Algoritam: koncept, svojstva, struktura i vrste

Gotovo sve u našem svijetu podliježe nekoj vrstizakona i propisa. Moderna znanost ne prestaje, zahvaljujući kojoj je masa formula i algoritama poznata čovječanstvu, nakon čega se može izračunati i rekreirati mnoge akcije i strukture koje je stvorila priroda te implementirati ideje koje je izmislio čovjek.

U ovom ćemo članku opisati osnovne pojmove algoritma.

Povijest izgleda algoritama

Algoritam je koncept koji se pojavio u XII stoljeću. Veoma riječ "algoritam" dolazi od latinske interpretacije imena poznatog matematičara Bliskog istoka, Mohammeda al-Khorezmija, koji je napisao knjigu "Na indijskom računu". Ova knjiga opisuje kako pravilno pisati prirodne brojeve pomoću arapskih brojeva i opisuje algoritam za djelovanje stupca na takvim brojevima.

U XII stoljeću, knjiga "Na indijskom računu" prevedena je na latinski, tada se pojavila ova definicija.

Interakcija algoritma s ljudima i strojem

Stvaranje algoritma zahtijeva kreativan pristup,tako da novi popis sekvencijalnih akcija može stvoriti samo živo biće. Ali za izvršenje postojećih uputa nema potrebe za maštom, pa čak i tehnologija bez duše će se nositi s njom.

Odličan primjer točnog izvršenja zadane upute je prazna mikrovalna pećnica koja nastavlja raditi, unatoč nedostatku hrane u njemu.

Subjekt ili objekt koji ne mora bitida se probode u bit algoritma, zove se formalni izvođač. Osoba također može postati formalni izvođač, ali u slučaju neprofitnih postupaka, razmišljanje izvođača može učiniti sve na svoj način. Stoga su glavni izvođači računala, mikrovalovi, telefoni i druga oprema. Koncept algoritma u računalnoj znanosti je od najveće važnosti. Svaki algoritam sastavlja se s izračunom određenog subjekta, uzimajući u obzir dopuštene radnje. Ti predmeti na koje subjekt može primijeniti upute su izvršiteljova okolina.

Gotovo sve u našem svijetu podliježe nekoj vrstizakona i propisa. Moderna znanost ne prestaje, zahvaljujući kojoj je mnoštvo formula i algoritama poznato čovječanstvu, nakon čega se može izračunati i rekreirati mnoga djelovanja i kreacije prirode i provoditi ideje koje je izmislio čovjek. U ovom ćemo članku opisati osnovne pojmove algoritma.

Što je algoritam?

Većina akcija koje provodimotijekom svog života zahtijevaju pridržavanje brojnih pravila. U mjeri u kojoj osoba ima istinsku predodžbu o tome što, kako iu kojem redoslijedu mora učiniti, ovisi o kvaliteti i rezultatu zadataka koji mu se dodjeljuju. Od djetinjstva, roditelji pokušavaju raditi u svojoj Čad algoritma osnovne radnje, kao što su: probuditi, ispunite krevet, oprati i četkanje zubi, raditi vježbe, doručak i tako dalje, popis koji čovjek obavlja cijeli svoj život u jutarnjim satima također se može smatrati neka vrsta algoritma ...

Algoritam je koncept koji označava zbirku uputa koje osoba treba izvesti kako bi se riješio određeni problem.

Općenito, algoritam ima mnogo definicija, nekoliko je znanstvenika karakterizira na različite načine.

Ako algoritam koji osoba koristi svakodnevno,Svatko ima svoje, i mogu se razlikovati ovisno o dobi i situacije u kojima umjetnik jest skup radnji koje se izvode za rješavanje matematičkih problema ili za korištenje tehnologije, jedan za sve i uvijek ostaje ista.

Postoji drugačiji koncept algoritma, a vrste algoritama također variraju - na primjer, za osobu koja ostvaruje cilj i za tehnologiju.

U našem dobu informacijske tehnologije, ljudisvakodnevno izvode skup uputa koje su ih stvorili drugi ljudi, jer tehnika zahtijeva upotrebu točnog izvršenja brojnih radnji. Stoga je glavni zadatak nastavnika u školama da podučava djecu kako koristiti algoritme, brzo shvatiti i modificirati postojeća pravila u skladu s trenutnom situacijom. Struktura algoritma jedan je od onih koncepata koji se proučavaju u lekciji matematike i računalne znanosti u svakoj školi.

Glavna svojstva algoritma

1. Diskrecija (slijed pojedinačnih akcija) - svaki se algoritam treba prikazati u obliku niza jednostavnih akcija, od kojih svaki mora započeti nakon završetka prethodne.

2. Definitivnost - svako djelovanje algoritma mora biti tako jednostavno i jasno da izvođač nema pitanja i nema slobode djelovanja.

3. Učinkovitost - opis algoritma treba biti jasan i potpun, tako da nakon što su sve upute završene, zadatak postiže logičan kraj.

4. Masa - algoritam bi trebao biti primjenjiv na cijeli niz problema, koji se može riješiti samo promjenom brojeva u algoritmu. Iako se vjeruje da se posljednja točka ne odnosi na algoritme, nego na sve matematičke metode općenito.

Često u školama daje djeci više razumijevanjau opisu algoritama, nastavnici navode primjer kuhanja kuharice, izrade lijekova na recept ili procesa izrade sapuna na temelju majstorskog tečaja. Međutim, uzimajući u obzir drugo svojstvo algoritma, u kojem se navodi da svaka stavka algoritma mora biti tako jasna da se može izvesti apsolutno bilo tko, pa čak i stroj, može se zaključiti da bilo koji proces koji zahtijeva barem neku maštu da se pokaže algoritmom ne može biti imenovan. A kuhanje i obrt zahtijevaju određene vještine i dobro razvijenu maštu.

Postoje različite vrste algoritama, ali postoje tri glavna.

Ciklički algoritam

U ovom tipu neke se stavke ponavljaju nekoliko puta. Popis postupaka koji se moraju ponoviti kako bi se postigao cilj, naziva se tijelo algoritma.

Iteracija petlje je izvršenje svih točaka uključenih u tijelo petlje.
Dijelovi petlje koji se stalno izvode određeni broj puta nazivaju se petlja s fiksnim brojem iteracija.

Ti dijelovi ciklusa čija brzina ponavljanja ovisi o određenom broju uvjeta nazivaju se nedefinirani.

Najjednostavnija vrsta petlje je fiksna.

Postoje dvije vrste cikličkih algoritama:

• Kružite s preduvjetom. U tom slučaju, tijelo petlje provjerava svoje stanje prije izvršenja.

• Ciklus s post-uvjetom. U petlji s post-uvjetom, uvjet se provjerava nakon kraja petlje.

Vrste linearnih algoritama

Upute takvih programa provode se jednomredoslijedom prikazivanja. Na primjer, linearni algoritam može se smatrati procesom punjenja kreveta ili pranja zuba. Također, ovaj tip uključuje matematičke primjere u kojima postoje samo akcije zbrajanja i oduzimanja.

Algoritam razgraničenja

U tipu grananja postoji nekoliko opcija za djelovanje, koje će se primjenjivati ​​ovisi o stanju.

Primjer. Pitanje: "Je li padala kiša?" Varijante odgovora: "Da" ili "Ne". Ako "da" - otvorite kišobran, ako "ne" - stavite kišobran u torbu.

Pomoćni algoritam

Pomoćni algoritam može se koristiti u drugim algoritmima, ukazujući samo na njegovo ime.

Uvjeti pronađeni u algoritmima

stanje je između riječi "ako" i "onda".

Na primjer: ako znate engleski, kliknite jedan. U ovoj rečenici, uvjet će biti dio izraza "znate engleski".

podaci - informacije koje nose određeno semantičko opterećenje i prikazane su u takvom obliku da se mogu prenijeti i koristiti za ovaj algoritam.

Algoritamski proces - rješavanje problema prema algoritmu uz korištenje određenih podataka.

Struktura algoritma

Algoritam može imati različitu strukturu. Da bi se opisao algoritam, koncept koji ovisi o njegovoj strukturi, možete koristiti više različitih načina, na primjer: verbalni, grafički, koristeći posebno razvijeni algoritamski jezik.

Koja će se metoda koristiti ovisi o nekoliko čimbenika: o složenosti zadatka, o tome koliko je potrebno detaljno opisati proces rješavanja problema, itd.

Grafička verzija konstrukcije algoritma

Grafički algoritam je koncept koji podrazumijeva dekompoziciju radnji koje je potrebno izvršiti kako bi se riješio određeni zadatak, prema određenim geometrijskim oblicima.

Grafički dijagrami nisu prikazani kao strašni. Da bi ih bilo tko razumio, najčešće se koriste dijagrami i strukture Nassi-Schneidermana.

Također, dijagrami toka su prikazani u skladu s GOST-19701-90 i GOST-19.003-80.
Grafički oblici korišteni u algoritmu podijeljeni su na:

• Ključ. Glavne slike koriste se za označavanje operacija potrebnih za obradu podataka pri rješavanju problema.

• Pomoćni. Potrebne su pomoćne slike kako bi se naznačili pojedini, a ne najvažniji elementi rješenja problema.

U grafičkom algoritmu, geometrijski oblici koji se koriste za označavanje podataka nazivaju se blokovi.

Svi blokovi idu redom "odozgo prema dolje"i "s lijeva na desno" je pravi smjer toka. Kada je slijed ispravan, linije koje povezuju blokove ne pokazuju smjer. U drugim slučajevima, smjer linija označen je strelicama.

Ispravna shema algoritma ne smije imati više od jednog izlaza iz blokova za obradu i ne manje od dva izlaza iz blokova koji su odgovorni za logičke operacije i provjeru ispunjavanja uvjeta.

Kako izgraditi algoritam?

Struktura algoritma, kao što je gore spomenuto, mora biti izgrađena prema GOST-u, inače neće biti jasna i dostupna drugima.

Opća metodologija snimanja uključuje sljedeće stavke:

Naziv po kojem će biti jasno koji se problem može riješiti pomoću ove sheme.

Svaki algoritam mora imati jasan početak i kraj.

Algoritmi trebaju biti jasno i jasno opisani svi podaci, i ulazni i izlazni.

Prilikom sastavljanja algoritma treba navesti radnje koje će omogućiti poduzimanje potrebnih radnji na odabranim podacima kako bi se riješio problem. Približan prikaz algoritma:

• Naziv sheme
• Podaci.
• Početak.
• Team.
• Kraj.

Pravilna izgradnja sheme uvelike će olakšati izračun algoritama.

Geometrijski oblici odgovorni za različite postupke u algoritmu

Horizontalni oval - početak i kraj (znak završetka).

Horizontalno postavljeni pravokutnik - izračun ili druge radnje (znak procesa).

Vodoravni paralelogram - ulaz ili izlaz (znak podataka).

Horizontalno postavljena romb - provjera stanja (znak rješenja).

Izduženi, horizontalno postavljeni šesterokut je modifikacija (znak pripreme).

U nastavku su prikazani algoritamski modeli.

Formula-riječ varijanta konstrukcije algoritma.

Algoritmi riječi-formule zapisani su uslobodnom obliku, na profesionalnom jeziku područja na koje se zadatak odnosi. Opis akcija na ovaj način provodi se riječima i formulama.

Pojam algoritma u računalnoj znanosti

U polju računala sve se temelji na algoritmima. Bez jasnih uputa, uvedenih u obliku posebnog koda, niti jedna tehnika ili program neće raditi. U nastavi informatike učenici nastoje dati osnovne pojmove algoritama, naučiti ih koristiti i sami kreirati.

Stvaranje i korištenje algoritama u računalnoj znanosti je kreativniji proces nego, primjerice, provedba uputa za rješavanje problema iz matematike.

Tu je i poseban program."Algoritam", koji pomaže ljudima koji nisu upoznati s programom, da kreiraju vlastite programe. Takav resurs može postati nezamjenjiv pomoćnik onima koji poduzimaju prve korake u računalnoj znanosti i žele stvoriti vlastite igre ili bilo koje druge programe.

S druge strane, bilo koji program je algoritam. Ali ako algoritam nosi u sebi samo radnje koje je potrebno izvršiti umetanjem njegovih podataka, tada program već nosi spremne podatke. Druga razlika je u tome što se program može patentirati i biti u privatnom vlasništvu, ali algoritam nije. Algoritam - koncept je opsežniji od programa.

zaključak

U ovom smo članku ispitali koncept algoritma i njegove tipove, naučili kako pravilno pisati grafičke sheme.