Prakticky všetko v našom svete podlieha nejakým zákonom a pravidlám. Moderná veda nestojí na mieste, vďaka čomu ľudstvo pozná množstvo vzorcov a algoritmov, podľa ktorých môžete vypočítať a znovu vytvoriť mnoho akcií a štruktúr vytvorených prírodou a oživiť myšlienky vynájdené človekom.
V tomto článku budeme analyzovať základné koncepty algoritmu.
História vzniku algoritmov
Algoritmus - koncept, ktorý sa objavil v XII storočí. Samotné slovo „algoritmus“pochádza z latinskej interpretácie mena slávneho blízkovýchodného matematika Muhammada al-Khwarizmiho, ktorý napísal knihu „O indickom počítaní“. Táto kniha popisuje, ako správne písať prirodzené čísla pomocou arabských číslic, a popisuje algoritmus akcií so stĺpcom nad takýmito číslami.
V 12. storočí bola kniha „On the Indian Account“preložená do latinčiny a potom sa objavila táto definícia.
Interakcia algoritmu s človekom a strojom
StvorenieAlgoritmus vyžaduje kreatívny prístup, takže iba živá bytosť môže vytvoriť nový zoznam postupných akcií. Ale na vykonanie existujúcich pokynov nie je potrebné mať fantáziu, toto zvládne aj bezduchá technológia.
Výborným príkladom presného dodržiavania daného pokynu je prázdna mikrovlnná rúra, ktorá pokračuje v prevádzke napriek tomu, že v nej nie je žiadne jedlo.
Subjekt alebo objekt, ktorý nemusí rozumieť podstate algoritmu, sa nazýva formálny vykonávateľ. Formálnym exekútorom sa môže stať aj človek, no v prípade, že ten či onen úkon je nerentabilný, mysliaci exekútor si môže urobiť všetko po svojom. Preto sú hlavnými interpretmi počítače, mikrovlnné rúry, telefóny a ďalšie zariadenia. Koncepcia algoritmu v informatike je nanajvýš dôležitá. Každý algoritmus je zostavený s očakávaním konkrétneho subjektu, berúc do úvahy prípustné akcie. Objekty, na ktoré môže subjekt použiť pokyny, tvoria prostredie vykonávateľa.
Prakticky všetko v našom svete podlieha nejakým zákonom a pravidlám. Moderná veda nestojí na mieste, vďaka čomu ľudstvo pozná veľa vzorcov a algoritmov, podľa ktorých môžete vypočítať a znovu vytvoriť veľa akcií a výtvorov prírody a oživiť myšlienky vynájdené človekom. V tomto článku budeme analyzovať základné koncepty algoritmu.
Čo je to algoritmus?
Väčšina činností, ktoré počas života vykonávame, si vyžaduje dodržiavanie množstva pravidiel. Od toho, do akej miery má človek správnu predstavu o bitochčo, ako a v akom poradí má robiť, závisí od kvality a výsledku jemu zverených úloh. Od detstva sa rodičia snažia vo svojom dieťati vyvinúť algoritmus pre hlavné činnosti, napríklad: zobudiť sa, ustlať posteľ, umyť si a vyčistiť zuby, cvičiť, raňajkovať atď., zoznam, ktorý človek robí. celý jeho život ráno možno tiež považovať za určitý druh algoritmu.
Algoritmus je koncept, ktorý odkazuje na súbor pokynov, ktoré musí človek dodržiavať, aby vyriešil určitý problém.
Algoritmus má vo všeobecnosti veľa definícií, niekoľko vedcov ho charakterizuje odlišne.
Ak je algoritmus, ktorý osoba používa každý deň, pre každého iný a môže sa meniť v závislosti od veku a situácií, v ktorých sa umelec nachádza, potom súbor akcií, ktoré je potrebné vykonať na vyriešenie matematického problému alebo používať technológiu je pre každého rovnaké a vždy zostáva rovnaké.
Existuje iný koncept algoritmu, líšia sa aj typy algoritmov – napríklad pre človeka, ktorý sleduje cieľ, a pre technológiu.
V našom veku informačných technológií sa ľudia denne riadia súborom inštrukcií, ktoré pred nimi vytvorili iní ľudia, pretože technológia si pri použití vyžaduje presné vykonanie série akcií. Hlavnou úlohou učiteľov na školách je preto naučiť deti používať algoritmy, rýchlo uchopiť a meniť existujúce pravidlá v súlade s aktuálnou situáciou. Štruktúra algoritmu je jednou z nichpojmy, ktoré sa študujú na hodine matematiky a informatiky na každej škole.
Základné vlastnosti algoritmu
1. Diskrétnosť (postupnosť jednotlivých akcií) – každý algoritmus by mal byť reprezentovaný ako séria jednoduchých akcií, z ktorých každá by mala začať po dokončení predchádzajúcej.
2. Istota – každá akcia algoritmu by mala byť taká jednoduchá a jasná, aby interpret nemal žiadne otázky a nemal slobodu konania.
3. Efektivita – popis algoritmu by mal byť jasný a úplný, aby po vykonaní všetkých pokynov úloha dosiahla svoj logický koniec.
4. Hromadný charakter - algoritmus by mal byť použiteľný na celú triedu problémov, ktoré možno vyriešiť iba zmenou čísel v algoritme. Hoci existuje názor, že posledný bod sa nevzťahuje na algoritmy, ale na všetky matematické metódy vo všeobecnosti.
Na to, aby deti lepšie pochopili algoritmy, učitelia v školách často používajú príklad varenia z kuchárskej knihy, prípravy liekov na predpis alebo výroby mydla na základe majstrovskej triedy. Ak však vezmeme do úvahy druhú vlastnosť algoritmu, ktorá hovorí, že každá položka algoritmu musí byť taká jasná, aby ju mohla vykonať úplne každá osoba a dokonca aj stroj, môžeme dospieť k záveru, že každý proces, ktorý vyžaduje aspoň nejaký druh predstavivosti, algoritmus nemožno pomenovať. A varenie a vyšívanie si vyžadujú určité zručnosti a dobre rozvinutú predstavivosť.
Existujú rôzne typy algoritmov,ale sú tri hlavné.
Cyklický algoritmus
Pri tomto type sa niektoré položky opakujú niekoľkokrát. Zoznam akcií, ktoré sa musia opakovať, aby sa dosiahol cieľ, sa nazýva telo algoritmu.
Iterácia cyklu je spustenie všetkých položiek zahrnutých v tele cyklu. Časti cyklu, ktoré sa neustále vykonávajú určitý počet krát, sa nazývajú slučka s pevným počtom iterácií.
Tie časti cyklu, ktorých frekvencia závisí od množstva podmienok, sa nazývajú neurčité.
Najjednoduchší druh cyklu je pevný.
Existujú dva druhy cyklických algoritmov:
- Slučka s predbežnou podmienkou. V tomto prípade telo cyklu pred spustením skontroluje svoj stav.
- Slučka s dodatočnou podmienkou. V slučke s postcondition sa podmienka kontroluje po skončení cyklu.
Lineárne typy algoritmov
Inštrukcie takýchto obvodov sa vykonávajú raz v poradí, v akom sú prezentované. Za lineárny algoritmus možno považovať napríklad proces ustlania postele alebo čistenia zubov. Tento typ zahŕňa aj matematické príklady, kde existujú iba operácie sčítania a odčítania.
Algoritmus vetvenia
V type vetvenia je niekoľko možností, ktorá sa použije, závisí od podmienky.
Príklad. Otázka: "Prší?" Možnosti odpovede: „Áno“alebo „Nie“. Ak"áno" - otvorte dáždnik, ak "nie" - vložte dáždnik do tašky.
Pomocný algoritmus
Pomocný algoritmus je možné použiť v iných algoritmoch zadaním iba jeho názvu.
Pojmy nájdené v algoritmoch
Podmienka je medzi slovami „ak“a „potom“.
Napríklad: ak viete po anglicky, stlačte jeden. V tejto vete bude podmienkou časť frázy „viete po anglicky“.
Údaje sú informácie, ktoré nesú určitú sémantickú záťaž a sú prezentované takým spôsobom, že ich možno preniesť a použiť pre tento algoritmus.
Algoritmický proces – riešenie problému podľa algoritmu s použitím určitých údajov.
Štruktúra algoritmu
Algoritmus môže mať inú štruktúru. Na opísanie algoritmu, ktorého koncepcia závisí aj od jeho štruktúry, môžete použiť množstvo rôznych spôsobov, napríklad: verbálne, graficky, pomocou špeciálne vyvinutého algoritmického jazyka.
Ktorá metóda sa použije, závisí od viacerých faktorov: zložitosť úlohy, ako podrobný musí byť proces riešenia problému atď.
Grafická verzia algoritmu
Grafický algoritmus – koncept, ktorý zahŕňa dekompozíciu akcií, ktoré je potrebné vykonať na vyriešenie konkrétneho problému, podľa určitých geometrických tvarov.
Grafické diagramy sa nezobrazujú náhodne. Aby mohlina pochopenie akejkoľvek osoby sa najčastejšie používajú vývojové diagramy a Nassi-Schneidermanove štruktúrogramy.
Tiež blokové diagramy sú nakreslené v súlade s GOST-19701-90 a GOST-19.003-80. Grafické obrázky použité v algoritme sú rozdelené na:
- Základné. Hlavné obrázky sa používajú na označenie operácií potrebných na spracovanie údajov pri riešení problému.
- Pomocný. Pomocné obrázky sú potrebné na označenie jednotlivých, nie najdôležitejších prvkov riešenia problému.
V grafickom algoritme sa geometrické tvary používané na reprezentáciu údajov nazývajú bloky.
Všetky bloky idú v poradí „zhora nadol“a „zľava doprava“– toto je správny smer toku. Pri správnom poradí čiary spájajúce bloky navzájom neukazujú smer. V ostatných prípadoch je smer čiar označený šípkami.
Správna schéma algoritmu by nemala mať viac ako jeden výstup z blokov spracovania a menej ako dva výstupy z blokov zodpovedných za logické operácie a kontrolu stavu.
Ako správne zostaviť algoritmus?
Štruktúra algoritmu, ako je uvedené vyššie, musí byť zostavená podľa GOST, inak nebude zrozumiteľná a prístupná pre ostatných.
Všeobecná metodika zaznamenávania zahŕňa nasledujúce položky:
Názov, podľa ktorého bude jasné, aký problém možno pomocou tejto schémy vyriešiť.
Každý algoritmus musí mať jasne označený začiatok a koniec.
Algoritmyvšetky údaje, vstupné aj výstupné, musia byť jasne a jasne popísané.
Pri zostavovaní algoritmu by ste si mali všímať akcie, ktoré umožnia vykonať akcie potrebné na vyriešenie problému s vybranými údajmi. Približný pohľad na algoritmus:
- Chema name.
- Údaje.
- Začať.
- Tímy.
- Koniec.
Správna konštrukcia obvodu výrazne uľahčí výpočet algoritmov.
Geometrické tvary zodpovedné za rôzne akcie v algoritme
Horizontálny ovál – začiatok a koniec (znak konca).
Horizontálny obdĺžnik – výpočet alebo iné akcie (znak procesu).
Horizontálny rovnobežník – vstup alebo výstup (dátová značka).
Horizontálny kosoštvorec – kontrola stavu (znak rozhodnutia).
Predĺžený, horizontálny šesťuholník - modifikácia (znak prípravy).
Modely algoritmov sú zobrazené nižšie.
Vorbálna verzia konštrukcie algoritmu.
Vorbálne algoritmy sú napísané v ľubovoľnej forme v odbornom jazyku oblasti, do ktorej úloha patrí. Opis akcií týmto spôsobom sa vykonáva pomocou slov a vzorcov.
Koncept algoritmu v informatike
V počítačovej oblasti je všetko založené na algoritmoch. Bez jasných pokynov zadaných vo forme špeciálneho kódu nebude fungovať žiadna technika respprogram. Na hodinách informatiky sa študenti snažia dať základné pojmy o algoritmoch, naučiť ich ich používať a samostatne ich vytvárať.
Tvorba a používanie algoritmov v informatike je kreatívnejší proces ako napríklad dodržiavanie pokynov na riešenie problému v matematike.
Existuje aj špeciálny program „Algorithm“, ktorý pomáha ľuďom neznalým v oblasti programovania vytvárať si vlastné programy. Takýto zdroj sa môže stať nepostrádateľným pomocníkom pre tých, ktorí robia prvé kroky v informatike a chcú vytvárať vlastné hry alebo akékoľvek iné programy.
Na druhej strane, každý program je algoritmus. Ak však algoritmus vykonáva iba akcie, ktoré je potrebné vykonať vložením svojich údajov, program už nesie hotové údaje. Ďalším rozdielom je, že program môže byť patentovaný a súkromný majetok, ale algoritmus nie je. Algoritmus je širší pojem ako program.
Záver
V tomto článku sme analyzovali koncept algoritmu a jeho typy, naučili sme sa správne písať grafické schémy.
