Algorytm to ... Schemat algorytmu

Dzisiaj technologie komputerowe są już blisko naszego życia. Weszli do słownika zwykłej osoby wiele terminów, których znaczenia nie zawsze są dla niego jasne. Ale każdy z nich korzysta. Na przykład, co to jest algorytm? Zwykły użytkownik nie będzie w stanie udzielić jasnej odpowiedzi, ale trzeba o tym wiedzieć, ponieważ codziennie stajemy wobec tego.

Historia pochodzenia tego terminu

Koncepcję algorytmu sformował po raz pierwszy matematyk Mohammed Al-Khorezmi. Mieszkał na Wschodzie w VIII-IX wieku i napisał dwa wielkie dzieła. Pierwsze dało początek słowo "algebra", a drugie pojęcie "algorytm". Oznaczał operacje arytmetyczne, które znamy jako dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie. W 1957 roku, w jednej z edycji słownika angielskiego, autorzy zdecydowali, że algorytm jest przestarzałą koncepcją. Ponownie aktywnie wszedł w użycie tylko z pojawieniem się komputerów. Zostały wyznaczone działania, które były częścią określonego procesu. Ale nie musi to być po prostu matematyka. Oznacza to algorytm działań dowolnej natury, na przykład przygotowanie potrawy. Od tego czasu ta koncepcja nie zniknęła z ust prawie wszystkich ludzi.

Próby zdefiniowania terminu

Przez długi czas termin ten był uważany wyłącznie za algorytm liczb i działań z nimi. W końcu matematyka była w przeważającej części stosowana nauka. Formuły używane do obliczeń w tamtym czasie uznano za algorytmy. Kroki, które zostały wykonane podczas decyzji, były elementarne, a same obliczenia były bardzo kłopotliwe i wymagały dużo czasu i wysiłku. Matematycy nawet nie pomyśleli o zdefiniowaniu tej koncepcji. Ale z czasem nauka rozwijała się coraz bardziej i pojawiały się obiekty, których nigdy wcześniej nie spotkały (matryce, wektory, zbiory itd.). Wszyscy musieli działać. Dało to impuls do zrozumienia, że ​​algorytm jest trudną koncepcją i musi być dokładnie określony do dalszego wykorzystania. Naukowcy są podzieleni w tej kwestii. Niektórzy sądzili, że algorytm można zastosować do wszystkiego, podczas gdy inni wątpili, że każdy problem można rozwiązać za jego pomocą. Ten drugi punkt widzenia okazał się prawdziwy, ale można go uzasadnić jedynie poprzez podanie precyzyjnej definicji pojęcia "algorytm".

Co oznacza termin "algorytm"?

Każdego dnia człowiek musi rozwiązywać problemy o różnej złożoności. Jesteśmy przyzwyczajeni do prostych rzeczy, które wykonujemy, aby rozwiązać je automatycznie. Powyżej kompleksu trzeba myśleć ładnie. Kiedy pojawia się problem, rozwiązujemy go krok po kroku, postępując krok po kroku. Na przykład w matematyce, aby znaleźć nieznane w równaniu, musisz postępować krok po kroku. Te operacje, które stopniowo prowadzą do rozwiązania problemu, nazywa się algorytmem. Algorytm to sekwencja czynności, które indywidualnie są jej krokami. Mają pewne miejsce i muszą ściśle podążać za sobą. Istnieją klasy algorytmów, nazywane są klasami złożoności. Każdy z nich zawiera pewien zestaw zadań, które mają w przybliżeniu taką samą złożoność rozwiązania.

Właściwości wspólne dla wszystkich algorytmów

Oprócz algorytmów w naszym świecie istnieje wiele innych instrukcji. Ale dzięki pewnym właściwościom możemy je odróżnić od pozostałych. Należą do nich:

• Dyskretyzacja - algorytm algorytmu przewiduje rozwiązanie problemu stwarzanego przez akcje sekwencyjne wykonywane w ściśle określonej kolejności.
• Pewność - wszystkie ustalone warunki są jasne i nie mają żadnego podwójnego znaczenia. Algorytm działań nie daje więc miejsca na jakiekolwiek improwizacje. Pozwala to na mechaniczne wykonanie wszystkiego bez dodatkowych wskazówek.
• Wydajność - w przypadku pewnej liczby kroków algorytm zawsze zapewnia poprawne rozwiązanie problemu.
• Mass - algorytm - jest to rozwiązanie problemu, który ma ogólny pogląd. Oznacza to, że ma on zastosowanie do wszystkich zadań danej klasy, niezależnie od danych źródłowych. Są wybierane z pewnego pola zwanego "obszarem zastosowania algorytmu".

Rodzaje algorytmów

W zależności od różnych warunków, takich jak cel, ścieżka rozwiązania, dane początkowe, algorytmy dzielą się na:

• Mechaniczna - sztywna, jedyna prawidłowa sekwencja, aby osiągnąć pożądany rezultat (zapewniający działanie silnika itp.).
• Elastyczność: 1) probabilistyczny - mieć kilka sposobów na podjęcie właściwej decyzji; 2) heurystyka jest schematem algorytmu, który nie ma jednoznacznego programu działania (recepty itp.), Ponieważ jest oparty na osobistym ludzkie cechy jego doświadczenia.
• Pomocniczy - poprzednio opracowany iw pełni przeznaczony do rozwiązania określonego problemu.

Algorytmy w informatyce

W przypadku informatyki algorytmy mają specjalne znaczenie. W tej nauce są one podzielone na następujące typy:

1. Liniowy - wszystkie akcje są wykonywane sekwencyjnie, jedna po drugiej.
2. Algorytm rozgałęzienia to taki, w którym spełnienie pewnego warunku prowadzi do wyboru jednej z dwóch możliwych opcji dalszych działań.
3. Cykliczne - te same czynności są powtarzane na różnych danych źródłowych, więc wybierane są najbardziej odpowiednie.

Struktura algorytmu

Algorytmy mają swoją własną strukturę, która jest zwykle wyświetlana w schemacie. Schemat algorytmu nazywany jest jego obrazem graficznym w postaci powiązanych bloków. Każdy z nich wyświetla jeden z kroków algorytmu. Opis konkretnej akcji znajduje się w każdym bloku. Takie schematy są zazwyczaj rysowane w celu ułatwienia programowania, ponieważ są wizualne i dają możliwość wizualnego postrzegania ilości pracy, którą należy wykonać. Osoba może zrozumieć proces, poprawić go nawet przed wystąpieniem błędów.

Zasady rozwoju algorytmów

• Pierwsza zasada polega na tym, że musisz zidentyfikować dużą liczbę obiektów, które mogą ulec uszkodzonemu algorytmowi. Programator tłumaczy je na dane za pomocą kodowania. Są to dane wejściowe i wyjściowe. Pierwszy służy do rozpoczęcia pracy, drugi staje się jego wynikiem. Nazywa się to konwersją danych.
• Druga zasada mówi, że praca z algorytmem wymaga wolnej pamięci. W końcu bez niego nie będzie można umieścić danych wejściowych, pracować z nimi i dostać weekendu. Pamięć składa się z komórek. Jeśli jedno z nich otrzyma nazwę, stanie się zmienną.
• Trzecia zasada została już opisana powyżej jako jedna z cech algorytmu, a mianowicie dyskretność. Oznacza to, że algorytm składa się z oddzielnych operacji lub etapów.
• Czwarta reguła przypomina determinizm algorytmu. Oznacza to, że po każdej akcji musisz określić, który z nich będzie następny lub zatrzymać proces.
• Ostatnia reguła mówi, że po pewnej liczbie kroków algorytm wykonuje swoją pracę, mając jeden lub drugi wynik. I który programista sam wskazuje.

Tak więc algorytm jest złożoną koncepcją, która aż do pojawienia się komputera została użyta tylko w matematyce i została uznana za przestarzałą. Dziś jest używany we wszystkich sferach życia, jednym z najważniejszych jest informatyka.