Понятие и основные сведения об алгоритме. Способы записи алгоритмов.

При построении систем ком­плексной автоматизации, особенно систем, включающих цифровые управляющие машины, все больше выявляется недостаточность диффе­ренциальных, разностных и интег­ральных уравнений как математи­ческого аппарата описания процес­сов управления. Обусловлено это большим количеством логических условий, встречающихся в подоб­ных процессах управления, а также дискретностью многих действий.

Необходим более общий способ описания процессов управления. Таким способом может служить ал­горитм.

Термин алгоритм происходит от имени средневекового уз­бекского математика Аль-Хорезми, который еще в IX в. (825 г.) дал правила выполнения четырех арифметических действий в десятичной системе счисления. Процесс выполнения арифмети­ческих действий был назван алгоризмом.

Алгоритм есть совокупность четко опреде­ленных правил, процедур или команд, обеспе­чивающих решение поставленной задачи за ко­нечное число шагов.

Под алгоритмом управления понимают совокупность правил при­ложения управляющих воздействий к исполнительным элементам объекта управления, обеспечивающих его функционирование с целью решения поставленной перед объектом задачи. Вырабатывает указан­ные воздействия управляющее устройство на основе уставок и ограни­чений, введенных оператором (априорная информация), и сигналов датчиков, вводимых обратными связями (текущая информация).

В этом смысле алгоритм управления определяет закон функциони­рования управляющего устройства.

Алгоритм — понятие весьма ши­рокое; оно охватывает любую совокупность преобразований и логиче­ских условий, действующих в опре­деленном порядке. Например, алгоритмом можно назвать любую инструкцию или предписание, определяющие порядок действия лица в конкретных условиях. Любая передаточная функция системы управ­ленияесть частный вид алгоритма.

Используются следующие спосо­бы записи алгоритмов:

• словесный;

• формульный;

• табличный;

• операторный;

• графический;

• язык программирования.

При словесном способе записи содержание последователь­ных этапов алгоритма описывается в произвольной форме на ес­тественном языке.

Формульный способ основан на строго формализованном аналитическом задании необходимых для исполнения действий.

Табличный способ подразумевает отображение алгоритма в виде таблиц, использующих аппарат реляционного исчисления и алгебру логики для задания подлежащих исполнению взаимных связей между данными, содержащимися в таблице.

Операторный способ базируется на использовании для ото­бражения алгоритма условного набора специальных операторов: арифметических, логических, печати, ввода данных и т, д.; опе­раторы снабжаются индексами и между ними указываются необ­ходимые переходы, а сами индексированные операторы описы­ваются чаще всего в табличной форме.

Графическое отображение алгоритмов в виде блок-схем — весьма наглядный и распространенный способ. Графические символы, отображающие выполняемые процедуры, стандартизо­ваны. Наряду с основными символами используются и вспомо­гательные, поясняющие процедуры и связи между ними.

Алгоритмы могут быть записаны и в виде команд какого-ли­бо языка программирования. Если это макрокоманды, то алго­ритм читаем и пользователем-программистом, и вычислитель­ной машиной, имеющей транслятор с соответствующего языка.