Почти всичко в нашия свят е подчинено на някакъв видзакони и разпоредби. Съвременната наука не стои неподвижно, благодарение на което човечеството знае много формули и алгоритми, следвайки които можете да изчислите и пресъздадете много действия и структури, създадени от природата, и да реализирате идеите, изобретени от човека.
В тази статия ще анализираме основните понятия на алгоритъма.
Алгоритъм - понятие, което се появява през XII век.Самата дума „алгоритъм“ идва от латинска интерпретация на името на известния математик от Близкия изток Мохамед ал Хорезми, който написа книгата „За индийската сметка“. Тази книга описва как правилно да се пишат естествените числа, използвайки арабски числа, и описва алгоритъма на действията от колона над такива числа.
През XII век книгата „За индийската сметка“ е преведена на латински, тогава се появява това определение.
Създаването на алгоритъм изисква креативностследователно само живо същество може да създаде нов списък от последователни действия. Но за изпълнението на съществуващите инструкции въображението не е необходимо, дори бездушното оборудване ще се справи с това.
Отличен пример за точното изпълнение на дадена инструкция е празна микровълнова фурна, която продължава да работи, въпреки липсата на храна вътре в нея.
Предмет или обект, на който не е необходимостигането до ядрото на алгоритъма се нарича формален изпълнител. Човек може да стане и формален изпълнител, но в случай на нерентабилност на едно или друго действие, мислещият изпълнител може да направи всичко по свой начин. Затова основните изпълнители са компютри, микровълнови фурни, телефони и друго оборудване. Концепцията за алгоритъм в компютърните науки е от най-голямо значение. Всеки алгоритъм се съставя с очакването на конкретен обект, като се вземат предвид допустимите действия. Онези обекти, към които субектът може да приложи инструкциите, съставляват средата на изпълнителя.
Почти всичко в нашия свят е подчинено на някакъв видзакони и разпоредби. Съвременната наука не стои неподвижно, благодарение на което човечеството знае много формули и алгоритми, следвайки които можете да изчислите и пресъздадете много от действията и творенията на природата и да реализирате идеите, изобретени от човека. В тази статия ще анализираме основните понятия на алгоритъма.
Повечето от действията, в които извършвамехода на живота им, изискват спазване на редица правила. Качеството и резултатът от изпълнението на възложените му задачи зависи от това колко правилно човек има представа за това какво, как и в каква последователност трябва да прави. Още от детството родителите се опитват да разработят у детето си алгоритъм за основни действия, например: събудете се, направете си легло, мийте и мийте зъбите си, правете упражнения, закусвайте и т.н., списъкът, който човек прави цял живот сутрин, също може да се счита за един вид алгоритъм.
Алгоритъмът е концепция, която обозначава подбор от инструкции, които човек трябва да следва, за да реши конкретен проблем.
Като цяло един алгоритъм има много дефиниции; няколко учени го характеризират по различен начин.
Ако алгоритъмът, който човек използва ежедневно,всеки от тях има свои собствени и може да варира в зависимост от възрастта и ситуациите, в които изпълнителят се озовава, тогава наборът от действия, които трябва да бъдат извършени, за да се реши математически проблем или да се използва технология, е един и същ за всички и винаги остава непроменен.
Има различна концепция за алгоритъм, видовете алгоритми също се различават - например за човек, който преследва дадена цел, и за технологията.
В нашата ера на информационните технологии, хоратаежедневно изпълнявайте набор от инструкции, създадени преди тях от други хора, защото техниката изисква използването на точно изпълнение на редица действия. Затова основната задача на учителите в училищата е да научат децата да използват алгоритми, бързо да схванат и променят съществуващите правила в съответствие с настоящата ситуация. Структурата на алгоритъма е едно от онези понятия, които се изучават в урок по математика и компютърни науки във всяко училище.
1. Дискретност (последователност от отделни действия) - всеки алгоритъм трябва да бъде представен като поредица от прости действия, всяко от които трябва да започне след завършване на предишното.
2. Определеност - всяко действие на алгоритъма трябва да е толкова просто и разбираемо, че изпълнителят да няма въпроси и да няма свобода на действие.
3. Ефективност - описанието на алгоритъма трябва да е ясно и пълно, така че след изпълнение на всички инструкции задачата да стигне до логичен край.
4.Маса - алгоритъмът трябва да е приложим за цял клас проблеми, които могат да бъдат решени само чрез промяна на числата в алгоритъма. Въпреки че има мнение, че последният параграф не се отнася за алгоритмите, а за всички математически методи като цяло.
Често в училищата, за да дадат на децата по-добро разбиранеописанието на алгоритмите, учителите дават като пример за готвене според готварската книга, като правят лекарство по лекарско предписание или процес на приготвяне на сапун въз основа на майсторски клас. Въпреки това, като се има предвид второто свойство на алгоритъма, в което се казва, че всяка точка на алгоритъма трябва да бъде толкова разбираема, че абсолютно всеки човек и дори машината да го изпълняват, можем да заключим, че всеки процес, който изисква проявление на поне някакъв вид фантазия, е алгоритъм не може да се нарече. А готвенето и ръкоделието изискват определени умения и добре развито въображение.
Има различни видове алгоритми, но има три основни.
При този тип някои елементи се повтарят няколко пъти. Списъкът с действия, които трябва да се повторят, за да се постигне целта, се нарича тялото на алгоритъма.
Итерация на цикъл е изпълнението на всички елементи, включени в тялото на цикъла.
Части от цикъл, които се изпълняват непрекъснато определен брой пъти, се наричат цикъл с фиксиран брой повторения.
Тези части от цикъла, чиято честота на повторение зависи от редица условия, се наричат неопределени.
Най-простият вид контур е фиксиран.
Има два типа циклични алгоритми:
Предварително обусловен цикъл. В този случай тялото на цикъла проверява неговото състояние, преди да бъде изпълнено.
Следкондиционната верига. В цикъл с последващо условие, състоянието се проверява след края на цикъла.
Инструкциите за такива схеми се изпълняват веднъж напоследователността, в която са представени. Например процесът на оформяне на легло или миене на зъбите може да се счита за линеен алгоритъм. Също така към този тип са математически примери, където са налице само действия за събиране и изваждане.
При разклонения тип има няколко варианта за действие, кой от тях ще бъде приложен, в зависимост от състоянието.
Пример. Въпрос: "Вали ли?" Опции за отговор: Да или Не. Ако отговорът е да, отворете чадъра; ако не, сложете чадъра в чантата.
Спомагателният алгоритъм може да се използва и в други алгоритми, като се посочва само неговото име.
състояние е между думите „ако“ и „тогава“.
Например: ако знаете английски, след това щракнете върху такъв. В това изречение условието е част от израза „знаете ли английски“.
данни - информация, която носи определено семантично натоварване и е представена по такъв начин, че да може да бъде предадена и използвана за този алгоритъм.
Алгоритмичен процес - решаване на проблем чрез алгоритъм, използващ определени данни.
Алгоритъмът може да има различна структура.За да опишете алгоритъм, концепцията на който зависи от неговата структура, можете да използвате няколко различни начина, например: словесен, графичен, използвайки специално разработен алгоритмичен език.
Кой метод ще бъде използван зависи от няколко фактора: от сложността на задачата, от това колко подробно е необходим процесът на решаване на проблема и т.н.
Графичният алгоритъм е концепция, която предполага декомпозиция на действията, които трябва да бъдат извършени, за да се реши конкретен проблем, според определени геометрични форми.
Графичните схеми не се изобразяват като ужасни. За да може всеки човек да ги разбере, най-често се използват блокови диаграми и структурни диаграми на Наси-Шнайдерман.
Също така диаграмите са показани в съответствие с GOST-19701-90 и GOST-19.003-80.
Графичните фигури, използвани в алгоритъма, се делят на:
Основните. Основните изображения се използват за обозначаване на операциите, необходими за обработка на данни при решаване на проблем.
Спомагателен. Необходими са спомагателни изображения, за да се посочат отделни, а не най-важните елементи за решаване на проблема.
В графичен алгоритъм геометричните фигури, използвани за посочване на данни, се наричат блокове.
Всички блокове вървят отгоре надолуи "отляво надясно" е правилната посока на потока. При правилната последователност линиите, свързващи блоковете, не показват посоката. В други случаи посоката на линиите е посочена със стрелки.
Правилната схема на алгоритъма не трябва да има повече от един изход от блоковете за обработка и по-малко от два изхода от блоковете, отговорни за логическите операции и проверката на условията.
Как да изградим алгоритъм?
Структурата на алгоритъма, както беше споменато по-горе, трябва да бъде изградена съгласно GOST, в противен случай няма да е ясна и достъпна за другите.
Общата процедура за запис включва следните елементи:
Име, с което ще стане ясно какъв проблем може да бъде решен с помощта на тази схема.
Всеки алгоритъм трябва да има ясен старт и край.
Алгоритмите трябва ясно и ясно да описват всички данни, както входни, така и изходни данни.
Когато съставяте алгоритъма, трябва да се отбележат действията, които ще ви позволят да извършите действията, необходими за решаване на проблема върху избраните данни. Приблизителна форма на алгоритъма:
Правилното изграждане на схемата значително ще улесни изчисляването на алгоритмите.
Хоризонтално разположен овал е началото и края (знак за завършване).
Хоризонтално разположен правоъгълник е изчисление или друго действие (процесен знак).
Хоризонтално разположен паралелограм - вход или изход (знак за данни).
Хоризонтално разположен ромб е проверка на състоянието (знак за решение).
Удължен, хоризонтално разположен шестоъгълник - модификация (знак за подготовка).
Моделите на алгоритми са представени по-долу на фигурата.
Формула-вербална версия на алгоритъма.
Формулно-словесните алгоритми са записанипод каквато и да е форма, на професионалния език на областта, към която принадлежи задачата. Описание на действията по този начин се извършва с помощта на думи и формули.
В компютърното поле всичко е изградено върху алгоритми.Без ясни инструкции, въведени под формата на специален код, никое оборудване или програма няма да работи. На уроците по компютърни науки те се опитват да дадат на учениците основните понятия на алгоритмите, учат ги как да ги използват и да ги създават самостоятелно.
Създаването и използването на алгоритми в компютърните науки е по-творчески процес, отколкото, например, следването на инструкции за решаване на проблем по математика.
Има и специална програма„Алгоритъм“, който помага на хора, които не познават в областта на програмирането, да създават свои собствени програми. Такъв ресурс може да се превърне в незаменим помощник за тези, които правят първите си стъпки в компютърните науки и искат да създадат свои собствени игри или всякакви други програми.
От друга страна, всяка програма е алгоритъм.Но ако алгоритъмът съдържа само действията, които трябва да извършите чрез поставяне на вашите данни, тогава програмата вече носи готовите данни. Друга разлика е, че програмата може да бъде патентована и частна собственост, но алгоритъмът не го прави. Алгоритъмът е по-широко понятие от програмата.
В тази статия разгледахме концепцията за алгоритъм и неговите типове, научихме се как правилно да пишем графични схеми.
