Η έννοια ενός αλγορίθμου και οι ιδιότητες ενός αλγορίθμουαντιπροσωπεύουν μία από τις σημαντικότερες έννοιες της επιστήμης των υπολογιστών. Πολλοί άνθρωποι σήμερα, στην εποχή της τεχνολογίας των υπολογιστών, σκέφτονται τι είναι και αρχίζουν σταδιακά, για ένα ή τον άλλο λόγο, να σκάψουν βαθύτερα στα βασικά της επιστήμης των υπολογιστών, ενώ η σύγχρονη γενιά περνά μέσα από αυτό το υλικό ήδη στην έκτη τάξη.
Ποια είναι η έννοια ενός αλγορίθμου και οι ιδιότητες ενός αλγορίθμου;
Ένας αλγόριθμος είναι μια ορισμένη ακολουθία ενεργειών, δηλαδή, καταρχήν, πρέπει να τις αντιμετωπίζουμε κάθε μέρα, αν και δεν μπορούμε να το γνωρίζουμε.
К примеру, если мы просим кого-то из своих членов οικογένειες να αγοράσουν κάτι στο κατάστημα, ορίσαμε τον αλγόριθμο των ενεργειών, δηλαδή, λέμε λεπτομερώς ποια συγκεκριμένα προϊόντα πρέπει να αγοράσετε, σε ποια ποσότητα και ποιες απαιτήσεις παρουσιάζονται σε καθένα από αυτά. Ταυτόχρονα, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, έχει οριστεί ένας σαφής αλγόριθμος ενεργειών, για παράδειγμα:
Φυσικά, μπορεί να φαίνεται ότι η διαδικασία είναιαρκετά συνηθισμένο, και μια παρόμοια περιγραφή του είναι αρκετά ογκώδες. Αλλά στην πραγματικότητα, αν μιλάμε για την έννοια ενός αλγορίθμου και τις ιδιότητες ενός αλγορίθμου στη σύγχρονη επιστήμη των υπολογιστών, τότε οι οδηγίες εκεί μπορούν να είναι πολύ πιο ογκώδεις, αφού ο παραπάνω αλγόριθμος είναι ένας από τους απλούστερους.
Каждый человек постоянно решает огромнейшее ο αριθμός των πιο διαφορετικών καθηκόντων που έχουν διαφορετική πολυπλοκότητα, ενώ μερικά από αυτά είναι τόσο απλά που επιλύονται εντελώς αυτόματα, χωρίς καν να θεωρούνται ως συγκεκριμένη εργασία. Για παράδειγμα: κλείστε την πόρτα με ένα κλειδί, πλύνετε το πρόσωπό σας, πίνετε πρωινό, τροφοδοτείτε την οικογένειά σας, κλπ.
Υπάρχουν όμως και άλλα καθήκοντατόσο περίπλοκη ώστε η λύση τους απαιτεί μακρά ανάκλαση, καθώς και μια σημαντική προσπάθεια, για να βρούμε αρχικά μια λύση, και μόνο τότε να επιτύχουμε το στόχο. Αυτά τα καθήκοντα περιλαμβάνουν: να μάθουν μια ξένη γλώσσα, να κερδίσουν ένα συγκεκριμένο χρηματικό ποσό και άλλα. Με άλλα λόγια, για την εκπλήρωση αυτών των καθηκόντων απαιτούνται πολύ πιο σύνθετες ενέργειες σε σύγκριση με το πόσες από αυτές απαιτούνται για την ολοκλήρωση του έργου «αγορά ψωμιού», αλλά στην πραγματικότητα, ακόμη και τα απλούστερα καθήκοντα επιλύονται σε διάφορα στάδια.
Με τη μορφή συγκεκριμένης ακολουθίας ενεργειώνμπορείτε να περιγράψετε τη διαδικασία επίλυσης ενός τεράστιου αριθμού προβλημάτων που αντιμετωπίζει ένα πρόσωπο στην καθημερινή ζωή και αυτή η ακολουθία αντιπροσωπεύεται στην επιστήμη των υπολογιστών ως έννοια ενός αλγορίθμου και των ιδιοτήτων ενός αλγορίθμου.
Ένα από τα πιο γνωστά μεταξύ όλων είναι ο λεγόμενος ευκλείδειος αλγόριθμος, με τον οποίο προσδιορίζεται ο μεγαλύτερος διαιρέτης δύο ακεραίων.
Αξίζει να σημειωθεί ότι,λαμβάνοντας υπόψη την έννοια ενός αλγορίθμου και των ιδιοτήτων του, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε σωστά όχι μόνο τις ίδιες τις ενέργειες αλλά και τη σειρά με την οποία εκτελούνται. Πράγματι, τέτοιες καταστάσεις συμβαίνουν συχνά όταν, όταν αλλάζει η σειρά των ενεργειών σε έναν αλγόριθμο, μπορεί τελικά να αποδειχθεί ότι είναι ανέφικτο υπό ορισμένες συνθήκες. Για παράδειγμα, αν πάτε στο κατάστημα, τότε η αρχή του αλγορίθμου θα είναι περίπου ως εξής:
Ή:
Αν εξετάσουμε τον τελευταίο αλγόριθμο, τότε σε αυτόΣε αυτή την περίπτωση, το ψωμί είναι αρχικά επιλεγμένο και μόνο τότε θα πάμε στο κατάστημα με μια πιο ακριβή εργασία και εάν στην πραγματικότητα το ψωμί που χρειαζόμαστε δεν υπάρχει, τότε σε αυτή την περίπτωση ο αλγόριθμος που κατασκευάσαμε τελικά θα αποδειχθεί ανέφικτος.
Οι τύποι αλγορίθμων μπορούν να έχουν ως εξής:
Οι ιδιότητές τους έχουν ως εξής:
Όταν ένα άτομο μπαίνει σταδιακά στην επιστήμη των υπολογιστών καιθα σκεφτεί ποια είναι η έννοια ενός αλγορίθμου και οι ιδιότητές του, τότε θα ξέρει ότι ένας αλγόριθμος που έχει ένα σφάλμα θα είναι κατά κάποιο τρόπο καλύτερος από αυτόν που λειτουργεί, αλλά κάνει λάθος. Σε τελική ανάλυση, εάν υπάρχει σφάλμα, τότε ο υπολογιστής θα μας ενημερώσει για αυτό, και στη συνέχεια μπορούμε να το βρούμε και να το διορθώσουμε, και εάν το σφάλμα που κάνει τον αλγόριθμο να λειτουργεί εσφαλμένα εμφανίζεται μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις, τότε σε αυτήν την περίπτωση μπορεί να εμφανίζονται στην πιο κρίσιμη στιγμή.
Για πολλούς ανθρώπους, φαίνεται η επεξεργασία πληροφοριώνμια αρκετά απλή εργασία, αλλά στην πραγματικότητα δεν είναι, γιατί πρώτα πρέπει να καταλάβετε τουλάχιστον ποια είναι η έννοια ενός αλγορίθμου, και οι ιδιότητες ενός αλγορίθμου, και οι εκτελεστές του. Συγκεκριμένα, αυτό αφορά τη σύνταξη ενός αλγορίθμου που απαιτείται για τη σωστή επεξεργασία των πληροφοριών.
Το απλούστερο παράδειγμα είναιεγχειρίδιο χρήστη για ένα συγκεκριμένο θέμα. Εάν καταρτίζεται μη επαγγελματικά, τότε σε αυτήν την περίπτωση ο χρήστης μπορεί απλά να σπάσει το αντικείμενο, καθώς θα είναι λάθος να το χειριστεί ή να μην μάθει πώς να συνεργάζεται με αυτό, για να μην αναφέρουμε το γεγονός ότι ενδέχεται να υπάρχουν συγκεκριμένοι σωματικοί τραυματισμοί, εάν μιλούν για σοβαρή οικιακή τεχνική.
Πολλοί θα πουν ότι δεν υπάρχει τίποταΕίναι δύσκολο να συντάξετε οδηγίες για την ολοκληρωμένη συσκευή, αλλά στην πραγματικότητα αυτό δεν συμβαίνει, διότι στην πραγματικότητα είναι πολύ πιο εύκολο για την πλειονότητα των ανθρώπων να κάνουν κάτι μόνοι τους παρά να εξηγήσουν σε κάποιον άλλο πώς να το κάνει.
Για παράδειγμα, σχεδόν κάθε μαθητής μπορεί εύκολαχρησιμοποιεί ένα κινητό τηλέφωνο καθώς και όλες τις λειτουργίες που περιέχει και φαίνεται εξαιρετικά απλό και διαισθητικό. Στην πραγματικότητα, δεν είναι τόσο εύκολο να εξηγήσετε πώς να χρησιμοποιήσετε ένα κινητό τηλέφωνο σε ένα άτομο που δεν έχει κρατήσει ποτέ αυτή τη συσκευή στα χέρια του στη ζωή του, καθώς θα έχει τεράστιο αριθμό ερωτήσεων και ορισμένες από τις οποίες δεν ακόμη και ύποπτος. Σε αυτήν την περίπτωση θα είναι δύσκολο να εξηγήσουμε τα πάντα σύμφωνα με την έννοια του αλγορίθμου και τις ιδιότητες ενός αλγορίθμου. Η ακολουθία ενεργειών θα είναι ακατανόητη και το άτομο δεν θα μπορεί να τις εκτελέσει όπως απαιτείται για την κανονική λειτουργία της συσκευής.
Για παράδειγμα, σκεφτείτε πώς να το κάνετεΈνας αλγόριθμος για την παρασκευή τσαγιού για κάποιο ρομπότ, ο οποίος, κατ 'αρχήν, δεν γνωρίζει τίποτα, και γι' αυτόν μια ολοκληρωμένη πηγή πληροφοριών σχετικά με το έργο είναι ένας αλγόριθμος. Η ιδέα, οι τύποι, οι ιδιότητες - το γνωρίζουμε όλοι, αλλά για τους περισσότερους ανθρώπους, το διανοητικό μοντέλο ενός τέτοιου αλγορίθμου είναι περίπου το ακόλουθο:
Αλλά στην πραγματικότητα, ένας τέτοιος αλγόριθμος θα είναι πρακτικά αδύνατος να εκτελεστεί, καθώς το ρομπότ δεν έχει κοινή λογική, και αυτή η όλη διαδικασία για αυτό είναι ένα ελάχιστο σύνολο πληροφοριών.
Το κύριο πράγμα που πρέπει να καταλάβετε κατά την εξέταση της έννοιαςο αλγόριθμος και οι ιδιότητες του αλγορίθμου - η ακρίβεια των ενεργειών, επειδή το ρομπότ δεν ξέρει καν αρχικά πού να πάρει το κύπελλο και ποιο ακριβώς πρέπει να ληφθεί, ενώ ακόμη και αν το πάρει, θα το κρατήσει στο δικό του χέρια, αφού δεν είχε την εντολή να το βάλει στο τραπέζι. Τώρα θα πρέπει να βάλει τσάι, αλλά και πάλι αυτό μπορεί να γίνει με τα χέρια του ή με ένα κουτάλι, ενώ πρέπει να γνωρίζετε το ποσό. Έτσι, εμφανίζεται ένας τεράστιος αριθμός διαφόρων προβλημάτων που πρέπει να λυθούν ακόμη και στο στάδιο της δημιουργίας ενός αλγορίθμου.
Φυσικά, λαμβάνοντας υπόψη την έννοια ενός αλγορίθμου καιιδιότητες του αλγορίθμου, μια ακριβής περιγραφή μπορεί να διαμορφωθεί σχεδόν επ 'αόριστον, αλλά η ακόλουθη ακολουθία ενεργειών θα είναι η βέλτιστη σε αυτήν την περίπτωση:
Έτσι, λαμβάνοντας υπόψη την έννοια ενός αλγορίθμου καιιδιότητες του αλγορίθμου, με τον οποίο εκτελείται κάθε ενέργεια, καθώς και πολλά άλλα στοιχεία, θα είναι δυνατή η επίτευξη της βέλτιστης ακολουθίας ενεργειών. Ακόμα και ο παραπάνω αλγόριθμος δεν μπορεί να ονομαστεί τέλειος και προβλέπει ότι το ρομπότ γνωρίζει πολλά πράγματα, αλλά ακόμη και με αυτό το παράδειγμα, μπορείτε να καταλάβετε πόσο δύσκολο είναι να περιγράψετε συγκεκριμένα πράγματα που εσείς και εγώ γνωρίζουμε πολύ καλά από την παιδική ηλικία.
Πρώτα απ 'όλα πριν, πώς να το κάνετεαλγόριθμος, πρέπει να αποφασίσετε ποιες είναι οι αρχικές προϋποθέσεις για την εκτέλεση μιας συγκεκριμένης εργασίας, και επίσης τι πρέπει να λάβετε πρέπει να είναι γνωστά. Ο ίδιος ο αλγόριθμος είναι ήδη μια τελική ακολουθία ενεργειών για την επίλυση ενός συγκεκριμένου προβλήματος, το οποίο οδηγεί από τις αρχικές πληροφορίες σε ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα. Σε κάθε περίπτωση, η υπεροχή στην ανάπτυξη ενός αλγορίθμου ενεργειών ανήκει σε ένα άτομο και σε διάφορα άτομα ή σε όλα τα είδη συσκευών, όπως δορυφόροι, ρομπότ, υπολογιστές, προηγμένες οικιακές συσκευές και πρόσφατα ακόμη και ορισμένα παιχνίδια έχουν μάθει πώς να εκτελούν αυτοί, συμμετέχουν στην εκτέλεση αυτών των ενεργειών.
Το Al-Khorezmi είναι το άτομο που ήταν το πρώτοκαθόρισε την έννοια του αλγορίθμου και τις ιδιότητες του αλγορίθμου. Αυτή η ιδέα απέκτησε μαζικό χαρακτήρα μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, όταν απέκτησε ένα ευρύτερο νόημα, και άρχισε επίσης να καθορίζει ακριβείς κανόνες για μια συγκεκριμένη δράση. Σήμερα, αυτή η έννοια γίνεται ήδη αντιληπτή από πολλούς ως μία από τις πιο σημαντικές έννοιες μιας τέτοιας επιστήμης όπως η πληροφορική, χωρίς την οποία είναι σχεδόν αδύνατο να φανταστεί κανείς.
Ο ίδιος ο Al-Khorezmi έζησε τον 9ο αιώνα μ.Χ.Αξίζει να σημειωθεί ότι το πρωτότυπο αραβικό πρωτότυπο, το οποίο εκθέτει τα αριθμητικά του έργα, χάθηκε, αλλά υπάρχει μια μετάφραση με την οποία η Δυτική Ευρώπη κατάφερε τελικά να εξοικειωθεί με το δεκαδικό σύστημα αριθμού θέσης, καθώς και τους βασικούς κανόνες για την εκτέλεση διάφορες αριθμητικές πράξεις.
Ο επιστήμονας προσπάθησε να διασφαλίσει ότι οι κανόνες αυτόδιατυπώθηκε από αυτόν, ήταν εξαιρετικά κατανοητό για κάθε εγγράμματο άτομο. Ήταν εξαιρετικά δύσκολο να επιτευχθεί αυτό σε έναν αιώνα, όταν δεν υπήρχε ακόμη πλήρης μαθηματικός συμβολισμός, αλλά ο επιστήμονας κατάφερε στα γραπτά του να επιτύχει τελικά μια σαφή και ταυτόχρονα αυστηρή λεκτική συνταγή, σύμφωνα με την οποία ο αναγνώστης δεν έχετε την ευκαιρία να αποφύγετε τις καθορισμένες εργασίες ή να παραλείψετε ορισμένες ενέργειες. ...
Στη λατινική μετάφραση, παρουσιάστηκαν τα έργα του επιστήμονατο μοναδικό βιβλίο που ονομάζεται Algorizmi Said. Με την πάροδο του χρόνου, οι άνθρωποι άρχισαν σταδιακά να ξεχνούν ότι ο Αλγορίζι είναι ο συντάκτης τέτοιων κανόνων, με αποτέλεσμα οι κανόνες να άρχισαν να ονομάζονται αλγόριθμοι. Έτσι, σταδιακά "είπε ο Αλγόριζι" μεταμορφώθηκε και έγινε "λέει ο αλγόριθμος."
