Praktisk t alt alt i vår verden er underlagt noen lover og regler. Moderne vitenskap står ikke stille, takket være hvilken menneskeheten kjenner til mange formler og algoritmer, etter hvilke du kan beregne og gjenskape mange handlinger og strukturer skapt av naturen, og levendegjøre ideene oppfunnet av mennesket.
I denne artikkelen vil vi analysere de grunnleggende konseptene til algoritmen.
Historien om fremveksten av algoritmer
Algorithm - et konsept som dukket opp på XII-tallet. Selve ordet "algoritme" kommer fra den latinske tolkningen av navnet til den berømte Midtøsten-matematikeren Muhammad al-Khwarizmi, som skrev boken "On Indian Counting". Denne boken beskriver hvordan du korrekt skriver naturlige tall ved hjelp av arabiske tall, og beskriver algoritmen for handlinger med en kolonne over slike tall.
På 1100-tallet ble boken "On the Indian Account" oversatt til latin, og så dukket denne definisjonen opp.
Interaksjon av algoritmen med mann og maskin
SkapelseAlgoritmen krever en kreativ tilnærming, så bare et levende vesen kan lage en ny liste over sekvensielle handlinger. Men for å utføre eksisterende instruksjoner er det ikke nødvendig å ha en fantasi, selv sjelløs teknologi kan håndtere dette.
Et utmerket eksempel på nøyaktig å følge en gitt instruksjon er en tom mikrobølgeovn som fortsetter å fungere til tross for fravær av mat inni den.
Et subjekt eller et objekt som ikke trenger å forstå essensen av algoritmen kalles en formell utfører. En person kan også bli en formell bobestyrer, men i tilfelle en eller annen handling er ulønnsom, kan en tenkende bobestyrer gjøre alt på sin måte. Derfor er de viktigste utøverne datamaskiner, mikrobølgeovner, telefoner og annet utstyr. Konseptet med en algoritme i informatikk er av største betydning. Hver algoritme er kompilert med forventningen til et spesifikt emne, under hensyntagen til de tillatte handlingene. De objektene som subjektet kan bruke instruksjoner på, utgjør miljøet til eksekutøren.
Praktisk t alt alt i vår verden er underlagt noen lover og regler. Moderne vitenskap står ikke stille, takket være hvilken menneskeheten kjenner til mange formler og algoritmer, hvoretter du kan beregne og gjenskape mange handlinger og kreasjoner av naturen og bringe til live ideene oppfunnet av mennesket. I denne artikkelen vil vi analysere de grunnleggende konseptene for algoritmen.
Hva er en algoritme?
De fleste av aktivitetene vi utfører i løpet av livet krever overholdelse av en rekke regler. Fra hvor mye en person har en riktig ide omhva, hvordan og i hvilken rekkefølge han skal gjøre, avhenger av kvaliteten og resultatet av oppgavene som er tildelt ham. Siden barndommen har foreldre forsøkt å utvikle en algoritme i barnet sitt for hovedhandlingene, for eksempel: våkne opp, re opp sengen, vaske og pusse tennene, gjøre øvelser, spise frokost osv., listen som en person gjør hele livet om morgenen kan også betraktes som en slags algoritme.
En algoritme er et konsept som refererer til et sett med instruksjoner som en person må følge for å løse et bestemt problem.
Generelt har algoritmen mange definisjoner, flere forskere karakteriserer den forskjellig.
Hvis algoritmen som brukes av en person hver dag er forskjellig for alle, og kan endre seg avhengig av alder og situasjoner som utøveren befinner seg i, vil settet med handlinger som må utføres for å løse et matematisk problem eller å bruke teknologi er likt for alle og forblir alltid det samme.
Det er et annet konsept for en algoritme, typene algoritmer er også forskjellige - for eksempel for en person som forfølger et mål, og for teknologi.
I vår tid med informasjonsteknologi følger folk daglig et sett med instruksjoner som er laget foran dem av andre mennesker, fordi teknologi krever nøyaktig utførelse av en rekke handlinger når den brukes. Derfor er hovedoppgaven til lærere i skolen å lære barn hvordan de bruker algoritmer, raskt forstå og endre eksisterende regler i samsvar med dagens situasjon. Strukturen til algoritmen er en av dissekonsepter, som studeres i timen matematikk og informatikk på hver skole.
Grunnleggende egenskaper for algoritmen
1. Diskrethet (sekvens av individuelle handlinger) - enhver algoritme skal representeres som en serie enkle handlinger, som hver skal begynne etter fullføringen av den forrige.
2. Sikkerhet – hver handling av algoritmen skal være så enkel og tydelig at utøveren ikke har noen spørsmål og ikke har handlingsfrihet.
3. Effektivitet - beskrivelsen av algoritmen bør være klar og fullstendig, slik at oppgaven når sin logiske slutt etter at alle instruksjoner er utført.
4. Massekarakter - algoritmen skal kunne brukes på en hel klasse med problemer, som bare kan løses ved å endre tallene i algoritmen. Selv om det er en oppfatning at det siste punktet ikke gjelder for algoritmer, men for alle matematiske metoder generelt.
Ofte på skolene, for å gi barna en bedre forståelse av algoritmene, bruker lærere eksemplet med å lage mat fra en kokebok, lage medisin etter resept eller lage en såpeprosess basert på en mesterklasse. Men med tanke på den andre egenskapen til algoritmen, som sier at hvert element i algoritmen må være så tydelig at det kan utføres av absolutt enhver person og til og med en maskin, kan vi konkludere med at enhver prosess som krever minst en eller annen form av fantasi kan algoritmen ikke navngis. Og matlaging og håndarbeid krever visse ferdigheter og en velutviklet fantasi.
Det finnes forskjellige typer algoritmer,men det er tre hovedtrekk.
Syklisk algoritme
I denne typen gjentas noen elementer flere ganger. Listen over handlinger som må gjentas for å nå målet kalles algoritmens kropp.
Iterasjon av en sløyfe er utførelsen av alle elementene som er inkludert i sløyfen. Deler av sløyfen som utføres konstant et visst antall ganger kalles en sløyfe med et fast nummer av iterasjoner.
De delene av syklusen, hvis frekvens avhenger av en rekke forhold, kalles ubestemte.
Den enkleste typen syklus er fikset.
Det finnes to typer sykliske algoritmer:
- Sløyfe med forutsetning. I dette tilfellet sjekker hoveddelen av løkken tilstanden før den kjøres.
- En løkke med en postcondition. I en sløyfe med en postbetingelse, kontrolleres betingelsen etter slutten av sløyfen.
Lineære typer algoritmer
Instruksjoner for slike kretser utføres én gang i den rekkefølgen de presenteres. For eksempel kan prosessen med å lage en seng eller pusse tenner betraktes som en lineær algoritme. Denne typen inkluderer også matematiske eksempler, der det kun er addisjons- og subtraksjonsoperasjoner.
Forgreningsalgoritme
Det er flere alternativer i en forgreningstype, hvilken som vil bli brukt avhenger av tilstanden.
Eksempel. Spørsmål: "Regner det?" Svar alternativer: "Ja" eller "Nei". Hvis en"ja" - åpne paraplyen, hvis "nei" - legg paraplyen i posen.
Hjelpealgoritme
Hjelpealgoritme kan brukes i andre algoritmer ved å spesifisere bare navnet.
Vilkår funnet i algoritmer
Betingelsen er mellom ordene "hvis" og "da".
For eksempel: hvis du kan engelsk, trykk en. I denne setningen vil delen av frasen "du kan engelsk" være betingelsen.
Data er informasjon som bærer en viss semantisk belastning og presenteres på en slik måte at den kan overføres og brukes til denne algoritmen.
Algorithmic prosess - løse et problem i henhold til en algoritme ved å bruke visse data.
Struktur av algoritmen
Algoritmen kan ha en annen struktur. For å beskrive en algoritme, hvis konsept også avhenger av strukturen, kan du bruke en rekke forskjellige måter, for eksempel: verbal, grafisk, ved å bruke et spesialutviklet algoritmisk språk.
Hvilken metode som skal brukes avhenger av flere faktorer: oppgavens kompleksitet, hvor detaljert prosessen med å løse problemet må være osv.
Grafisk versjon av algoritmen
Grafisk algoritme - et konsept som innebærer dekomponering av handlinger som må utføres for å løse et spesifikt problem, i henhold til visse geometriske former.
Grafiske diagrammer vises ikke tilfeldig. For at de skal kunnefor å forstå enhver person, brukes flytskjemaer og Nassi-Schneiderman-struktogrammer oftest.
Blokkdiagrammer er også tegnet i samsvar med GOST-19701-90 og GOST-19.003-80. Grafiske figurer som brukes i algoritmen er delt inn i:
- Basic. Hovedbildene brukes til å indikere operasjonene som trengs for å behandle data når du løser et problem.
- Auxiliary. Hjelpebilder er nødvendige for å indikere individuelle, ikke de viktigste, elementene for å løse problemet.
I en grafisk algoritme kalles de geometriske formene som brukes til å representere data blokker.
Alle blokker går i rekkefølge "fra topp til bunn" og "venstre til høyre" - dette er riktig strømningsretning. Med riktig rekkefølge viser ikke linjene som forbinder blokkene med hverandre retningen. I andre tilfeller er retningen til linjene angitt med piler.
Et riktig algoritmeskjema skal ikke ha mer enn én utgang fra behandlingsblokker og mindre enn to utganger fra blokker som er ansvarlige for logiske operasjoner og tilstandskontroll.
Hvordan bygge en algoritme riktig?
Strukturen til algoritmen, som nevnt ovenfor, må bygges i henhold til GOST, ellers vil den ikke være forståelig og tilgjengelig for andre.
Den generelle opptaksmetoden inkluderer følgende elementer:
Navnet som det vil være klart med hvilket problem som kan løses ved hjelp av denne ordningen.
Hver algoritme må ha en tydelig merket start og slutt.
Algorithmsalle data, både input og output, må være klart og tydelig beskrevet.
Når man kompilerer en algoritme, bør man merke seg handlingene som gjør det mulig å utføre handlingene som er nødvendige for å løse problemet på de valgte dataene. Omtrentlig visning av algoritmen:
- Kemanavn.
- Data.
- Start.
- Teams.
- Slutt.
Riktig konstruksjon av kretsen vil i stor grad lette beregningen av algoritmer.
Geometriske former som er ansvarlige for ulike handlinger i algoritmen
Horisontal oval - begynnelse og slutt (slutttegn).
Horisont alt rektangel - beregning eller andre handlinger (prosesstegn).
Horisont alt parallellogram - input eller output (datategn).
Horisontal rombe - tilstandssjekk (beslutningstegn).
Forlenget, horisontal sekskant - modifikasjon (tegn på forberedelse).
Algorithm-modeller er vist nedenfor.
Formelverbal versjon av algoritmekonstruksjonen.
Formel-verbale algoritmer er skrevet i en vilkårlig form, på fagspråket i området som oppgaven tilhører. Beskrivelse av handlinger på denne måten utføres ved hjelp av ord og formler.
Konseptet med en algoritme i informatikk
I datafeltet er alt basert på algoritmer. Uten klare instruksjoner lagt inn i form av en spesiell kode, vil ingen teknikk fungere ellerprogram. På informatikktimer prøver elevene å gi de grunnleggende konseptene for algoritmer, lære dem hvordan de skal bruke dem og lage dem på egenhånd.
Å lage og bruke algoritmer i informatikk er en mer kreativ prosess enn for eksempel å følge instruksjoner for å løse et problem i matematikk.
Det finnes også et spesialprogram "Algorithm" som hjelper folk som er uvitende innen programmering til å lage sine egne programmer. En slik ressurs kan bli en uunnværlig assistent for de som tar sine første skritt innen informatikk og ønsker å lage sine egne spill eller andre programmer.
På den annen side er ethvert program en algoritme. Men hvis algoritmen bare bærer handlingene som må utføres ved å sette inn dataene, bærer programmet allerede de ferdige dataene. En annen forskjell er at programmet kan være patentert og privat eiendom, men algoritmen er det ikke. En algoritme er et bredere konsept enn et program.
Konklusjon
I denne artikkelen analyserte vi konseptet med en algoritme og dens typer, og lærte hvordan man skriver grafiske skjemaer riktig.
