Practic totul în lumea noastră este supus unor legi și reguli. Știința modernă nu stă pe loc, datorită cărora omenirea cunoaște o mulțime de formule și algoritmi, în urma cărora, puteți calcula și recrea multe acțiuni și structuri create de natură și aduceți la viață ideile inventate de om.
În acest articol vom analiza conceptele de bază ale algoritmului.
Istoria apariției algoritmilor
Algoritm - un concept care a apărut în secolul al XII-lea. Cuvântul „algoritm” în sine provine din interpretarea latină a numelui faimosului matematician din Orientul Mijlociu Muhammad al-Khwarizmi, care a scris cartea „Despre numărarea indienilor”. Această carte descrie cum să scrieți corect numerele naturale folosind cifre arabe și descrie algoritmul acțiunilor cu o coloană peste astfel de numere.
În secolul al XII-lea, cartea „Despre contul indian” a fost tradusă în latină, iar apoi a apărut această definiție.
Interacțiunea algoritmului cu omul și mașina
Creațiealgoritmul necesită o abordare creativă, astfel încât doar o ființă vie poate crea o nouă listă de acțiuni secvențiale. Dar pentru executarea instrucțiunilor existente, nu este necesar să existe o fantezie, chiar și tehnologia fără suflet poate face față acestui lucru.
Un exemplu excelent de respectare întocmai a unei anumite instrucțiuni este un cuptor cu microunde gol care continuă să funcționeze în ciuda absenței alimentelor în interior.
Un subiect sau un obiect care nu trebuie să înțeleagă esența algoritmului se numește executor formal. O persoană poate deveni și un executor oficial, dar în cazul în care una sau alta acțiune este neprofitabilă, un executor gânditor poate face totul în felul său. Prin urmare, principalii performeri sunt computerele, cuptoarele cu microunde, telefoanele și alte echipamente. Conceptul de algoritm în informatică este de cea mai mare importanță. Fiecare algoritm este compilat cu așteptările unui subiect specific, ținând cont de acțiunile permise. Acele obiecte cărora subiectul le poate aplica instrucțiuni constituie mediul executantului.
Practic totul în lumea noastră este supus unor legi și reguli. Știința modernă nu stă pe loc, datorită cărora omenirea cunoaște o mulțime de formule și algoritmi, în urma cărora poți calcula și recrea multe acțiuni și creații ale naturii și să dai viață ideilor inventate de om. În acest articol, vom analiza conceptele de bază ale algoritmului.
Ce este un algoritm?
Majoritatea activităților pe care le realizăm în timpul vieții noastre necesită respectarea unui număr de reguli. Din cât de mult o persoană are o idee corectă despre bițice, cum și în ce ordine ar trebui să facă, depinde de calitatea și rezultatul sarcinilor care i-au fost atribuite. Încă din copilărie, părinții încearcă să dezvolte în copilul lor un algoritm pentru acțiunile principale, de exemplu: treziți, faceți patul, spălați și spălați dinții, faceți exerciții, ia micul dejun etc., lista pe care o face o persoană. toată viața lui dimineața poate fi considerată și un fel de algoritm.
Un algoritm este un concept care se referă la un set de instrucțiuni pe care o persoană trebuie să le urmeze pentru a rezolva o anumită problemă.
În general, algoritmul are multe definiții, mai mulți oameni de știință îl caracterizează diferit.
Dacă algoritmul folosit de o persoană în fiecare zi este diferit pentru fiecare și se poate schimba în funcție de vârsta și de situațiile în care se află interpretul, atunci setul de acțiuni care trebuie efectuate pentru a rezolva o problemă matematică sau folosirea tehnologiei este aceeași pentru toată lumea și rămâne întotdeauna aceeași.
Există un concept diferit de algoritm, de asemenea, tipurile de algoritmi diferă - de exemplu, pentru o persoană care urmărește un obiectiv și pentru tehnologie.
În era noastră a tehnologiei informației, oamenii urmează zilnic un set de instrucțiuni create înaintea lor de alți oameni, deoarece tehnologia necesită execuția precisă a unei serii de acțiuni atunci când este folosită. Prin urmare, sarcina principală a profesorilor din școli este de a-i învăța pe copii cum să folosească algoritmii, să înțeleagă rapid și să schimbe regulile existente în conformitate cu situația actuală. Structura algoritmului este una dintre acesteaconcepte, care este studiată la lecția de matematică și informatică din fiecare școală.
Proprietăți de bază ale algoritmului
1. Discretență (secvența acțiunilor individuale) - orice algoritm ar trebui să fie reprezentat ca o serie de acțiuni simple, fiecare dintre acestea ar trebui să înceapă după finalizarea celei precedente.
2. Certitudine - fiecare acțiune a algoritmului ar trebui să fie atât de simplă și clară încât executantul să nu aibă întrebări și să nu aibă libertate de acțiune.
3. Eficiență - descrierea algoritmului ar trebui să fie clară și completă, astfel încât, după executarea tuturor instrucțiunilor, sarcina să ajungă la finalul logic.
4. Caracter de masă - algoritmul ar trebui să fie aplicabil unei întregi clase de probleme, care pot fi rezolvate doar prin schimbarea numerelor din algoritm. Deși există o părere că ultimul punct nu se aplică algoritmilor, ci tuturor metodelor matematice în general.
Adesea, în școli, pentru a le oferi copiilor o mai bună înțelegere a algoritmilor, profesorii folosesc exemplul de a găti dintr-o carte de bucate, de a face medicamente pe bază de rețetă sau de a face un proces de fabricare a săpunului pe baza unei clase de master. Totuși, ținând cont de a doua proprietate a algoritmului, care spune că fiecare element al algoritmului trebuie să fie atât de clar încât să poată fi efectuat de absolut orice persoană și chiar de o mașină, putem concluziona că orice proces care necesită cel puțin un fel de imaginație, algoritmul nu poate fi numit. Iar gătitul și acul necesită anumite abilități și o imaginație bine dezvoltată.
Există diferite tipuri de algoritmi,dar sunt trei principale.
Algoritm ciclic
În acest tip, unele elemente sunt repetate de mai multe ori. Lista acțiunilor care trebuie repetate pentru a atinge obiectivul se numește corpul algoritmului.
Iterația unei bucle este execuția tuturor elementelor incluse în corpul buclei. Părțile buclei care sunt executate în mod constant de un anumit număr de ori se numesc buclă cu un număr fix de iterații.
Acele părți ale ciclului, a căror frecvență depinde de un număr de condiții, se numesc nedeterminate.
Cel mai simplu tip de ciclu este remediat.
Există două tipuri de algoritmi ciclici:
- Buclă cu precondiție. În acest caz, corpul buclei își verifică starea înainte de a fi executată.
- O buclă cu o postcondiție. Într-o buclă cu o postcondiție, condiția este verificată după sfârșitul buclei.
Tipuri liniare de algoritmi
Instrucțiunile unor astfel de circuite sunt executate o dată în ordinea în care sunt prezentate. De exemplu, procesul de realizare a unui pat sau de spălare pe dinți poate fi considerat un algoritm liniar. Acest tip include și exemple matematice, în care există doar operații de adunare și scădere.
Algoritm de ramificare
Există mai multe opțiuni într-un tip de ramificare, care va fi aplicată în funcție de stare.
Exemplu. Întrebare: „Plouă?” Opțiuni de răspuns: „Da” sau „Nu”. În cazul în care un„da” – deschideți umbrela, dacă „nu” – puneți umbrela în geantă.
Algoritm auxiliar
Algoritmul auxiliar poate fi utilizat în alți algoritmi specificând doar numele acestuia.
Termeni găsiți în algoritmi
Condiția este între cuvintele „dacă” și „atunci”.
De exemplu: dacă știți engleza, apăsați unul. În această propoziție, partea din expresia „știi engleză” va fi condiția.
Datele sunt informații care poartă o anumită încărcare semantică și sunt prezentate în așa fel încât să poată fi transmise și utilizate pentru acest algoritm.
Proces algoritmic - rezolvarea unei probleme conform unui algoritm folosind anumite date.
Structura algoritmului
Algoritmul poate avea o structură diferită. Pentru a descrie un algoritm, al cărui concept depinde și de structura sa, puteți folosi o serie de moduri diferite, de exemplu: verbal, grafic, folosind un limbaj algoritmic special dezvoltat.
Ce metodă va fi utilizată depinde de mai mulți factori: complexitatea sarcinii, cât de detaliat trebuie să fie procesul de rezolvare a problemei etc.
Versiunea grafică a algoritmului
Algoritm grafic - un concept care presupune descompunerea acțiunilor care trebuie efectuate pentru a rezolva o anumită problemă, în funcție de anumite forme geometrice.
Diagramele grafice nu sunt afișate aleatoriu. Pentru ca ei să poatăpentru a înțelege orice persoană, cel mai des sunt folosite diagramele de flux și structogramele Nassi-Schneiderman.
De asemenea, diagramele bloc sunt desenate în conformitate cu GOST-19701-90 și GOST-19.003-80. Cifrele grafice utilizate în algoritm sunt împărțite în:
- De bază. Imaginile principale sunt folosite pentru a indica operațiunile necesare procesării datelor atunci când se rezolvă o problemă.
- Auxiliar. Imaginile auxiliare sunt necesare pentru a indica elementele individuale, nu cele mai importante, de rezolvare a problemei.
Într-un algoritm grafic, formele geometrice folosite pentru a reprezenta datele se numesc blocuri.
Toate blocurile merg în succesiune „de sus în jos” și „de la stânga la dreapta” - aceasta este direcția corectă de curgere. Cu succesiunea corectă, liniile care leagă blocurile între ele nu arată direcția. În alte cazuri, direcția liniilor este indicată prin săgeți.
O schemă corectă de algoritm nu ar trebui să aibă mai mult de o ieșire din blocuri de procesare și mai puțin de două ieșiri din blocuri responsabile pentru operațiuni logice și verificarea condițiilor.
Cum să construiți corect un algoritm?
Structura algoritmului, așa cum s-a menționat mai sus, trebuie construită conform GOST, altfel nu va fi de înțeles și accesibilă altora.
Metodologia generală de înregistrare include următoarele elemente:
Numele prin care va fi clar ce problemă poate fi rezolvată folosind această schemă.
Fiecare algoritm trebuie să aibă un început și un sfârșit marcate clar.
Algoritmitoate datele, atât de intrare cât și de ieșire, trebuie să fie descrise clar și clar.
La compilarea unui algoritm, trebuie luate în considerare acțiunile care vor permite efectuarea acțiunilor necesare pentru rezolvarea problemei asupra datelor selectate. Vedere aproximativă a algoritmului:
- Nume Chema.
- Date.
- Începe.
- Echipe.
- Sfârșit.
Constructia corecta a circuitului va facilita foarte mult calculul algoritmilor.
Forme geometrice responsabile pentru diferite acțiuni din algoritm
Oval orizontal - început și sfârșit (semnul de sfârșit).
Dreptunghi orizontal - calcul sau alte acțiuni (semnul procesului).
Paralelogram orizontal - intrare sau ieșire (semn de date).
Romb orizontal - verificarea stării (semnul deciziei).
Hexagon orizontal alungit - modificare (semn de pregătire).
Modelele de algoritm sunt afișate mai jos.
Versiunea formulă-verbală a construcției algoritmului.
Algoritmii formulă-verbali sunt redactați într-o formă arbitrară, în limbajul profesional al zonei căreia îi aparține sarcina. Descrierea acțiunilor în acest fel se realizează folosind cuvinte și formule.
Conceptul de algoritm în informatică
În domeniul computerelor, totul se bazează pe algoritmi. Fără instrucțiuni clare introduse sub forma unui cod special, nicio tehnică nu va funcționa sauprogram. La lecțiile de informatică, studenții încearcă să ofere conceptele de bază ale algoritmilor, să-i învețe cum să le folosească și să le creeze singuri.
Crearea și utilizarea algoritmilor în informatică este un proces mai creativ decât, de exemplu, urmarea instrucțiunilor pentru rezolvarea unei probleme de matematică.
Există și un program special „Algoritm” care ajută oamenii ignoranți în domeniul programarii să-și creeze propriile programe. O astfel de resursă poate deveni un asistent indispensabil pentru cei care fac primii pași în informatică și doresc să-și creeze propriile jocuri sau orice alte programe.
Pe de altă parte, orice program este un algoritm. Dar dacă algoritmul poartă doar acțiunile care trebuie efectuate prin inserarea datelor sale, atunci programul transportă deja datele terminate. O altă diferență este că programul poate fi brevetat și proprietate privată, dar algoritmul nu este. Un algoritm este un concept mai larg decât un program.
Concluzie
În acest articol, am analizat conceptul de algoritm și tipurile acestuia, am învățat cum să scriem corect scheme grafice.
