كيفية إنشاء مخطط انسيابي. مخطط كتلة البرنامج، مجموعة

المخطط الانسيابي هو عرض رسومي لعملية تبين بوضوح التسلسل المنهجي لجميع مراحل المهمة، وكذلك جميع المجموعات التي تشارك في العملية. مثل هذا المخطط هو نظام من الرموز البيانية (كتل) وخطوط التحولات (السهام) بينهما. كل من هذه الكتل يتوافق مع خطوة معينة من الخوارزمية. داخل هذا الرمز، يتم إعطاء وصف لهذا الإجراء.

ما هي المخططات الانسيابية؟

تم تصميم هذه الأنظمة لأداء الوظائف التالية:

- تطوير عملية جديدة.

- وصف وتوثيق الخوارزمية الحالية؛

- وضع تعديلات على هذه العملية أو استكشاف الروابط مع احتمال حدوث أخطاء وفشل.

- تحديد متى وأين وكيف لتغيير الخوارزمية الحالية، من أجل اختبار استقرار النظام بأكمله.

تطوير سير العمل

يتم بناء أي مخطط كتلة على أساس خوارزمية الإجراءات التي تصف تشغيل الجهاز أو البرنامج. ولذلك، فإن النظام نفسه هو الذي شيد لأول مرة. "الخوارزمية" يشير إلى وصف تسلسل العمليات لحل المهمة. في الواقع، هذه هي القواعد لتنفيذ عمليات معالجة المعلومات الضرورية . قبل البدء في بناء الخوارزمية، تحتاج إلى تحديد واضح للمهمة: ما الذي يجب الحصول عليه نتيجة لذلك، ما هي المعلومات المصدر المطلوبة، وما هو متاح بالفعل، هل هناك أي قيود للحصول عليه. بعد ذلك، يتم تجميع قائمة من الإجراءات التي يتعين اتخاذها للحصول على النتيجة المرجوة.

أنواع الخوارزميات

وفي الممارسة العملية، غالبا ما تستخدم الأنواع التالية من المخططات الانسيابية:

- الرسم، أي، في أساس الرموز الهندسية؛

- اللفظي: جمعت مع مساعدة من الكلمات العادية للغة.

- الكود الكاذب: يمثل وصف شبه رسمي بلغة خوارزمية مشروطة، تتضمن عناصر لغة البرمجة والعبارات الأدبية، فضلا عن الرموز الرياضية المقبولة عموما؛

- البرامج: تستخدم لغات البرمجة فقط للتسجيل.

مخطط كتلة الجهاز: الوصف

يتضمن التمثيل الرسومي لتسلسل الإجراءات صورة لخوارزمية تصف علاقات الفدرات الوظيفية لهذه الدائرة، والتي تتوافق مع تنفيذ إجراء واحد أو أكثر. يتكون مخطط كتلة المصفوفة من العناصر الفردية، وحجم وقواعد البناء التي يتم تحديدها من قبل معيار الدولة. ولكل نوع من أنواع الإجراءات (إدخال البيانات، وحساب قيم التعبير، وشروط الفحص، والتحكم في تكرار الإجراءات، ونهاية المعالجة، وما إلى ذلك)، يتم توفير رقم هندسي منفصل يمثل كمجموعة. وترتبط هذه الرموز بالخطوط التي تحدد تسلسل الإجراءات.

العناصر الأساسية المستخدمة في رسم المخططات الانسيابية

تتألف القائمة الكاملة من الرموز الرسومية المستخدمة لوصف الخوارزمية من 42 عنصرا. ونحن لن تعطي كل شيء، ولكن فقط الرئيسي.

عناصر المخطط الانسيابي:

1. تعني العملية إجراء حسابيا أو سلسلة من هذه الإجراءات أو القيم المتغيرة أو تخطيطات البيانات أو نموذج العرض التقديمي. وتوخيا للوضوح، يمكن دمج هذه العناصر في قالب واحد. هذا الرمز له شكل مستطيل، وداخله يتم كتابة التعليقات المصاحبة للعملية (أو مجموعة العمليات).

2. الحل. يتم استخدام هذه الكتلة للإشارة إلى انتقال عنصر التحكم بواسطة شرط معين. وفي كل عنصر من هذه العناصر، يشار إلى السؤال أو المقارنة أو الشرط الذي يحدده. وبعبارة أخرى، فإن الحل هو اختيار الاتجاه لتنفيذ برنامج أو خوارزمية، اعتمادا على حالة متغيرة معينة. المظهر الجرافيكي لهذا العنصر هو المعين. يمكن استخدام الرمز كصورة من الهياكل الموحدة التالية: التحديد، شوكة، كاملة وغير كاملة، "قبل" و "وداعا".

3. التعديل. تشير هذه الكتلة إلى بداية الدورة. يتم استخدامه لتنظيم بناء دوري. داخل هذا العنصر كتابة المعلمة من دائرة الإجراءات، تشير إلى قيمها الأولية، شرط الحدود، وأيضا خطوة تغيير المعلمة للتكرار اللاحقة. وبعبارة أخرى، فإن التعديل هو تنفيذ الأوامر المتغيرة أو مجموعاتها، العمليات التي تعدل البرنامج. التمثيل البياني لهذا الرمز هو مسدس.

4. عملية محددة مسبقا تعني الحوسبة من قبل برنامج معين أو معيار. يتم استخدامه للإشارة إلى الإشارة إلى خوارزمية مساعدة، والتي توجد بشكل مستقل في شكل وحدات مستقلة منفصلة، وكذلك للوصول إلى فرعي المكتبة. من الناحية البيانية، يتم تمثيل هذا الرمز بواسطة مستطيل مع اثنين من الهوامش العمودية على الحواف. يعمل هذا العنصر لتعليمات المكالمات إلى وظائف وإجراءات وحدات البرنامج.

5. إدخال / إخراج البيانات بشكل عام.

6. بدء وإيقاف. هذا العنصر يعني بداية ونهاية الخوارزمية، وكذلك الدخول والخروج من البرنامج. بيانيا، هذا الرمز يشبه مستطيل مع أقواس بدلا من خطوط جانبية.

7. الوثيقة تعني إخراج مهمة الطباعة. بيانيا، مثل هذا العنصر يشبه المستطيل، ولكن بدلا من الخط السفلي يتم إدراج نصف موجة.

8. الإدخال اليدوي يعني بداية البيانات في المعالجة من قبل المشغل باستخدام جهاز متصل بجهاز كمبيوتر (لوحة المفاتيح). رمز الرسم للإدخال اليدوي هو الرباعية التي خطوط جانبية متوازية، والخط السفلي هو عمودي عليها، والخط المائل العلوي.

9. العرض يعني إدخال أو إخراج المعلومات في حالة توصيل الجهاز مباشرة إلى المعالج. في اللحظة التي يبدأ فيها تشغيل البيانات، يمكن للمشغل إجراء تغييرات أثناء معالجتها. بيانيا هذا العنصر يمثل الرقم الذي خطوطه العلوية والعلوية موازية، والحق واحد هو قوس، والجزء الأيسر يتكون من خطين مستقيمين في شكل سهم.

10. خطوط التدفق هي السهام التي تشير إلى تسلسل الاتصالات. لا يمكن رسم مخطط كتلة الهيكل دون هذا العنصر. هناك قواعد معينة لرسم هذه الرموز. نحن قائمة بهم:

- يجب أن تكون هذه العناصر موازية لخطوط المحيط الخارجي أو حدود الصفحة التي يصور فيها هذا المخطط.

- اتجاه الخط من أعلى إلى أسفل أو من اليسار إلى اليمين يعتبر أن يكون الرئيسي، فإنه لم يشار من قبل السهام، والحالات الأخرى من تشير الاتجاهات وأشار لهم؛

- يتم تغيير اتجاه هذا العنصر فقط بزاوية 90 درجة.

11. موصل. ويهدف هذا العنصر إلى الإشارة إلى الاتصالات على خطوط تدفق توقف. وتستخدم هذه الرموز في حال بناء المخطط التخطيطي للبرنامج من عدة أجزاء. ثم يجب أن ينتهي خط التدفق من جزء واحد ب "موصل"، ويبدأ الجزء الجديد بهذا الرمز. داخل هذا العنصر يتم وضع نفس رقم التسلسل. الصورة الرسومية ل "الموصل" هي دائرة.

12. موصل بيني. والغرض من هذا العنصر هو مماثل لهذا سابق، فقط يتم استخدامه لربط المخططات تدفق وضعت على صفحات مختلفة. صورة مثل هذا العنصر يمثلها البنتاغون في شكل منزل.

13 - والتعليق هو حلقة وصل بين مختلف عناصر مخطط انسيابي مع شرح. يسمح لك هذا العنصر بتضمين الصيغ والمعلومات الأخرى.

المخططات الانسيابية للمباني

البناء الرسومي للخوارزمية هو جزء من وثائق الجهاز أو البرنامج، والذي يتوفر دائما في وفرة. ومع ذلك، في معظم الحالات، البرنامج لا يحتاج إلى مخطط كتلة على الإطلاق. وحدات فقط تتطلب بناء خوارزمية التي تحتل عدة أوراق، والباقي هو تماما مخطط رمزي. ويظهر الرسم البياني البسيط للهيكل المتفرع للبرامج في جانب واحد فقط. ومع ذلك، حتى مثل هذا الهيكل واضح للعيان فقط إذا وضعت الخوارزمية على ورقة واحدة. في الحالة المقابلة، عندما يكون الرسم التخطيطي للكتلة على عدة صفحات مترابطة من خلال التحولات الخلالية، فإنه من الصعب جدا الحصول على تمثيل حقيقي حوله. إذا وضعت على ورقة واحدة، ثم لبرنامج كبير هذه الصورة من الخوارزمية يتحول إلى خطتها العامة مع قائمة من الكتل الرئيسية والمراحل. وبطبيعة الحال، فإن مثل هذا الجدول الزمني لا يتبع معايير بناء المخططات، لكنه لا يحتاج إليها، لأن هذه العملية الفردية تماما. القواعد المتعلقة بنوع الرموز والسهام وترتيب الترقيم ضرورية فقط لتحليل المخططات التفصيلية.

صفائف وخوارزميات

المصفوفة هي مجموعة من نفس النوع من المعلومات المخزنة في مجموعات ذاكرة متتالية ولها اسم شائع. وتسمى هذه الخلايا "عناصر النظام". يتم ترقيم جميع المجموعات في النظام. يسمى هذا الرقم "فهرس عنصر الصفيف". كيفية رسم مخطط انسيابي لمثل هذا النظام؟ النظر في مثال على إنشاء خوارزمية لمجموعة أساسية من نوع واحد - الأبعاد . أبسط نظام له شكل سلسلة. تعيين اسم لهذه المصفوفة - "A". سوف نفترض أن نظامنا يتكون من ثماني خلايا (من 1 إلى 8). كل من هذه المجموعات تحتوي على رقم عشوائي، وهو ما يسمى "عنصر صفيف". لمعالجة خلية معينة، يجب تحديد الاسم بين قوسين مربعين ([3]). دعونا ننظر في المثال الذي يهدف المخطط كتلة من الصفيف لملء النظام مع أرقام عشوائية ثم عرض المعلومات على الشاشة. ما هي هذه الخوارزمية؟ هذا هو نظام ابتدائي. في الواقع، فإنه لا يوجد لديه التطبيق العملي، ولكنها مريحة لعملية التعلم. مخطط الرسم البياني المدروس (مثال البناء الموضح أدناه) يحتوي فقط على سبعة عناصر أساسية متصلة بخطوط الانتقال.

وصف تسلسل المهام

1 - العنصر الأول من المخطط هو الرمز "البداية".

2. الكتلة الثانية هي "العملية"، وداخلها ندخل "التهيئة العشوائية".

3. العنصر التالي هو "تعديل"، في كتلة ندخل قيمة خلايا الصفيف.

4. وعلاوة على ذلك، وفقا للوظيفة المعطاة، هناك إعادة توجيه إلى الفدرة التالية من "العملية"، التي تحدد الوصول إلى مجموعات محددة من النظام، مع تحديد الحد من الأرقام العشوائية في النطاق من صفر إلى مائة. بعد هذه العملية، والعودة إلى كتلة ثالثة، ومن خلال ذلك - إلى الخامس.

5. في هذه المجموعة "التعديلات"، وفقا للوظيفة المدرج، يتم إعادة توجيه العنصر التالي.

.6 يعرض "الإخراج" معلومات حول المحتويات الجديدة للمصفوفة على الشاشة مع الاتجاه اللاحق للكتلة السابقة. التالي - على العنصر الأخير.

7. "نهاية" الخوارزمية.

على أساس هذا المخطط كتلة، يتم إنشاء برنامج من شأنها أن تضمن عمل الخوارزمية المقدمة.

"بلوك دياغرام إديتور"

إذا كنت تتساءل كيفية إنشاء مخطط انسيابي، ثم نعرف أن هناك برامج خاصة التي تم تصميمها لإنشاء، وتحرير أيضا هذه الأنظمة. راحة العرض الرسومية للخوارزمية هي أن المستخدم غير مرتبط ببناء لغة برمجة معينة. الرسم التخطيطي للكتلة المبنية مناسب على حد سواء لجميع اللغات (على سبيل المثال، C، باسكال، باسيك وغيرها). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام محرر لبناء المخططات واختبار تشغيل الدوائر. مثل هذا البرنامج هو برنامج متخصص. ويوفر مجموعة متنوعة من الأدوات اللازمة لبناء المخططات الانسيابية، مما يجعلها أكثر ملاءمة من المحررين الرسومات التقليدية . خيارات إضافية تسمح لتحسين عملية تجميع النظام مع مزيد من التحول إلى وظائف وإجراءات لغة البرمجة. وبالإضافة إلى ذلك، محرر مخطط الانسياب يقدم مجموعة من القوالب التي يمكن أن تسرع بشكل كبير في عمل المستخدم المبتدئ. بعد كل شيء، فمن المعروف أنه عند بناء خوارزمية، وغالبا ما تستخدم الهياكل المتكررة، على سبيل المثال، مختلف المتغيرات من الدورات والبدائل (كاملة وغير كاملة)، والتفرعات متعددة، وهلم جرا. محرر يسمح لك لتحديد العناصر المستخدمة بشكل متكرر في المخططات وإضافتها إلى المخطط الذي يتم إنشاؤه. هذا يتجنب رسمها في كل مرة من جديد. وبالإضافة إلى ذلك، مع مساعدة من محرر، يمكنك استيراد وظائف والإجراءات المنفذة في أي لغة البرمجة المعروفة. هذا الخيار مفيد لتحليل بنية الخوارزمية، المكتوبة بلغة غير مألوفة. متطلبات النظام من هذا البرنامج متواضعة نوعا ما، والذي يسمح باستخدامه على أي جهاز كمبيوتر شخصي.

استنتاج

تلخيص، تجدر الإشارة إلى أن خوارزميات مفصلة قد أصبحت بالفعل عفا عليها الزمن. كما وصفا للعملية، فهي لا تهم أي شخص. في أفضل الأحوال، المخططات الانسيابية هي مناسبة للمبتدئين التدريب الذين لا يعرفون كيفية التفكير خوارزمية. العناصر المقترحة في ذلك الوقت مع مضمونها كانت لغة رفيعة المستوى، وتوحيد مشغلي لغة الجهاز إلى مجموعات منفصلة. في هذه اللحظة، كل عنصر الرسم يتوافق مع مشغل معين. وبالتالي، فإن الشخصية نفسها تحولت إلى عرضي، والأهم من ذلك - عداء درس عديمة الفائدة، والتي يمكن بسهولة التخلي عنها. واليوم، أصبحت خطوط الانتقال زائدة عن الحاجة، لأن كل مشغل محدد بالفعل. في الواقع، البناء الجرافيكي للخوارزميات هو أكثر تطويقا من استخدامه في الممارسة العملية. مبرمج مع خبرة واسعة قبل كتابة برنامج نادرا ما رسم مخطط انسيابي. عندما يتطلب معيار المنظمة خوارزمية رسومية، ثم رسمها بعد نهاية العمل.