Algoritmas: sąvoka, savybės, struktūra ir tipai

Išsilavinimas:

Praktiškai viskas mūsų pasaulyje yra tam tikro pobūdžioįstatymai ir nuostatai. Šiuolaikinis mokslas nepasileidžia, dėl to žmonėms yra žinomos daug formulių ir algoritmų, po kurių galima apskaičiuoti ir atkurti daugybę gamtos sukurtų veiksmų ir struktūrų ir įgyvendinti žmogaus išrastas idėjas.

Šiame straipsnyje aptarsime pagrindines algoritmo sąvokas.

Istorija algoritmų išvaizdos

Šis algoritmas yra XII a. Atsiradusi sąvoka. Labiausiai žodis "algoritmas" kilęs iš lotyniško žodžio garsaus matematiko Artimųjų Rytų vardo Mohammedo al-Khorezmi, kuris parašė knygą "Dėl Indijos sąskaitos". Šioje knygoje aprašoma, kaip teisingai parašyti natūralius skaičiai, naudojant arabiškus skaitmenis, ir apibūdina tokio skaičiaus stulpelio veiksmo algoritmą.

XII a. Knyga "Apie Indijos sąskaitą" buvo išversta į lotynų kalbą, tada pasirodė šis apibrėžimas.

Algoritmo sąveika su žmogumi ir mašina

Kuriant algoritmą reikalingas kūrybiškas požiūris,todėl naujas nuoseklios veiklos sąrašas gali sukurti tik gyvą būtį. Tačiau esamų instrukcijų vykdymui nereikia įsivaizduoti, netgi beprotybiškos technologijos gali jais susidoroti.

Puikus pavyzdys, kaip tiksliai atlikti tam tikras instrukcijas, yra tuščia mikrobangų krosnelė, kuri ir toliau dirba, nepaisant maisto trūkumo.

Tema ar objektas, kuris neturi būtisugalvoti algoritmo esmę, vadinamas formaliu atlikėju. Asmuo taip pat gali tapti formaliu atlikėju, tačiau nepelningų veiksmų atveju mąstymas atlikėjas gali padaryti viską savo nuožiūra. Todėl pagrindiniai atlikėjai yra kompiuteriai, mikrobangų krosnelės, telefonai ir kita įranga. Informacinių technologijų algoritmo samprata yra labai svarbi. Kiekvienas algoritmas yra sudarytas apskaičiuojant konkrečią temą, atsižvelgiant į leistinus veiksmus. Tie objektai, kuriems subjektas gali taikyti instrukcijas, yra vykdytojo aplinka.

Praktiškai viskas mūsų pasaulyje yra tam tikro pobūdžioįstatymai ir nuostatai. Šiuolaikinis mokslas nepasilieka, dėl kurio žmonija žino daug formulių ir algoritmų, po kurių jūs galite apskaičiuoti ir atkurti daugelį gamtos veiksmų ir kūrinių bei įgyvendinti žmogaus išrastas idėjas. Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime pagrindines algoritmo sąvokas.

Kas yra algoritmas?

Dauguma veiksmų, kuriuos atliekameper savo gyvenimą reikalauja laikytis tam tikrų taisyklių. Jo paskirtų užduočių kokybė ir rezultatas priklauso nuo to, kaip teisingai žmogus supranta, ką, kaip ir kokia seka jis turėtų daryti. Nuo vaikystės tėvai stengiasi parengti savo vaikams pagrindinių veiksmų algoritmą, pavyzdžiui: pabusti, paimti lovą, nuplauti ir valyti dantis, atlikti pratimus, paaukoti pusryčius ir pan., Sąrašas, kurį žmogus visą rytą atlieka, gali būti laikomas tam tikru algoritmu.

Algoritmas yra sąvoka, apibūdinanti instrukcijų pasirinkimą, kurį žmogus turi atlikti tam, kad išspręstų konkrečią užduotį.

algoritmo koncepcija

Apskritai algoritmas turi daug apibrėžimų, keli mokslininkai jį apibūdina skirtingai.

Jei žmogaus naudojamas algoritmas yra kasdien,kiekvienas savo ir gali keistis priklausomai nuo amžiaus ir situacijų, kai atlikėjas pati pasireiškia, veiksmai, kuriuos reikia atlikti, norint išspręsti matematinę problemą arba naudoti techniką, yra vienodi visiems ir visada išlieka tie patys.

Yra skirtinga algoritmo samprata, algoritmų tipai taip pat skiriasi - pavyzdžiui, asmeniui, kuris siekia tikslo ir už techniką.

Šiame informacinių technologijų amžiuje žmonėskasdien vykdo instrukcijų rinkinį, kurį jiems sukūrė kiti žmonės, nes ši technika reikalinga, kai naudojamas tiksliai įvykdžius tam tikrus veiksmus. Todėl pagrindinis mokyklų mokytojų uždavinys yra mokyti vaikus naudoti algoritmus, greitai suprasti ir keisti esamas taisykles pagal situaciją. Algoritmo struktūra yra viena iš tų koncepcijų, kurios mokosi kiekvienos mokyklos matematikos ir informatikos pamokoje.

 programos algoritmas

Pagrindinės algoritmo savybės

1. Diskretiškumas (atskirų veiksmų seka) - bet koks algoritmas turėtų būti pateikiamas kaip paprastas veiksmas, kurių kiekvienas turėtų prasidėti po to, kai buvo baigtas ankstesnis.

2. Apibrėžtumas. Kiekvienas algoritmo veiksmas turėtų būti toks paprastas ir aiškus, kad atlikėjas neturi klausimų ir nėra veiksmų laisvės.

3. Veiksmingumas - algoritmo aprašymas turėtų būti aiškus ir išsamus, kad, įvykus visoms instrukcijoms, užduotis pasiektų loginį baigimą.

4 Masė - algoritmas turėtų būti taikomas visai grupei problemų, kurias galima išspręsti tik keičiant algoritmo numerius. Nors manoma, kad paskutinis punktas netaikomas algoritmams, bet visiems matematiniams metodams apskritai.

Dažnai mokyklose, kad vaikai būtų suprantamesniAlgoritmų apibūdinimas. Mokytojai nurodo, pavyzdžiui, virtuvių knygos ruošimą, receptinių vaistų gaminimą arba muilo gamybos procesą, remiantis meistriškumo klase. Tačiau atsižvelgiant į antrąją algoritmo savybę, kurioje teigiama, kad kiekvienas algoritmo elementas turi būti toks aiškus, kad jį gali atlikti visiškai bet kuris asmuo ir net mašina, galima daryti išvadą, kad algoritmas turi parodyti bet kokį procesą, kurio bent jau reikia vaizduotės negalima pavadinti. Maisto gaminimas ir amatai reikalauja tam tikrų įgūdžių ir gerai išvystytos vaizduotės.

Yra skirtingų tipų algoritmai, tačiau yra trys pagrindiniai algoritmai.

Ciklinis algoritmas

Tokio tipo daiktai kartojami keletą kartų. Veiksmų sąrašas, kurį reikia pakartoti, kad pasiektų tikslą, vadinamas algoritmo kūne.

Loop iteracija yra visų taškų, įtrauktų į kilpos kūną, vykdymas.
Konkrečios dalys, kurios nuolat vykdomos tam tikrą skaičių kartų, yra vadinamos kilpa su fiksuotu kartų kartojimu.

Tos ciklo dalys, kurių pasikartojimo dažnis priklauso nuo tam tikrų sąlygų, vadinamos neapibrėžtomis.

Paprastiausia rūšies kilpa yra fiksuota.

Yra dviejų tipų cikliniai algoritmai:

  • Ciklas su išankstiniu sąlyga. Tokiu atveju kilpos kūnas tikrina jo būklę, kol jis bus įvykdytas.

  • Ciklas su post-condition. Po kilpos su postcondition, sąlyga patikrinama po kilpos pabaigos.

algoritmų tipai

Linear Algorithm Types

Tokių schemų nurodymai atliekami vieną kartąjų pateikimo seka. Pavyzdžiui, linijinis algoritmas gali būti laikomas lovos pripildymo ar dantų valymo procesu. Be to, šis tipas apima matematinius pavyzdžius, kuriuose yra tik papildymo ir atimties veiksmai.

algoritmo struktūra

Skirstymas algoritmas

Šakos tipo atveju yra keletas veiksnių pasirinkimo galimybių, kuris iš jų bus taikomas priklausomai nuo būklės.

Pavyzdys. Klausimas: "Ar lyja?" Atsakymų variantai: "Taip" arba "Ne". Jei "taip" - atidarykite skėtį, jei "ne" - padėkite skląmetį maiše.

algoritmų modeliai

Pagalbinis algoritmas

Pagalbinis algoritmas gali būti naudojamas kituose algoritmuose, nurodant tik jo pavadinimą.

Algoritmų nustatytos sąlygos

Sąlyga yra tarp žodžių "jei" ir "tada".

Pavyzdžiui: jei žinote anglų kalbą, tada spustelėkite vieną. Šiame sakinyje sąlyga bus frazės "jūs žinote anglų kalbą" dalis.

Duomenys - informacija, kuri atlieka tam tikrą semantinę apkrovą ir pateikiama tokia forma, kad ją galima perduoti ir naudoti šio algoritmo.

Algoritminis procesas - problemos sprendimas pagal algoritmą naudojant tam tikrus duomenis.

Algoritmo struktūra

Algoritmas gali turėti kitą struktūrą. Norint aprašyti algoritmą, kurio koncepcija priklauso nuo jo struktūros, galite naudoti keletą skirtingų būdų, pavyzdžiui: žodinė, grafinė, naudojant specialiai sukurtą algoritminę kalbą.

Kuris metodas bus naudojamas priklauso nuo kelių veiksnių: užduoties sudėtingumo, kiek reikia išsiaiškinti problemos sprendimo procesą ir tt

Grafinė versija algoritmo konstrukcijos

Grafinis algoritmas yra sąvoka, kuri numato veiksmų, kurie turi būti atlikti tam, kad išspręstų konkrečią užduotį pagal tam tikras geometrines figūras, suskaidymas.

Grafinės schemos nėra vaizduojamos kaip siaubingos. Norint suprasti bet kurį žmogų, dažniausiai naudojami Nassi-Schneidermano brošiūros ir struktūros lentelės.

Be to, brošiūros vaizduojamos pagal GOST-19701-90 ir GOST-19.003-80.
Grafinės formos, naudojamos algoritme, yra padalintos į:

  • Pagrindinis. Pagrindiniai vaizdai yra naudojami duomenų apdorojimui reikalingų operacijų sprendimui spręsti.

  • Pagalbinis. Pagalbiniai vaizdai reikalingi, norint nurodyti atskirus, o ne svarbiausius problemos sprendimo elementus.

Grafiniame algoritme geometrinės figūros, naudojamos duomenims žymėti, vadinamos blokais.

Visi blokai eina seka "viršuje"ir "iš kairės į dešinę" yra teisinga srauto kryptis. Kai seka yra teisinga, linijos, jungiančios blokus, nerodo krypties. Kitais atvejais linijų kryptis rodo rodyklės.

Teisinga algoritmo schema neturėtų turėti daugiau nei vieno apdorojimo blokų išėjimo ir mažiau nei dviejų iš blokų išvesčių, kurie yra atsakingi už logines operacijas ir sąlygų vykdymo patikrinimą.

Kaip sukurti algoritmą?

Kaip minėta pirmiau, algoritmo struktūra turi būti pastatyta pagal GOST, kitaip ji nebus aiški ir prieinama kitiems.

Bendra registravimo metodika apima šiuos elementus:

Pavadinimas, kuriuo bus aišku, kokia problema gali būti išspręsta naudojant šią schemą.

Kiekvienas algoritmas turi turėti aiškų pradžią ir pabaigą.

Algoritmuose turi būti aiškiai ir aiškiai apibūdinti visi tiek įvesties, tiek išvesties duomenys.

 algoritmo skaičiavimas

Sudarant algoritmą, būtina atkreipti dėmesį į veiksmus, kurie leis atlikti reikalingus veiksmus pasirinktiems duomenims problemos išsprendimui. Apytikslis algoritmo tipas:

  • Schemos pavadinimas
  • Duomenys.
  • Pradėti
  • Komandos.
  • Pabaiga.

Tinkama sistemos konstrukcija labai palengvins algoritmų skaičiavimą.

Geometriniai skaičiai, atsakingi už skirtingus algoritmo veiksmus

Horizontalusis ovalas - pradžia ir pabaiga (užpildymo ženklas).

Horizontaliai įsikūręs stačiakampis - skaičiavimas ar kiti veiksmai (proceso ženklas).

Horizontalusis параллелограмм - įvesties arba išvesties (duomenų ženklas).

Horizontaliai pastatytas rombas - tikrinimo sąlygos (tirpalo ženklas).

Išilginis horizontalus šešiakampis yra modifikacija (paruošimo ženklas).

Algoritmų modeliai pateikti toliau paveiksle.

Formulės-žodžio algoritmo konstrukcijos variantas.

Formulės-žodžio algoritmai parašytilaisva forma, profesine kalba, kuria susijusi užduotis. Veiksmų aprašymas tokiu būdu atliekamas naudojant žodžius ir formules.

algoritmų tipų algoritmų koncepcijos algoritmai

Kompiuterinių mokslų algoritmo samprata

Kompiuterio srityje viskas pagrįsta algoritmais. Be aiškių instrukcijų, įvestų kaip specialus kodas, jokios technikos ar programos neveiks. Kompiuterių mokslo pamokose studentai stengiasi pateikti pagrindines algoritmų sąvokas, išmokyti juos naudoti ir kurti save patys.

Kompiuterių mokslo algoritmų kūrimas ir naudojimas yra kūrybiškesnis procesas nei, pavyzdžiui, vadovaujantis instrukcijomis matematikos problemai spręsti.

Taip pat yra speciali programa."Algoritmas", kuris padeda žmonėms, kurie nėra kompetentingi programavimo srityje, kurti savo programas. Toks išteklius gali tapti nepakeičiamu asistentu tiems, kurie imasi pirmųjų žingsnių informacinių technologijų srityje ir nori kurti savo žaidimus ar kitas programas.

Kita vertus, bet kokia programa yra algoritmas. Bet jei algoritmas pati savaime yra tik veiksmai, kuriuos reikia atlikti įterpiant jo duomenis, programa jau perkelia jame esančius duomenis. Kitas skirtumas yra tai, kad programa gali būti patentuota ir privati, tačiau algoritmas nėra. Algoritmas - koncepcija yra platesnė nei programa.

Išvada

Šiame straipsnyje mes išnagrinėjome algoritmo idėją ir jo rūšis, sužinojome, kaip tinkamai rašyti grafines schemas.