Algorytm informatyki i podstawy algorytmiki

Algorytm jest receptą na pewne sekwencje działań wykonawcy, aby osiągnąć pożądany cel w kilku krokach.

Co to jest algorytm w informatyce? To jest jego podstawowa koncepcja. Nazwa pochodzi od pisania po łacinie imienia słynnego arabskiego matematyka al-Khorezmi. W jednej z jego książek podał zasady dotyczące pisania liczb Cyfry arabskie i operacje na liczbach wykonywanych przez kolumnę. Następnie termin ten zaczął być uważany za dokładne zadanie sekwencji działań, która daje pożądany wynik na podstawie przetwarzania danych źródłowych.

Algorytmy są zwykle używane do wykonywania ich ręcznie lub automatycznie. Ich rozwijanie, od najprostszych do najbardziej złożonych, jest procesem twórczym. Ta praca może być wykonana tylko przez ludzi.

Wyjaśniliśmy zrozumienie definicji "algorytmu w informatyce". To nie jest takie proste. W tym celu formułowane są ogólne właściwości algorytmu. Informatyka pozwala im odróżnić algorytmy od innych instrukcji.

Ten zestaw instrukcji ma właściwości:

• dyskretność;
• wydajność;
• masowy charakter;
• pewność.

Rozważ je osobno.

Dyskrecja

Zmienność zbioru instrukcji (jego dyskretność) polega na tym, że organizuje rozwiązanie problemu w postaci kolejnych kroków. Każdy nowy krok jest wykonywany dopiero po zakończeniu poprzedniego kroku.

Pewność

Jego zasady powinny być jasne i jednoznaczne, nie pozwalające na dowolną interpretację. Dzięki temu algorytm w informatyce może działać mechanicznie, nie wymagając dodatkowych danych dotyczących rozwiązania problemu.

Wydajność (kończyna)

Zadanie powinno zostać rozwiązane w ograniczonej liczbie etapów.

Masowy charakter

Zestaw poleceń, które rozwiązują problem, jest tworzony w ogólnej formie. Powinien być zaprojektowany nie dla jednego zadania, ale dla całej klasy problemów, które różnią się tylko początkowymi danymi leżącymi w zakresie zwanym zasięgiem zastosowania.

Są to wszystkie właściwości algorytmu. Informatyka uczy stosowania tych właściwości w praktyce.

Wady definicji

Ale niektóre właściwości są nieliczne. Jeśli opiera się tylko na wymienionych właściwościach, aby ocenić, czym jest algorytm informatyczny, jego zrozumienie będzie wyraźnie niekompletne i niewystarczająco dokładne.

Z jednej strony ten zestaw instrukcji niekoniecznie musi rozwiązać każdy problem. Z drugiej strony właściwość "masowego charakteru" nie jest tak bardzo algorytmem, jak wszystkimi metodami matematycznymi. Praktyczne problemy rozwiązywane metodami matematycznymi opierają się na wyborze pewnych istotnych cech, które charakteryzują pewien zestaw zjawisk. Następnie najważniejsze cechy stanowią podstawę modelu matematycznego, a nieistotne są odrzucane.

Przykłady gospodarstw domowych

Kiedy temat "algorytmów" informatyki jest przekazywany, wyjaśniając znaczenie tej koncepcji, dość często stosowane są algorytmy krajowe:

• wrząca woda;
• otwarcie drzwi mieszkania;
• przejście przez ulicę.

Nieco bardziej skomplikowane zestawy instrukcji domowych to przepisy kulinarne lub procedura wytwarzania leków. Ale w pełnym znaczeniu algorytmów nie można ich nazwać. Wszakże potrzebna jest wiedza, aby stworzyć lekarstwo i gotowanie, a algorytm zapewnia bezmyślną, krok po kroku wykonywanie pewnych recept.

Kolejność operacji arytmetycznych lub konstrukcji kształtów geometrycznych można również przypisać do tej kategorii informatyki.

Odmiany

Rodzaje algorytmów różnią się od rodzaju działalności, celów i sposobów ich rozwiązania.

Są to:

• Mechaniczny. Takie zestawy poleceń są wstępnie zdefiniowane (na przykład działanie silnika). Są wykonywane w pojedynczej sekwencji.

• Elastyczny (stochastyczny lub heurystyczny). Te pierwsze definiują kilka sposobów rozwiązania problemu, a drugie rozwiązują problemy na podstawie analogii i skojarzeń.

• Liniowy. Polecenia w tym przypadku są wykonywane jeden po drugim.

• Rozgałęzienie. Z warunkami na podstawie weryfikacji, która z jednej z kilku możliwych gałęzi jest wykonywana

• Cykliczny. Korzystanie z wielu powtórzeń wielu operacji. Zazwyczaj te zestawy poleceń są używane podczas wyszukiwania opcji.

Jedna z dziedzin badanych przez informatykę, algorytmizacja to proces tworzenia algorytmu. Jednym z wstępnych etapów zadań algorytmicznych jest stworzenie strukturalnej reprezentacji zbioru poleceń, która jest następnie wykorzystywana na wszystkich etapach dalszej pracy.

Schemat blokowy algorytmu - zapis jego kroków w postaci bloków, połączonych ze sobą strzałkami. Jeden blok to zestaw instrukcji w jednym kroku.

Taka prezentacja jest bardzo popularna, ponieważ jest bardzo przejrzysta i dzięki temu programy do pisania i debugowania są znacznie łatwiejsze. Ponadto wygodnie jest wyjaśnić, jak funkcjonuje gotowy algorytm.

Wymagania dotyczące algorytmu

Formułowane jako reguły.

Pierwsza zasada polega na tym, że działa na obiektach zwanych danymi. Rozpoczyna się od przetworzenia danych wejściowych, a wynikiem jest wynik danych wyjściowych.

Drugi - dla wydajności wymaga pamięci, w której znajdują się dane. Pamięć składa się z nazwanych komórek zwanych zmiennymi.

Trzeci to dyskretność. Składa się z zespołów, z których liczba oczywiście.

Czwarty to determinizm. Na każdym etapie wiadomo, który krok nastąpi.

Piąta to wydajność. Należy ją ukończyć dla ograniczonej liczby kroków i należy zaznaczyć, co powinno być wynikiem jego pracy.