Diagram toka je grafički prikaz procesa koji jasno pokazuje sistematski slijed svih faza zadatka, kao i svih grupa koje su uključene u ovaj proces. Takva šema je sistem grafičkih simbola (blokova) i prelaznih linija (strelica) između njih. Svaki od ovih blokova odgovara određenom koraku algoritma. Unutar takvog simbola dat je opis ove akcije.
Za šta se koriste dijagrami toka?
Pomenuti sistemi su dizajnirani da obavljaju sljedeće funkcije:
- razviti novi proces;
- opišite i dokumentirajte trenutni algoritam;
- razviti modifikacije ovog procesa ili istražiti veze sa vjerovatnim pojavljivanjem grešaka i kvarova;
- odredite kada, gdje i kako se trenutni algoritam može promijeniti kako bi se testirala stabilnost cijelog sistema.
Razvoj radnog toka
Bilo koji blok dijagram je izgrađen na osnovu algoritma akcija koji opisuje rad uređaja ili programa. Dakle, prvo se gradisistem. "Algoritam" je opis niza operacija za rješavanje datog problema. Zapravo, ovo su pravila za obavljanje potrebnih procesa obrade informacija. Prije nego što nastavite sa izgradnjom algoritma, potrebno je jasno definirati zadatak: šta treba dobiti kao rezultat, koje su početne informacije potrebne i šta je već dostupno, postoje li ograničenja za njihovo dobivanje. Nakon toga sastavlja se lista radnji koje se moraju izvršiti da bi se postigao željeni rezultat.
Vrste algoritama
U praksi se najčešće koriste sljedeće vrste dijagrama toka:
- grafički, odnosno baziran je na geometrijskim simbolima;
- verbalno: sastavljeno od običnih riječi određenog jezika;
- pseudokodovi: oni su poluformalizirani opis u uslovno algoritamskom jeziku, koji uključuje elemente programskog jezika i književne fraze, kao i općenito prihvaćene matematičke simbole;
- programski: za snimanje se koriste samo programski jezici.
Opis blok dijagrama uređaja
Grafički prikaz niza akcija uključuje sliku algoritma koji opisuje veze funkcionalnih blokova ovog kola, koji odgovaraju izvršenju jedne ili više akcija. Blok dijagram niza sastoji se od zasebnih elemenata čije su veličine i pravila konstrukcije određene državnim standardom. Za svaku vrstu akcije (unos podataka, evaluacija vrijednosti izraza, validacijauslovi, kontrola ponavljanja radnji, završetak obrade itd.) predviđena je posebna geometrijska figura, predstavljena u obliku bloka. Ovi simboli su povezani linijama koje određuju redoslijed radnji.
Osnovni elementi koji se koriste u izradi dijagrama toka
Puna lista grafičkih simbola koji se koriste za opisivanje algoritma sastoji se od 42 elementa. Nećemo dati sve, već ćemo uzeti u obzir samo onu glavnu.
Elementi dijagrama toka:
1. Proces znači računsku radnju ili niz takvih radnji koje mijenjaju vrijednosti, raspored podataka ili oblik prezentacije. Radi jasnoće sheme, takvi elementi se mogu kombinirati u jedan blok. Ovaj simbol izgleda kao pravougaonik, unutar kojeg su upisani komentari koji prate izvršenje operacije (ili grupe operacija).
2. Odluka. Ovaj blok se koristi za označavanje tranzicije kontrole pod određenim uslovima. Svaki takav element specificira pitanje, poređenje ili uvjet koji ga definira. Drugim riječima, odluka je izbor smjera za izvršavanje programa ili algoritma ovisno o nekom promjenljivom stanju. Grafički prikaz ovog elementa je romb. Spomenuti simbol se može koristiti kao slika sljedećih objedinjenih struktura: izbor, puna i nepotpuna vilica, ciklus “do” i “do”.
3. Modifikacija. Ovaj blok označava početak petlje. Koristi se za organiziranje ciklične strukture. Unutar takvog elementa upisuje se parametar krugaakcije, označavaju njegove početne vrednosti, granični uslov, kao i korak promene parametra za naknadno ponavljanje. Drugim riječima, modifikacija je izvršavanje promjena naredbi ili njihovih grupa, operacija koje mijenjaju program. Grafički prikaz ovog simbola je šesterokut.
4. Predefinirani proces znači proračun prema unaprijed određenom ili standardnom programu. Koristi se za označavanje poziva pomoćnom algoritmu koji postoji autonomno u obliku zasebnih nezavisnih modula, kao i za pozivanje bibliotečkih rutina. Grafički, ovaj simbol je predstavljen pravougaonikom sa dva vertikalna polja duž ivica. 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 izlazak iz njega. Grafički, ovaj simbol podsjeća na pravougaonik, koji ima lukove umjesto bočnih ravnih linija.
7. Dokument označava izlaz rezultata rada za štampanje. Grafički, takav element liči na pravougaonik, samo je poluval nacrtan umjesto donje prave linije.
8. Ručni unos podrazumeva stavljanje podataka u obradu od strane operatera pomoću uređaja koji je povezan sa računarom (tastatura). Grafički simbol ručnog unosa je četverougao čije su bočne linije paralelne, donja je okomita na njih, a gornja je koso.
9. Prikaz znači unos ili izlaz informacija kada je uređaj direktnopovezan sa procesorom. U trenutku kada podaci počnu da se reproduciraju, operater može izvršiti promjene dok se obrađuju. Grafički, ovaj element predstavlja figuru u kojoj 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 redoslijed povezivanja. Nijedan blok dijagram strukture ne može bez ovog elementa. Postoje određena pravila za crtanje ovih likova. Nabrojimo ih:
- ovi elementi moraju biti paralelni sa spoljnim linijama perimetra ili granicama stranice na kojoj je prikazan ovaj blok dijagram;
- glavnim se smatra smjer linije odozgo prema dolje ili slijeva nadesno, nije označen strelicama, ostali slučajevi označavanja smjerova su njima označeni;
- promjena smjera ovog elementa se vrši samo pod uglom od 90o.
11. konektor. Ovaj element je namijenjen za označavanje komunikacije na prekinutim protočnim vodovima. Ovi simboli se koriste ako je dijagram toka programa izgrađen od nekoliko dijelova. Tada protočni vod iz jednog dijela treba završiti "konektorom", a novi dio treba početi ovim simbolom. Unutar takvog elementa nalazi se isti serijski broj. Grafika "konektor" je krug.
12. Interkonektor. Namjena 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 vam omogućava da uključite formule i druge informacije.
Izrada dijagrama toka
Grafička konstrukcija algoritma je dio dokumentacije za uređaj ili program, koji je uvijek dostupan u izobilju. Međutim, u većini slučajeva softveru uopće nije potreban dijagram toka. Samo nekoliko zahtijeva izgradnju algoritma koji zauzima nekoliko listova, dok je ostalima potrebna simbolička shema. Jednostavan dijagram toka pokazuje strukturu grananja programa samo u jednom aspektu. Međutim, čak i takva struktura je 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 prati standarde za izradu dijagrama, ali mu nisu potrebni, jer je ovaj proces potpuno individualan. Pravila koja se odnose na tip simbola, strelice i redosled numerisanja neophodna su samo za raščlanjivanje detaljnih dijagrama toka.
Nizovi i algoritmi izgradnje
Niz je zbirka informacija istog tipa, koja se pohranjuje u uzastopnim memorijskim klasterima i ima zajedničko ime. Takve ćelije se nazivaju"elementi sistema". Svi klasteri su numerisani uzastopno. Ovaj broj se naziva "indeks elementa niza". Kako napraviti blok dijagram za takav sistem? Razmotrimo primjer kreiranja algoritma za elementarni niz jednodimenzionalnog tipa. Najjednostavniji sistem ima konvencionalni oblik niza. Postavimo ime za ovaj niz - "A". Pretpostavićemo da se naš sistem 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 sistem slučajnim brojevima, a zatim prikaže informacije na ekranu. Šta je takav algoritam? Ovo je elementarni sistem. U stvari, nema praktičnu primjenu, ali je pogodan za obrazovni proces. Blok dijagram koji se razmatra (primjer konstrukcije je opisan u nastavku) sadrži samo sedam glavnih elemenata povezanih prijelaznim linijama.
Opis sekvence zadataka
1. Prvi element šeme će biti simbol "Start".
2. Drugi blok je “Proces”, unutar kojeg unosimo “slučajnu inicijalizaciju”.
3. Sljedeći element je “Modification”, u blok unosimo vrijednost ćelija niza.
4. Nadalje, prema zadatoj funkciji, odvija se preusmjeravanje na sljedeći blok "procesa", u kojem se specificira apel na određene klastere sistema, što ukazuje na ograničenje slučajnih brojeva u rasponu od nule dosto. 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, praćeno smjerom na prethodni blok. Dalje - do posljednjeg elementa.
7. "Kraj" algoritma.
Na osnovu takvog dijagrama toka, kompajlira 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 da kreiraju i uređuju takve sisteme. Pogodnost grafičkog prikaza algoritma je u tome što korisnik nije vezan za sintaksu određenog programskog jezika. Konstruirani blok dijagram je podjednako pogodan za sve jezike (na primjer, C, Pascal, BASIC i drugi). Osim toga, uređivač se može koristiti za izradu dijagrama i provjeru funkcionalnosti kola. Takav program je specijalizovani softver. Pruža raznolik skup alata potrebnih za pravljenje dijagrama toka, što ga čini praktičnijim od konvencionalnih grafičkih uređivača. Dodatne opcije vam omogućavaju da optimizirate proces kompajliranja sistema uz njegovu daljnju transformaciju u funkcije i procedure programskog jezika. Osim toga, uređivač dijagrama toka nudi skup šablona 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 grananja itd. Editor vam omogućava da odaberete često korištene elemente u dijagramima toka i dodate ih u kreirani dijagram. Ovo eliminiše potrebu da ih svaki put ponovo crtate. Osim toga, pomoću uređivača možete uvesti funkcije i procedure implementirane u bilo kojem poznatom programskom jeziku. Ova opcija je korisna za raščlanjivanje strukture algoritma koji je napisan na nepoznatom jeziku. Sistemski zahtjevi dotičnog programa su prilično skromni, što vam omogućava da ga koristite na bilo kom personalnom računaru.
Zaključak
Rezimirajući, moram napomenuti da su detaljne šeme za konstruisanje algoritama već zastarele. Kao opis procesa, oni nikoga ne zanimaju. U najboljem slučaju, dijagrami toka su pogodni za obuku početnika koji ne znaju kako da razmišljaju algoritamski. Nekada predloženi elementi sa svojim sadržajem bili su jezik visokog nivoa; oni su kombinovali operatore mašinskog 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, jer je svaki operator već definiran. Zapravo, grafička konstrukcija algoritama je više hvaljena nego što se primjenjuje u praksi. Programer sa velikim iskustvom pre pisanja programa,rijetko crta blok dijagram. Kada standard organizacije zahtijeva grafički algoritam, oni ga crtaju nakon što je posao završen.
