Næsten alt i vores verden adlyder en slagslove og regler. Moderne videnskab står ikke stille, takket være hvilken menneskeheden kender mange formler og algoritmer, hvorefter du kan beregne og genskabe mange handlinger og strukturer skabt af naturen og bringe liv til ideer opfundet af mennesket.
I denne artikel vil vi nedbryde algoritmens grundlæggende begreber.
Algoritme er et koncept, der dukkede op i XII århundrede. Selve ordet "algoritme" kommer fra den latinske fortolkning af navnet på den berømte matematiker i Mellemøsten, Muhammad al Khorezmi, der skrev bogen "On Indian Account". Denne bog beskriver, hvordan man korrekt skriver naturlige tal ved hjælp af arabiske tal, og giver en beskrivelse af algoritmen til operationer i en kolonne over sådanne tal.
I det XII århundrede blev bogen "On Indian Account" oversat til latin, og så dukkede denne definition op.
Algoritmeskabelse kræver kreativitet,derfor kan kun et levende væsen oprette en ny liste over sekventielle handlinger. Men til udførelsen af allerede eksisterende instruktioner er det ikke nødvendigt at have fantasi, selv en sjæløs teknik kan klare dette.
Et godt eksempel på den nøjagtige udførelse af en given instruktion er en tom mikrobølgeovn, der fortsætter med at fungere trods ingen mad inde.
Et emne eller objekt, der ikke behøverat dykke ned i essensen af algoritmen kaldes en formel eksekutor. En person kan også blive en formel kunstner, men i tilfælde af urentabilitet af denne eller den anden handling kan en tænkende kunstner gøre alt på sin egen måde. Derfor er de vigtigste kunstnere computere, mikrobølgeovne, telefoner og andet udstyr. Konceptet med en algoritme inden for datalogi er det vigtigste. Hver algoritme er kompileret med forventningen om et bestemt emne under hensyntagen til de tilladte handlinger. De objekter, som emnet kan anvende instruktioner på, udgør eksekutorens miljø.
Næsten alt i vores verden adlyder en slagslove og regler. Den moderne videnskab står ikke stille, takket være hvilken menneskeheden kender mange formler og algoritmer, hvorefter det er muligt at beregne og genskabe mange handlinger og skabelser af naturen og bringe liv til de ideer opfundet af mennesket. I denne artikel vil vi nedbryde algoritmens grundlæggende begreber.
De fleste af de handlinger, vi udfører ii løbet af deres liv kræver overholdelse af en række regler. Kvaliteten og resultatet af de opgaver, der er tildelt ham, afhænger af, hvor korrekt en person har en idé om hvad, hvordan og i hvilken rækkefølge han skal gøre. Siden barndommen har forældre forsøgt at udvikle en algoritme til grundlæggende handlinger i deres barn, for eksempel: vågn op, lav sengen, vask og børst tænderne, lav øvelser, spis morgenmad osv. Den liste, som en person udfører hele sit liv om morgenen, kan også betragtes som en slags algoritme.
En algoritme er et begreb, der betegner en samling instruktioner, som en person skal følge for at løse et specifikt problem.
Generelt har algoritmen mange definitioner, flere forskere karakteriserer den på forskellige måder.
Hvis en algoritme, der anvendes af en person dagligt, harhver er sin egen og kan ændre sig afhængigt af den alder og de situationer, hvor den udøvende kunstner befinder sig, så er det sæt handlinger, der skal udføres for at løse et matematisk problem eller for at bruge teknologi, det samme for alle og forbliver altid uændret.
Der er et andet koncept for en algoritme, typer algoritmer adskiller sig også - for eksempel for en person, der forfølger et mål, og for teknologi.
I vores tidsalder med informationsteknologi, menneskerhver dag udfører de et sæt instruktioner, der er oprettet før dem af andre mennesker, fordi teknikken kræver en række handlinger, når de bruger den nøjagtige udførelse. Derfor er lærerens hovedopgave i skolerne at lære børn at bruge algoritmer, hurtigt forstå og ændre eksisterende regler i overensstemmelse med den aktuelle situation. Algoritmestruktur er et af de begreber, der undervises i matematik og datalogik i hver skole.
1. Diskretitet (sekvens af individuelle handlinger) - enhver algoritme skal repræsenteres som en række enkle handlinger, som hver skal begynde efter afslutningen af den foregående.
2. Sikkerhed - hver handling i algoritmen skal være så enkel og forståelig, at eksekutøren ikke har nogen spørgsmål og ikke har nogen handlefrihed.
3. Effektivitet - beskrivelsen af algoritmen skal være klar og komplet, så opgaven når sin logiske ende, når alle instruktioner er afsluttet.
4.Massivitet - algoritmen skal gælde for en hel klasse af problemer, som kun kan løses ved at ændre tallene i algoritmen. Selv om der er en opfattelse af, at det sidste punkt ikke gælder for algoritmer, men for alle matematiske metoder generelt.
Ofte i skoler for at give børn en bedre forståelsebeskrivelse af algoritmer, lærere nævner som et eksempel madlavning fra en kogebog, der laver en receptpligtig medicin eller sæbefremstillingsproces baseret på en mesterklasse. Under hensyntagen til algoritmens anden egenskab, der siger, at hvert punkt i algoritmen skal være så klart, at absolut enhver person og endda en maskine kan udføre den, kan vi komme til den konklusion, at enhver proces, der kræver manifestation af i det mindste en eller anden fantasi, algoritmen kan ikke navngives. Og madlavning og håndværk kræver visse færdigheder og en veludviklet fantasi.
Der er forskellige typer algoritmer, men der er tre hovedalgoritmer.
I denne type gentages nogle punkter flere gange. Listen over handlinger, der skal gentages for at nå målet, kaldes algoritmens krop.
Loop-iteration er udførelsen af alle genstande, der er inkluderet i loop-kroppen.
De dele af en sløjfe, der kontinuerligt udfører et bestemt antal gange, kaldes en fast iterationssløjfe.
Disse dele af cyklussen, hvis gentagelseshastighed afhænger af et antal forhold, kaldes ubestemt.
Den enkleste type løkke er fast.
Der er to typer loopingsalgoritmer:
Loop med forudsætning. I dette tilfælde kontrollerer sløjfekroppen dets tilstand, før den udføres.
Loop med postcondition. I en sløjfe med en posttilstand kontrolleres tilstanden efter sløjfens afslutning.
Instruktioner til sådanne ordninger udføres en gang prsekvensen, hvori de præsenteres. For eksempel kan processen med at oprette en seng eller børste tænder betragtes som en lineær algoritme. Denne type indeholder også matematiske eksempler, hvor der kun er additions- og subtraktionshandlinger.
I en forked type er der flere muligheder for handlinger, hvilken en vil blive anvendt afhænger af tilstanden.
Eksempel. Spørgsmål: "Regner det?" Svarmuligheder: "Ja" eller "Nej". Hvis "ja" - åbn paraplyen, hvis "nej" - læg paraplyen i posen.
Hjælpealgoritmen kan bruges i andre algoritmer ved kun at angive dens navn.
Tilstand er mellem ordene "hvis" og "derefter".
For eksempel: Hvis du kan engelsk, skal du trykke på en. I denne sætning er betingelsen en del af sætningen "du kender engelsk".
data - information, der bærer en bestemt semantisk belastning og præsenteres på en sådan måde, at den kan overføres og bruges til denne algoritme.
Algoritmisk proces - løsning af et problem ved hjælp af en algoritme, der bruger bestemte data.
Algoritmen kan have en anden struktur.For at beskrive en algoritme, hvis koncept også afhænger af dens struktur, kan du bruge en række forskellige metoder, for eksempel: verbal, grafisk ved hjælp af et specielt udviklet algoritmisk sprog.
Hvilken af metoderne der bruges, afhænger af flere faktorer: af problemets kompleksitet, af hvor meget du har brug for for at specificere processen med at løse problemet osv.
En grafisk algoritme er et koncept, der indebærer nedbrydning af handlinger, der skal udføres for at løse et bestemt problem i henhold til bestemte geometriske former.
Grafiske diagrammer er ikke afbildet tilfældigt. For at enhver person skal forstå dem, bruges ofte Nassi-Shneidermans blokdiagrammer og strukturelle diagrammer.
Blokdiagrammer vises også i overensstemmelse med GOST-19701-90 og GOST-19.003-80.
Grafiske tal brugt i algoritmen er opdelt i:
Grundlæggende. Grundlæggende billeder bruges til at angive de operationer, der kræves for at behandle data, når man løser et problem.
Hjælp. Hjælpebilleder er nødvendige for at angive individuelle, ikke de vigtigste, elementer til løsning af problemet.
I grafik kaldes de geometriske figurer, der bruges til at repræsentere data, blokke.
Alle blokke er i rækkefølge fra top til bundog "venstre mod højre" er den korrekte strømningsretning. Med den korrekte rækkefølge viser linjerne, der forbinder blokkene, ikke retningen. Ellers er linieretningen angivet med pile.
Et korrekt rutediagram bør ikke have mere end et output fra behandlingsblokke og mindre end to output fra blokke, der er ansvarlige for logiske operationer og kontrollerer opfyldelse af betingelser.
Hvordan man bygger en algoritme korrekt?
Algoritmens struktur, som nævnt ovenfor, skal bygges i overensstemmelse med GOST, ellers vil den ikke være forståelig og tilgængelig for andre.
Den generelle registreringsmetode inkluderer følgende punkter:
Navnet, hvormed det vil være klart, hvilket problem der kan løses ved hjælp af denne ordning.
Hver algoritme skal have en klar start og slutning.
Algoritmer skal klart og tydeligt beskrive alle data, både input og output.
Når algoritmen udarbejdes, skal det bemærkes de handlinger, der gør det muligt at udføre de handlinger, der er nødvendige for at løse problemet på de valgte data. Et eksempel på algoritmen:
Den korrekte konstruktion af kredsløbet vil i høj grad lette beregningen af algoritmerne.
Vandret placeret oval - start og slut (sluttegn).
Et vandret placeret rektangel - beregning eller andre handlinger (procestegn).
Et vandret placeret parallelogram - input eller output (datasignal).
Vandret placeret romb - tilstandskontrol (løsningstegn).
En langstrakt, vandret placeret sekskant er en modifikation (klargøringstegn).
Algoritmemodeller er vist i nedenstående figur.
Formel-ordversion af algoritmekonstruktionen.
Formelordalgoritmer er skrevet ii en vilkårlig form på det professionelle sprog i det felt, som opgaven hører til. Beskrivelsen af handlinger på denne måde udføres ved hjælp af ord og formler.
I computing er alt baseret på algoritmer.Uden klare instruktioner indtastet i form af en speciel kode fungerer ingen teknik eller program. I datalogiundervisning prøver eleverne at give de grundlæggende begreber algoritmer, lære dem at bruge dem og oprette dem på egen hånd.
Oprettelse og brug af algoritmer inden for datalogi er en mere kreativ proces end for eksempel at følge instruktioner til løsning af et problem i matematik.
Der er også et specielt program"Algoritme", som hjælper folk, der er uvidende om programmering, med at oprette deres egne programmer. En sådan ressource kan blive en uundværlig assistent for dem, der tager deres første skridt inden for datalogi og ønsker at oprette deres egne spil eller andre programmer.
På den anden side er ethvert program en algoritme.Men hvis algoritmen kun udfører handlinger, der skal udføres ved at indsætte dens data, bærer programmet allerede færdige data. En anden forskel er, at programmet kan være patenteret og proprietært, men algoritmen kan ikke. En algoritme er et bredere koncept end et program.
I denne artikel undersøgte vi begrebet en algoritme og dens typer og lærte, hvordan man korrekt skriver grafiske skemaer.
