Блок-схема

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Пример блок-схемы расчета факториала с использованием цикла

Схе́ма — графическое представление определения, анализа или метода решения задачи, в котором используются символы для отображения данных, потока, оборудования и т. д.[1]

Блок-схема — распространенный тип схем (графических моделей), описывающих алгоритмы или процессы, в которых отдельные шаги изображаются в виде блоков различной формы, соединенных между собой линиями, указывающими направление последовательности. Правила выполнения регламентируются ГОСТ 19.701-90 "Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения"[1]. Стандарт в частности регулирует способы построения схем и внешний вид их элементов.

Основные элементы схем алгоритма[править | править вики-текст]

При начертании элементов рекомендуется придерживаться строгих размеров, определяемых двумя значениями a и b. Значение a выбирается из ряда 15, 20, 25.. мм, b рассчитывается из соотношения 2a = 3b. Определение размеров несет рекомендательный характер, однако, стоит отметить, что при соблюдении выполнения размеров блок-схемы имеют более аккуратный вид.

Процесс[править | править вики-текст]

Символ отображает функцию обработки данных любого вида (выполнение определенной операции или группы операций, приводящее к изменению значения, формы или размещения информации или к определению, по которому из нескольких направлений потока следует двигаться).

Элементы - Процесс.svg

Данные[править | править вики-текст]

Символ отображает данные, носитель данных не определен.

Элементы - Данные.svg

Преобразование данных в форму, пригодную для обработки (ввод) или отображения результатов обработки (вывод). Данный символ не определяет носителя данных (для указания типа носителя данных используются специфические символы).

Предопределенный процесс[править | править вики-текст]

Символ отображает предопределенный процесс, состоящий из одной или нескольких операций или шагов программы, которые определены в другом месте (в подпрограмме, модуле). Например, в программировании − вызов процедуры или функции.

Элементы - Подпрограмма.svg

Решение[править | править вики-текст]

Символ отображает решение или функцию переключательного типа, имеющую один вход и ряд альтернативных выходов, один и только один из которых может быть активизирован после вычисления условий, определенных внутри этого символа. Соответствующие результаты вычисления могут быть записаны по соседству с линиями, отображающими эти пути.

Элементы - Условие.svg

Отображает решение или функцию переключательного типа с одним входом и двумя или более альтернативными выходами, из которых только один может быть выбран после вычисления условий, определенных внутри этого элемента. Вход в элемент обозначается линией, входящей обычно в верхнюю вершину элемента. Если выходов два или три, то обычно каждый выход обозначается линией, выходящей из оставшихся вершин (боковых и нижней). Если выходов больше трех, то их следует показывать одной линией, выходящей из вершины (чаще нижней) элемента, которая затем разветвляется. Соответствующие результаты вычислений могут записываться рядом с линиями, отображающими эти пути. Примеры решения: в общем случае − сравнение (три выхода: >, <, =); в программировании − условные операторы if (два выхода: true, false) и case (множество выходов).

Терминатор[править | править вики-текст]

Символ отображает выход во внешнюю среду и вход из внешней среды (начало или конец схемы программы, внешнее использование и источник или пункт назначения данных).

Элементы - Терминатор.svg

На практике имеют смысл следующие описания терминаторов: начало/конец, запуск/останов, перезапуск (подразумевает перезапуск данной блок-схемы), ошибка (подразумевает завершение алгоритма с ошибкой), исключение (подразумевает генерацию программного исключения)

Проверка введенных данных с возможной ошибкой

Цикл[править | править вики-текст]

Символ, состоящий из двух частей, отображает начало и конец цикла. Обе части символа имеют один и тот же идентификатор. Условия для инициализации, приращения, завершения и т.д. помещаются внутри символа в начале или в конце в зависимости от расположения операции, проверяющей условие.

Элементы - Цикл.svg

Пример блок-схемы расчета факториала с использованием цикла[править | править вики-текст]

Пример блок-схемы расчета факториала с использованием цикла

Пример вложенных циклов[править | править вики-текст]

Пример вложенных циклов в блок-схемах

Соединитель[править | править вики-текст]

Символ отображает выход в часть схемы и вход из другой части этой схемы и используется для обрыва линии и продолжения ее в другом месте. Соответствующие символы-соединители должны содержать одно и то же уникальное обозначение.

Элементы - Соединитель.svg

Разделение алгоритма на две части с использованием соединителей[править | править вики-текст]

Пример - Применение соединителей.svg

Комментарий[править | править вики-текст]

Символ используют для добавления описательных комментариев или пояснительных записей в целях объяснения или примечаний. Пунктирные линии в символе комментария связаны с соответствующим символом или могут обводить группу символов. Текст комментариев или примечаний должен быть помещен около ограничивающей фигуры.

Элементы - Комментарий.svg

Также символ комментария следует использовать в тех случаях, когда объём текста, помещаемого внутри некоего символа (например, символ процесса, символ данных и др.), превышает размер самого этого символа. Комментарии используют совместно с терминаторами для описания входных аргументов алгоритма при описании функций

Пример - Входные переменные.svg

Параллельные действия[править | править вики-текст]

Символ представляется двумя параллельными линиями, отображает синхронизацию двух или более параллельных операций. В случае входа нескольких операций в параллельные линии, выполнение алгоритма будет продолжено только в случае окончания всех входящих процессов.

Пример - Параллельные действия.svg

Параллельные действия могут быть использованы для асинхронных процессов или для процессов, последовательность которых не важна. В представленном примере стоит обратить внимание, что созданные в одних параллельных линиях процессы не обязаны также параллельно заканчиваться.

Описание других элементов схем можно найти в соответствующих ГОСТ (указаны выше). Среди элементов существуют:

  • Запоминаемые данные
  • Документ
  • Ручной ввод
  • Карта
  • Дисплей
  • Ручная операция
  • Передача управления
  • Альтернативная связь между двумя или более символами
  • и др.

Представление алгоритмов в виде графов[править | править вики-текст]

Порядок выполнения действий задается путём соединения вершин дугами, что позволяет рассматривать блок-схемы не только как наглядную интерпретацию алгоритма, удобную для восприятия человеком, но и как взвешенный ориентированный граф (т. н. граф-схема алгоритма, ГСА). Подобное представление алгоритмов используется при построении систем логического управления, реализующих заданные управляющие алгоритмы, в задачах распараллеливания вычислений и т. д.

Программы[править | править вики-текст]

Свободные программы

Коммерческие программы

Онлайн-сервисы

Во многих представленных программах, помимо ручного создания блок-схем, существуют решения для автоматического создания блок-схем из исходного кода программ.

Критика[править | править вики-текст]

Распространённой и ошибочной практикой является попытка использования блок-схем для иллюстрации алгоритма на низком уровне (на уровне кода) — то есть, попытка вписывать в блоки схемы фрагменты кода на каком-либо искусственном языке. Такой подход применим только к программам, организованным согласно структурному подходу, и не может отразить, к примеру, алгоритма, который реализуется во взаимодействии абстракций при объектно-ориентированном подходе. Для целей описания алгоритмов, взаимодействия частей системы и иллюстрации многих других сопутствующих вещей существует нотация UML.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]