A". Pretpostavit ćemo da se naš sustav sastoji od osam ćelija (od 1 do 8). Svaki od navedenih klastera sadrži slučajni broj, koji se naziva "element niza". Da biste upućivali na određenu ćeliju, morate navesti ime u uglastim zagradama ([3]). Razmotrimo primjer u kojem je blok dijagram niza dizajniran da ispuni sustav slučajnim brojevima, a zatim prikaže informacije na ekranu. Što je takav algoritam? Ovo je elementarni sustav. Zapravo, nema praktičnu primjenu, ali je prikladan za obrazovni proces. Blok dijagram koji se razmatra (primjer konstrukcije opisan je u nastavku) sadrži samo sedam glavnih elemenata povezanih prijelaznim linijama.
Opis niza zadataka
1. Prvi element sheme bit će simbol "Start".
2. Drugi blok je “Proces”, unutar kojeg unosimo “slučajnu inicijalizaciju”.
3. Sljedeći element je “Modification”, u blok unosimo vrijednost ćelija polja.
4. Nadalje, prema zadanoj funkciji, odvija se preusmjeravanje na sljedeći blok "procesa", u kojem se specificira apel na određene klastere sustava, što ukazuje na ograničenje slučajnih brojeva u rasponu od nule dostotina. Nakon ove operacije dolazi do povratka u treći blok, a kroz njega - dalje do petog.
5. U ovom bloku "Modifikacije", prema unesenoj funkciji, vrši se preusmjeravanje na sljedeći element.
6. "Izlaz" prikazuje informacije o novom sadržaju niza na monitoru, nakon čega slijedi smjer na prethodni blok. Dalje - do posljednjeg elementa.
7. "Kraj" algoritma.
Na temelju takvog dijagrama toka sastavlja se program koji će osigurati rad predstavljenog algoritma.
Uređivač dijagrama toka
Ako se pitate kako napraviti dijagram toka, znajte da postoje posebni programi koji su dizajnirani za stvaranje i uređivanje takvih sustava. Pogodnost grafičkog prikaza algoritma je u tome što korisnik nije vezan za sintaksu određenog programskog jezika. Konstruirani blok dijagram jednako je prikladan za sve jezike (na primjer, C, Pascal, BASIC i drugi). Osim toga, uređivač se može koristiti za izradu dijagrama i provjeru funkcionalnosti sklopova. Takav program je specijalizirani softver. Pruža raznolik skup alata potrebnih za izradu dijagrama toka, što ga čini praktičnijim od konvencionalnih grafičkih uređivača. Dodatne opcije omogućuju vam da optimizirate proces sastavljanja sustava uz njegovu daljnju transformaciju u funkcije i postupke programskog jezika. Osim toga, uređivač dijagrama toka nudi skup predložaka koji mogu značajno ubrzati rad korisnika početnika. Uostalom, poznato je da se pri konstruiranju algoritma često koriste strukture koje se ponavljaju, na primjer, razne varijante ciklusa, alternative (potpune i nepotpune), više grana i tako dalje. Uređivač vam omogućuje da odaberete često korištene elemente u dijagramima toka i dodate ih u stvoreni dijagram. To eliminira potrebu da ih svaki put ponovno iscrtavate. Osim toga, pomoću uređivača možete uvesti funkcije i postupke implementirane u bilo kojem poznatom programskom jeziku. Ova je opcija korisna za raščlanjivanje strukture algoritma koji je napisan na nepoznatom jeziku. Sistemski zahtjevi dotičnog programa prilično su skromni, što vam omogućuje da ga koristite na bilo kojem osobnom računalu.
Zaključak
Rezimirajući, moram napomenuti da su detaljne sheme za izgradnju algoritama već zastarjele. Kao opis procesa, oni nikoga ne zanimaju. U najboljem slučaju, dijagrami toka prikladni su za obuku početnika koji ne znaju razmišljati algoritamski. Nekada predloženi elementi sa svojim sadržajem bili su jezik visoke razine; oni su kombinirali operatore strojnog jezika u zasebne grupe. Trenutno svaki grafički element odgovara određenom operatoru. To znači da se sam simbol pretvorio u slučajnu, i što je najvažnije, beskorisnu aktivnost crtanja koja se lako može napustiti. Danas su čak i linije za skok postale suvišne, budući da je svaki operator već definiran. Zapravo, grafička konstrukcija algoritama je više hvaljena nego što se primjenjuje u praksi. Programer s velikim iskustvom prije pisanja programa,rijetko crta blok dijagram. Kada standard organizacije zahtijeva grafički algoritam, oni ga crtaju nakon što je posao završen.
