Beveik viskas mūsų pasaulyje priklauso nuo tam tikro pobūdžioįstatymus ir kitus teisės aktus. Šiuolaikinis mokslas neegzistuoja, todėl žmonija žino daugybę formulių ir algoritmų, po kurių galite apskaičiuoti ir atkurti daugelį gamtos sukurtų veiksmų ir pastatų ir įgyvendinti žmonių išradtas idėjas.
Šiame straipsnyje apžvelgsime pagrindines algoritmo sąvokas.
Algoritmas - koncepcija, atsiradusi XII amžiuje.Pats žodis „algoritmas“ atsiranda iš lotynų kalbos žinomo Artimųjų Rytų matematiko Mohammed al Khorezmi, kuris parašė knygą „Apie Indijos sąskaitą“, pavadinimą. Šioje knygoje aprašoma, kaip teisingai įrašyti natūralius numerius, naudojant arabiškus skaitmenis, ir aprašo juostos veikimo algoritmą per tokius skaičius.
XII amžiuje knyga „Į Indijos sąskaitą“ buvo išversta į lotynų kalbą, tada pasirodė ši apibrėžtis.
Algoritmo kūrimas reikalauja kūrybiškumo,todėl tik gyva būtybė gali sukurti naują nuoseklių veiksmų sąrašą. Tačiau norint vykdyti jau egzistuojančius nurodymus, nebūtina turėti fantazijos, net bedvasė technika gali tai įveikti.
Puikus tikslios nurodytos instrukcijos vykdymo pavyzdys yra tuščia mikrobangų krosnelė, kuri ir toliau veikia nepaisant maisto.
Subjektas ar objektas, kurio nereikiaįsigilinti į algoritmo esmę yra vadinamas formaliu vykdytoju. Asmuo taip pat gali tapti oficialiu atlikėju, tačiau esant tam ar kitam veiksmui nuostolingumo, mąstantis atlikėjas gali viską padaryti savaip. Todėl pagrindiniai atlikėjai yra kompiuteriai, mikrobangų krosnelės, telefonai ir kita įranga. Svarbiausia informatikos algoritmo samprata. Kiekvienas algoritmas sudaromas atsižvelgiant į konkretaus subjekto lūkesčius, atsižvelgiant į leistinus veiksmus. Tie objektai, kuriems subjektas gali taikyti nurodymus, yra vykdytojo aplinka.
Beveik viskas mūsų pasaulyje paklūsta kažkokiai rūšiaiįstatymai ir kiti teisės aktai. Šiuolaikinis mokslas nestovi vietoje, kurio dėka žmonija žino daugybę formulių ir algoritmų, kuriais vadovaujantis galima apskaičiuoti ir atkurti daugybę gamtos veiksmų ir kūrinių bei atgaivinti žmogaus sugalvotas idėjas. Šiame straipsnyje mes suskaidysime pagrindines algoritmo sąvokas.
Dauguma veiksmų, kuriuos atliekamevisą gyvenimą reikalauja laikytis daugybės taisyklių. Jam pavestų užduočių kokybė ir rezultatas priklauso nuo to, kiek teisingai žmogus turi ką, kaip ir kokia seka jis turėtų atlikti. Nuo pat vaikystės tėvai bandė sukurti pagrindinių vaiko veiksmų algoritmą, pavyzdžiui: pabusti, pasikloti lovą, nusiprausti ir išsivalyti dantis, atlikti pratimus, papusryčiauti ir pan., Sąrašas, kurį žmogus visą gyvenimą atlieka ryte, taip pat gali būti laikomas savotišku algoritmu.
Algoritmas yra sąvoka, žyminti instrukcijų rinkinį, kurio asmeniui reikia laikytis, norint išspręsti konkrečią problemą.
Apskritai algoritmas turi daug apibrėžimų, keli mokslininkai jį apibūdina skirtingai.
Jei žmogaus kasdien taikomas algoritmas turikiekvienas yra savas ir gali keistis priklausomai nuo amžiaus ir situacijų, kuriose atsiduria atlikėjas, tada veiksmų, kuriuos reikia atlikti norint išspręsti matematinę problemą ar naudoti technologijas, rinkinys visiems yra vienodas ir visada lieka nepakitęs.
Yra kitokia algoritmo samprata, skiriasi ir algoritmų rūšys - pavyzdžiui, asmeniui, kuris siekia tikslo, ir technologijoms.
Mūsų informacinių technologijų amžiuje žmonėskiekvieną dieną jie vykdo instrukcijų rinkinį, kurį prieš juos sukūrė kiti žmonės, nes naudojant techniką reikia atlikti daugybę veiksmų, kai naudojamas tikslus vykdymas. Todėl pagrindinė mokytojų užduotis mokyklose yra išmokyti vaikus naudoti algoritmus, greitai suvokti ir pakeisti esamas taisykles atsižvelgiant į esamą situaciją. Algoritmo struktūra yra viena iš tų sąvokų, kurios dėstomos matematikos ir informatikos pamokose kiekvienoje mokykloje.
1. Diskretiškumas (atskirų veiksmų seka) - bet kuris algoritmas turėtų būti pateikiamas kaip paprastų veiksmų serija, kurių kiekvienas turėtų prasidėti baigus ankstesnį.
2. Tikrumas - kiekvienas algoritmo veiksmas turėtų būti toks paprastas ir suprantamas, kad vykdytojui nekiltų klausimų ir jis neturėtų jokios veiksmų laisvės.
3. Efektyvumas - algoritmo aprašymas turėtų būti aiškus ir išsamus, kad, įvykdžius visas instrukcijas, užduotis pasiektų savo loginę pabaigą.
4.Masyvumas - algoritmas turėtų būti taikomas visai problemų klasei, kurią išspręsti galima tik pakeitus algoritmo skaičius. Nors yra nuomonė, kad paskutinis punktas taikomas ne algoritmams, o visiems matematiniams metodams apskritai.
Dažnai mokyklose, kad vaikai geriau suprastųalgoritmų aprašymas, mokytojai pateikia pavyzdžius, kaip gaminti iš kulinarinės knygos, gaminti receptinius vaistus ar muilą, remiantis meistriškumo klase. Tačiau atsižvelgdami į antrąją algoritmo savybę, kuri sako, kad kiekvienas algoritmo taškas turi būti toks aiškus, kad absoliučiai bet kuris asmuo ir net mašina galėtų tai atlikti, galime prieiti prie išvados, kad bet koks procesas, reikalaujantis algoritmu išreikšti bent tam tikrą vaizduotę negalima įvardyti. Maisto gaminimas ir rankdarbiai reikalauja tam tikrų įgūdžių ir gerai išvystytos vaizduotės.
Yra įvairių tipų algoritmai, tačiau yra trys pagrindiniai.
Šio tipo kai kurie taškai kartojami kelis kartus. Veiksmų, kuriuos reikia pakartoti norint pasiekti tikslą, sąrašas vadinamas algoritmo kūnu.
Ciklo iteracija yra visų elementų, įtrauktų į ciklo korpusą, vykdymas.
Kilpos dalys, kurios nuolat vykdo tam tikrą skaičių kartų, vadinamos fiksuoto kartojimo kilpa.
Tos ciklo dalys, kurių pasikartojimo greitis priklauso nuo daugybės sąlygų, vadinamos neapibrėžtomis.
Fiksuojamas paprasčiausias kilpos tipas.
Yra dviejų tipų ciklo algoritmai:
Kilpa su išankstine sąlyga. Tokiu atveju kilpos kūnas patikrina savo būklę prieš ją vykdant.
Loop su postcondition. Kilpoje su postcondition sąlyga tikrinama pasibaigus kilpai.
Tokių schemų nurodymai vykdomi vieną kartąjų pateikimo seka. Pavyzdžiui, lovos klojimo ar dantų valymo procesas gali būti laikomas linijiniu algoritmu. Taip pat šiam tipui priskiriami matematiniai pavyzdžiai, kur atliekami tik susiejimo ir atimimo veiksmai.
Šakių tipo atveju yra keletas veiksmų variantų, kurie bus taikomi, priklausomai nuo būklės.
Pavyzdys. Klausimas: "Ar lyja?" Atsakymo variantai: „Taip“ arba „Ne“. Jei „taip“ - atidarykite skėtį, jei „ne“ - įdėkite skėtį į krepšį.
Pagalbinį algoritmą galima naudoti kituose algoritmuose nurodant tik jo pavadinimą.
Būklė yra tarp žodžių „jei“ ir „tada“.
Pavyzdžiui: jei mokate anglų kalbą, paspauskite vieną. Šiame sakinyje ši sąlyga yra frazės „jūs mokate anglų kalbą“ dalis.
Duomenys - informacija, kuriai tenka tam tikra semantinė apkrova ir pateikiama tokia forma, kad ją būtų galima perduoti ir naudoti tam tikram algoritmui.
Algoritminis procesas - problemos sprendimas algoritmu naudojant tam tikrus duomenis.
Algoritmas gali turėti skirtingą struktūrą. Norėdami apibūdinti algoritmą, kurio samprata priklauso ir nuo jo struktūros, galite naudoti daugybę skirtingų metodų, pavyzdžiui: žodinį, grafinį, naudodami specialiai sukurtą algoritminę kalbą.
Kuris iš metodų bus naudojamas, priklauso nuo kelių veiksnių: nuo problemos sudėtingumo, nuo to, kiek jums reikia išsamiai apibūdinti problemos sprendimo procesą ir kt.
Grafinis algoritmas yra sąvoka, kuri reiškia veiksmų, kuriuos reikia atlikti norint išspręsti tam tikrą problemą, skaidymą pagal tam tikras geometrines figūras.
Grafinės diagramos nėra pavaizduotos atsitiktinai. Kad bet kuris asmuo juos suprastų, dažniausiai naudojamos Nassi-Shneidermano blokinės diagramos ir struktūrinės schemos.
Taip pat pateikiamos blokinės diagramos pagal GOST-19701-90 ir GOST-19.003-80.
Algoritme naudojamos grafinės figūros skirstomos į:
Pagrindinis. Pagrindiniai vaizdai naudojami nurodant operacijas, reikalingas duomenims apdoroti sprendžiant problemą.
Pagalbinis. Pagalbiniai vaizdai reikalingi norint nurodyti atskirus, o ne svarbiausius problemos sprendimo elementus.
Grafikoje geometrinės figūros, naudojamos duomenims pateikti, vadinamos blokais.
Visi blokai yra iš eilės iš viršaus į apačiąo „iš kairės į dešinę“ yra teisinga srauto kryptis. Tinkamai sekant, blokus jungiančios linijos nerodo krypties. Priešingu atveju linijų kryptis nurodoma rodyklėmis.
Teisingoje schemoje neturėtų būti daugiau nei vienas išvestis iš apdorojimo blokų ir mažiau nei du išėjimai iš blokų, atsakingų už logines operacijas ir sąlygų įvykdymo patikrinimą.
Kaip teisingai sukurti algoritmą?
Kaip minėta pirmiau, algoritmo struktūra turi būti sukurta pagal GOST, kitaip ji nebus suprantama ir prieinama kitiems.
Bendroji įrašymo metodika apima šiuos punktus:
Pavadinimas, pagal kurį bus aišku, kokią problemą galima išspręsti naudojant šią schemą.
Kiekvienas algoritmas turėtų turėti aiškią pradžią ir pabaigą.
Algoritmai turėtų aiškiai ir aiškiai apibūdinti visus duomenis, tiek įvestį, tiek išvestį.
Sudarant algoritmą, reikia atkreipti dėmesį į veiksmus, kurie leis atlikti veiksmus, reikalingus problemai išspręsti pasirinktais duomenimis. Algoritmo pavyzdys:
Teisinga grandinės konstrukcija labai palengvins algoritmų skaičiavimą.
Horizontaliai išdėstytas ovalas - pradžia ir pabaiga (pabaigos ženklas).
Horizontaliai išdėstytas stačiakampis yra skaičiavimas ar kitas veiksmas (proceso ženklas).
Horizontaliai išdėstytas lygiagretainis - įvestis arba išvestis (duomenų ženklas).
Horizontaliai esantis rombas - būklės patikrinimas (sprendimo ženklas).
Pailgas, horizontaliai išdėstytas šešiakampis yra modifikacija (paruošimo ženklas).
Algoritmo modeliai parodyti paveikslėlyje žemiau.
Formulės žodžio algoritmo konstrukcijos versija.
Formulės žodžio algoritmai yra parašytisavavališkai, tos srities, kuriai priklauso užduotis, profesine kalba. Tokiu būdu veiksmų aprašymas atliekamas naudojant žodžius ir formules.
Kompiuteriniame pasaulyje viskas remiasi algoritmais. Be aiškių nurodymų, įvestų specialaus kodo pavidalu, jokia technika ar programa neveiks. Informatikos pamokose studentai bando pateikti pagrindines algoritmų sąvokas, mokyti jas naudoti ir savarankiškai kurti.
Algoritmų kūrimas ir naudojimas kompiuterių moksle yra kūrybiškesnis procesas, nei, pavyzdžiui, matematikos problemos sprendimo instrukcijų vykdymas.
Taip pat yra speciali programa„Algoritmas“, kuris padeda programavimo neišmanantiems žmonėms kurti savo programas. Toks šaltinis gali tapti nepakeičiamu asistentu tiems, kurie žengia pirmuosius žingsnius informatikos srityje ir nori sukurti savo žaidimus ar kitas programas.
Kita vertus, bet kuri programa yra algoritmas. Bet jei algoritmas atlieka tik veiksmus, kuriuos reikia atlikti įterpiant jo duomenis, tai programa jau neša paruoštus duomenis. Kitas skirtumas yra tas, kad programa gali būti patentuota ir patentuota, tačiau algoritmas negali. Algoritmas yra platesnė sąvoka nei programa.
Šiame straipsnyje mes išnagrinėjome algoritmo sampratą ir jo tipus bei sužinojome, kaip teisingai rašyti grafines schemas.
