Алгоритъм: концепция, свойства, структура и типове

На практика всичко в нашия свят е подчинено на някои закони и правила. Съвременната наука не стои, така че масата на човечеството известни формули и алгоритми, след което е възможно да се изчисли и да пресъздаде най-различни дейности и структури, създадени от природата, както и да доведе до живот на идеята за човека.

В тази статия ще обсъдим основните понятия на алгоритъма.

История на появата на алгоритми

Алгоритъмът е концепция, която се появи през XII век. Самата дума "алгоритъм" идва от латинската интерпретация на името на известния математик от Близкия изток Мохамед ал-Кьореми, който написа книгата "От индийската сметка". Тази книга описва как да записвате правилно естествени числа, използване Арабски цифри, и е дадено описание на алгоритъма за действия от колона върху такива номера.

В XII век, книгата "От индийската сметка" е преведена на латиница, тогава тази дефиниция се появява.

Взаимодействие на алгоритъма с човек и машина

Създаването на алгоритъм изисква творчески подход, така че новият списък със последователни действия може да създаде само живо същество. Но за изпълнението на съществуващите инструкции, няма нужда да има въображение, дори бездушната технология ще се справи с нея.

Отличен пример за точното изпълнение на дадена инструкция е празна микровълнова фурна, която продължава да работи, въпреки липсата на храна в нея.

Субект или обект, който не се нуждае от задълбочаване на същността на алгоритъма, се нарича формален изпълнител. Човек също може да стане формален изпълнител, но в случай на нерентабилни действия, мислещият изпълнител може да направи всичко по свой начин. Ето защо основните изпълнители са компютрите, микровълните, телефоните и друго оборудване. Концепцията за алгоритъм в компютърната наука е от най-голямо значение. Всеки алгоритъм се компилира с изчисляването на конкретен предмет, като се вземат предвид допустимите действия. Тези обекти, на които субектът може да прилага инструкции, са средата на изпълнителя.

На практика всичко в нашия свят е подчинено на някои закони и правила. Съвременната наука не стои, така че масата на човечеството известни формули и алгоритми, след което е възможно да се изчисли и пресъздаде набор от действия и творения на природата и да реализира идеите изобретени от човека. В тази статия ще обсъдим основните понятия на алгоритъма.

Какво представлява алгоритъмът?

Повечето от действията, които правим през живота си, изискват спазването на редица правила. На това как човек има право идея за това какво, как и в какъв ред трябва да зависи от качеството и резултата на неговите задачи. От детството, родителите се опитват да работят в своята Чад алгоритъм основни действия, като например: за събуждане, попълнете леглото, мия и да си миете зъбите, правя упражнения, закуска и така нататък, списъкът на които човек извършва през целия си живот на сутринта също може да се разглежда като вид алгоритъм ...

Алгоритъм - тази концепция, Това е набор от инструкции, които трябва да бъдат изпълнени от човек, за да се реши конкретен проблем.

Като цяло, алгоритъмът има много дефиниции, няколко учени го характеризират по различни начини.

Ако алгоритъмът, използван от човека всеки ден, всеки има своята, и може да варира в зависимост от възрастта и ситуациите, в които е изпълнител, след поредица от действия, които да се извърши за решаване на математическа задача или за използването на технологии, един за всички и винаги остава един и същ.

Има различна концепция алгоритъм, видове алгоритми също варират - например, за човек, който преследва цел, и за технология.

В нашата ера на информационните технологии хората извършват набор от инструкции, създадени от други хора ежедневно, защото техниката изисква използването на точно изпълнение на редица действия. Следователно основната задача на учителите в училищата е да учи децата как да използват алгоритми, бързо да разбират и променят съществуващите правила в съответствие с настоящата ситуация. Структурата на алгоритъма е една от тези концепции, която се изучава в урока по математика и компютърни науки във всяко училище.

Основни свойства на алгоритъма

1. Дискриминация (последователност на отделните действия) - всеки алгоритъм трябва да бъде представен под формата на серия от прости действия, всеки от които трябва да започне след завършването на предишния.

2. Сигурност - всяко действие на алгоритъма трябва да бъде толкова просто и разбираемо, че изпълнителят няма въпроси и не остава свободен да действа.

3. Ефективност - описанието на алгоритъма трябва да е разбираемо и пълно, така че след приключване на всички инструкции задачата да достигне логически край.

4. Масивност - алгоритъмът трябва да бъде приложим към цял клас проблеми, които могат да бъдат решени само чрез промяна на цифрите в алгоритъма. Въпреки че има мнение, че последната точка не се отнася за алгоритми, а за всички математически методи като цяло.

Често в училищата, за да дават на децата ясно описание на алгоритми, учители цитират примера на готвенето готварска книга, като лекарства с рецепта, или процеса на вземане на сапун се основава на майсторския клас. Въпреки това, предвид втората собственост на алгоритъм, който гласи, че всяка точка на алгоритъма трябва да е толкова очевидно, че той може да изпълнява абсолютно никого и дори една машина, тя може да се заключи, че който и да е процес, който изисква проява на най-малко някои модни алгоритъм не може да се наименува. И готвенето и бродирането изискват определени умения и добре развито въображение.

Има различни видове алгоритми, но има три основни алгоритми.

Цикличен алгоритъм

При този тип някои елементи се повтарят няколко пъти. Списъкът на действията, които трябва да се повторят, за да се постигне целта, се нарича тялото на алгоритъма.

Итерацията на цикъл е изпълнението на всички елементи, влизащи в тялото на цикъла.
Частите от цикъла, които се извършват многократно няколко пъти, се наричат ​​цикъл с определен брой итерации.

Тези части от цикъла, чиято честота на повтаряне зависи от редица условия, се наричат ​​неопределени.

Най-простият вид цикъл е фиксиран.

Има два типа циклични алгоритми:

• Цикъл с предварително условие. В този случай тялото на бримката проверява състоянието му преди да бъде изпълнено.

• Цикъл с последващо условие. В цикъл с последващо условие състоянието се проверява след изпълнението на цикъла.

Линейни типове алгоритми

Инструкциите на такива схеми се изпълняват веднъж в последователността, в която са представени. Например, линеен алгоритъм може да се счита за процес на зареждане на леглото или четкане на зъбите. Също така на този вид са математически примери, където има само действия на прибавяне и изваждане.

Разклоняващ алгоритъм

При разклонен тип има няколко опции за действия, кои от тях ще се прилагат, зависи от състоянието.

Пример. Въпрос: "Дъждът ли вали?" Отговорите са "Да" или "Не". Ако "да" - отворете чадъра, ако "не" - поставете чадъра в чантата.

Помощен алгоритъм

Допълнителният алгоритъм може да се използва в други алгоритми, като се посочва само неговото име.

Условия, намерени в алгоритмите

състояние е между думите "ако" и "тогава".

Например: ако знаете английски, кликнете върху едно. В това изречение условието е част от израза "знаете английски".

данни - информация, която носи определен семантичен товар и е представена по такъв начин, че да може да се предава и използва за този алгоритъм.

Алгоритмичен процес - решаване на проблем при използване на алгоритъм, използващ определени данни.

Структурата на алгоритъма

Алгоритъмът може да има различна структура. За да опишете алгоритъм, чиято концепция зависи от неговата структура, можете да използвате няколко различни метода, например: вербален, графичен, използвайки специално разработен алгоритмичен език.

Кой от следните методи ще зависи от няколко фактора: сложността на задачата, степента, до която процесът на решаване на проблема трябва да бъде подробен и т.н.

Графичен вариант на конструкцията на алгоритъма

Графичният алгоритъм е концепция, която предполага разлагане на действията, които трябва да бъдат извършени, за да се реши конкретен проблем, според някои геометрични фигури.

Графичните схеми не са изобразени като ужасни. За да може човек да ги разбере, най-често се използват блоковите диаграми и структурограмите на Неци-Шнайдерман.

Също така блоковите диаграми се показват в съответствие с GOST-19701-90 и GOST-19.003-80.
Графичните цифри, използвани в алгоритъма, са разделени на:

• Ключ. Основните изображения се използват за обозначаване на операциите, необходими за обработка на данни при решаване на проблем.

• Спомагателен. Необходими са помощни изображения, за да се посочат индивидуалните, а не най-важните елементи от решаването на проблема.

В графичния алгоритъм геометрични форми, Данните, използвани за означаване на данни, се наричат ​​блокове.

Всички блокове преминават в последователност "отгоре надолу" и "отляво надясно" - това е правилната посока на потока. При правилната последователност линиите, свързващи блоковете, не показват посоката. В други случаи посоката на линиите е обозначена със стрелките.

Правилната схема на алгоритмите не трябва да има повече от един изход от обработващите блокове и по-малко от два изхода от блоковете, отговорни за логични операции и проверка на изпълнението на условията.

Как да изградим алгоритъм правилно?

Структурата на алгоритъма, както бе споменато по-горе, трябва да бъде изградена съгласно GOST, в противен случай тя няма да бъде разбираема и достъпна за останалите.

Общата методология за записване включва следните елементи:

Името, с което ще стане ясно коя задача може да бъде решена с помощта на тази схема.

Всеки алгоритъм трябва ясно да посочва началото и края.

Алгоритмите трябва ясно и ясно да описват всички данни, както входни, така и изходни.

При съставянето на алгоритъма си струва да отбележите действията, които ще ви позволят да изпълните действията, необходими за решаване на проблема по избраните данни. Приблизителна форма на алгоритъма:

• Име на схемата.
• Data.
• Началото.
• Team.
• Краят.

Правилното конструиране на схемата значително ще улесни изчисляването на алгоритмите.

Геометрични цифри, отговорни за различните действия в алгоритъма

Хоризонтално разположеният овал е началото и края (знак за завършване).

Хоризонтално разположен правоъгълник - изчисление или други действия (знак за процес).

Хоризонтално разположен паралелограм - вход или изход (знак за данни).

Хоризонтално поставеният диамант е тест за състоянието (знак за разрешение).

Удължен хоризонтално разположен шестоъгълник е модификация (знак за подготовка).

Моделите на алгоритмите са представени по-долу на фигурата.

Формално формулиран вариант на конструкцията на алгоритъма.

Алгоритмите от формална дума са написани в произволна форма, на професионалния език на областта, към която принадлежи проблемът. Описанието на действията по този начин се извършва с помощта на думи и формули.

Понятието за алгоритъм в информатиката

В компютърното поле всичко е изградено върху алгоритми. Без ясни инструкции, въведени под формата на специален код, няма да има техника или програма. В уроците по компютърни науки студентите се опитват да дадат основните понятия на алгоритмите, да ги научат как да ги използват и да ги създават сами.

Създаването и използването на алгоритми в информатиката е по-творчески процес, отколкото изпълнението на инструкции за решаване на проблем в математиката.

Съществува и специална програма, наречена "Алгоритъм", която помага на хората, които не са запознати с програмирането, да създават свои собствени програми. Такъв ресурс може да се превърне в незаменим помощник на тези, които правят първите стъпки в компютърната наука и искат да създадат собствени игри или други програми.

От друга страна, всяка програма е алгоритъм. Но ако алгоритъмът носи само действията, които трябва да бъдат изпълнени чрез вмъкване на данните, програмата вече носи крайните данни. Друга разлика е, че програмата може да бъде патентована и частна собственост, но няма алгоритъм. Алгоритъмът е по-обширна концепция от една програма.

заключение

В тази статия разглобихме концепцията за алгоритъма и неговите видове, научихме как правилно да напишем графични схеми.