Secara praktikal semua perkara di dunia kita tertakluk kepada beberapa undang-undang dan peraturan. Sains moden tidak berdiam diri, kerana manusia mengetahui banyak formula dan algoritma, berikutan itu, anda boleh mengira dan mencipta semula banyak tindakan dan struktur yang dicipta oleh alam semula jadi, dan menghidupkan idea yang dicipta oleh manusia.
Dalam artikel ini kita akan menganalisis konsep asas algoritma.
Sejarah kemunculan algoritma
Algoritma - konsep yang muncul pada abad XII. Perkataan "algoritma" itu sendiri berasal dari tafsiran Latin nama ahli matematik timur tengah terkenal Muhammad al-Khwarizmi, yang menulis buku "On Indian Counting". Buku ini menerangkan cara menulis nombor asli menggunakan angka Arab dengan betul dan menerangkan algoritma tindakan dengan lajur di atas nombor tersebut.
Pada abad ke-12, buku "On the Indian Account" telah diterjemahkan ke dalam bahasa Latin, dan kemudian definisi ini muncul.
Interaksi algoritma dengan manusia dan mesin
Penciptaanalgoritma memerlukan pendekatan kreatif, jadi hanya makhluk hidup boleh membuat senarai baru tindakan berurutan. Tetapi untuk pelaksanaan arahan yang sedia ada, tidak perlu mempunyai fantasi, malah teknologi tanpa jiwa boleh menangani ini.
Contoh terbaik untuk mengikut arahan yang diberikan ialah ketuhar gelombang mikro kosong yang terus beroperasi walaupun tiada makanan di dalamnya.
Sesuatu subjek atau objek yang tidak perlu memahami intipati algoritma dipanggil pelaksana formal. Seseorang juga boleh menjadi pelaksana rasmi, tetapi sekiranya satu atau tindakan lain tidak menguntungkan, pelaksana yang berfikir boleh melakukan segala-galanya dengan caranya sendiri. Oleh itu, penghibur utama adalah komputer, ketuhar gelombang mikro, telefon dan peralatan lain. Konsep algoritma dalam sains komputer adalah sangat penting. Setiap algoritma disusun dengan jangkaan subjek tertentu, dengan mengambil kira tindakan yang dibenarkan. Objek yang subjek boleh menggunakan arahan membentuk persekitaran pelaksana.
Secara praktikal semua perkara di dunia kita tertakluk kepada beberapa undang-undang dan peraturan. Sains moden tidak berdiam diri, terima kasih kepada manusia yang mengetahui banyak formula dan algoritma, berikutan anda boleh mengira dan mencipta semula banyak tindakan dan ciptaan alam semula jadi dan menghidupkan idea-idea yang dicipta oleh manusia. Dalam artikel ini, kami akan menganalisis konsep asas algoritma.
Apakah itu algoritma?
Kebanyakan aktiviti yang kita lakukan semasa hidup memerlukan pematuhan beberapa peraturan. Dari berapa banyak seseorang mempunyai idea yang betul tentang sedikitapa, bagaimana dan dalam urutan apa yang harus dia lakukan, bergantung pada kualiti dan hasil tugas yang diberikan kepadanya. Sejak zaman kanak-kanak, ibu bapa telah cuba mengembangkan dalam diri anak mereka algoritma untuk tindakan utama, sebagai contoh: bangun, mengemas katil, mencuci dan menggosok gigi, melakukan senaman, bersarapan, dsb., senarai yang dilakukan oleh seseorang. sepanjang hidupnya pada waktu pagi juga boleh dianggap sebagai sejenis algoritma.
Algoritma ialah konsep yang merujuk kepada satu set arahan yang perlu dipatuhi oleh seseorang untuk menyelesaikan masalah tertentu.
Secara umum, algoritma mempunyai banyak takrifan, beberapa saintis mencirikannya secara berbeza.
Jika algoritma yang digunakan oleh seseorang setiap hari adalah berbeza untuk semua orang, dan boleh berubah bergantung pada umur dan situasi di mana pelaku mendapati dirinya, maka set tindakan yang perlu dilakukan untuk menyelesaikan masalah matematik atau menggunakan teknologi adalah sama untuk semua orang dan sentiasa kekal sama.
Terdapat konsep algoritma yang berbeza, jenis algoritma juga berbeza - contohnya, untuk seseorang yang mengejar matlamat dan untuk teknologi.
Dalam zaman teknologi maklumat kita, orang setiap hari mengikut satu set arahan yang dibuat sebelum mereka oleh orang lain, kerana teknologi memerlukan pelaksanaan yang tepat bagi satu siri tindakan apabila digunakan. Oleh itu, tugas utama guru di sekolah adalah untuk mengajar kanak-kanak cara menggunakan algoritma, cepat memahami dan mengubah peraturan sedia ada sesuai dengan keadaan semasa. Struktur algoritma adalah salah satu daripadanyakonsep, yang dipelajari dalam pelajaran matematik dan sains komputer di setiap sekolah.
Sifat asas algoritma
1. Diskret (urutan tindakan individu) - mana-mana algoritma harus diwakili sebagai satu siri tindakan mudah, setiap satu harus bermula selepas selesai yang sebelumnya.
2. Kepastian - setiap tindakan algoritma hendaklah begitu mudah dan jelas sehingga pelaku tidak mempunyai sebarang soalan dan tidak mempunyai kebebasan bertindak.
3. Kecekapan - perihalan algoritma hendaklah jelas dan lengkap, supaya selepas melaksanakan semua arahan, tugasan itu mencapai penghujung logiknya.
4. Watak jisim - algoritma harus digunakan untuk keseluruhan kelas masalah, yang boleh diselesaikan hanya dengan menukar nombor dalam algoritma. Walaupun terdapat pendapat bahawa perkara terakhir tidak digunakan untuk algoritma, tetapi untuk semua kaedah matematik secara umum.
Selalunya di sekolah, untuk memberi pemahaman yang lebih baik kepada kanak-kanak tentang algoritma, guru menggunakan contoh memasak daripada buku masakan, membuat ubat daripada preskripsi atau membuat proses membuat sabun berdasarkan kelas induk. Walau bagaimanapun, dengan mengambil kira sifat kedua algoritma, yang mengatakan bahawa setiap item algoritma mestilah begitu jelas sehingga ia boleh dilakukan oleh mana-mana orang dan juga mesin, kita boleh membuat kesimpulan bahawa sebarang proses yang memerlukan sekurang-kurangnya beberapa jenis. imaginasi, algoritma tidak boleh dinamakan. Dan memasak dan kerja menjahit memerlukan kemahiran tertentu dan imaginasi yang dibangunkan dengan baik.
Terdapat pelbagai jenis algoritma,tetapi terdapat tiga yang utama.
Algoritma kitaran
Dalam jenis ini, beberapa item diulang beberapa kali. Senarai tindakan yang mesti diulang untuk mencapai matlamat dipanggil badan algoritma.
Lelaran gelung ialah pelaksanaan semua item yang disertakan dalam badan gelung. Bahagian gelung yang sentiasa dilaksanakan dalam bilangan kali tertentu dipanggil gelung dengan nombor tetap daripada lelaran.
Bahagian kitaran tersebut, yang kekerapannya bergantung pada beberapa keadaan, dipanggil tak tentu.
Jenis kitaran yang paling mudah telah ditetapkan.
Terdapat dua jenis algoritma kitaran:
- Gelung dengan prasyarat. Dalam kes ini, badan gelung menyemak keadaannya sebelum ia dilaksanakan.
- Gelung dengan postcondition. Dalam gelung dengan postcondition, keadaan disemak selepas penghujung gelung.
Jenis algoritma linear
Arahan litar sedemikian dilaksanakan sekali dalam susunan ia dipersembahkan. Sebagai contoh, proses membuat katil atau memberus gigi boleh dianggap sebagai algoritma linear. Jenis ini juga termasuk contoh matematik, yang hanya terdapat operasi tambah dan tolak.
Algoritma percabangan
Terdapat beberapa pilihan dalam jenis percabangan, yang mana satu akan digunakan bergantung pada syarat.
Contoh. Soalan: "Adakah hujan?" Pilihan jawapan: "Ya" atau "Tidak". Sekiranya"ya" - buka payung, jika "tidak" - masukkan payung ke dalam beg.
Algoritma tambahan
Algoritma tambahan boleh digunakan dalam algoritma lain dengan menyatakan namanya sahaja.
Istilah ditemui dalam algoritma
Syaratnya ialah antara perkataan "jika" dan "maka".
Contohnya: jika anda tahu bahasa Inggeris, kemudian tekan satu. Dalam ayat ini, bahagian frasa "anda tahu bahasa Inggeris" akan menjadi syarat.
Data ialah maklumat yang membawa beban semantik tertentu dan dipersembahkan dalam cara yang boleh dihantar dan digunakan untuk algoritma ini.
Proses algoritma - menyelesaikan masalah mengikut algoritma menggunakan data tertentu.
Struktur algoritma
Algoritma boleh mempunyai struktur yang berbeza. Untuk menerangkan algoritma, yang konsepnya juga bergantung pada strukturnya, anda boleh menggunakan beberapa cara yang berbeza, contohnya: lisan, grafik, menggunakan bahasa algoritma yang dibangunkan khas.
Kaedah yang akan digunakan bergantung pada beberapa faktor: kerumitan tugas, betapa terperincinya proses penyelesaian masalah itu, dsb.
Versi grafik algoritma
Algoritma grafik - konsep yang membayangkan penguraian tindakan yang perlu dilakukan untuk menyelesaikan masalah tertentu, mengikut bentuk geometri tertentu.
Rajah grafik tidak ditunjukkan secara rawak. Agar mereka dapatuntuk memahami mana-mana orang, carta alir dan structogram Nassi-Schneiderman paling kerap digunakan.
Selain itu, gambar rajah blok dilukis mengikut GOST-19701-90 dan GOST-19.003-80. Angka grafik yang digunakan dalam algoritma dibahagikan kepada:
- Asas. Imej utama digunakan untuk menunjukkan operasi yang diperlukan untuk memproses data semasa menyelesaikan masalah.
- Pembantu. Imej tambahan diperlukan untuk menunjukkan elemen individu, bukan yang paling penting, untuk menyelesaikan masalah.
Dalam algoritma grafik, bentuk geometri yang digunakan untuk mewakili data dipanggil blok.
Semua blok pergi dalam urutan "dari atas ke bawah" dan "kiri ke kanan" - ini ialah arah aliran yang betul. Dengan urutan yang betul, garisan yang menghubungkan blok antara satu sama lain tidak menunjukkan arah. Dalam kes lain, arah garisan ditunjukkan dengan anak panah.
Skim algoritma yang betul tidak boleh mempunyai lebih daripada satu keluar daripada blok pemprosesan dan kurang daripada dua keluar daripada blok yang bertanggungjawab untuk operasi logik dan semakan keadaan.
Bagaimana untuk membina algoritma dengan betul?
Struktur algoritma, seperti yang dinyatakan di atas, mesti dibina mengikut GOST, jika tidak, ia tidak akan dapat difahami dan boleh diakses oleh orang lain.
Metodologi rakaman umum termasuk item berikut:
Nama yang akan menjelaskan masalah yang boleh diselesaikan menggunakan skim ini.
Setiap algoritma mesti mempunyai tanda permulaan dan penamat yang jelas.
Algoritmasemua data, kedua-dua input dan output, mesti diterangkan dengan jelas dan jelas.
Apabila menyusun algoritma, seseorang harus mencatat tindakan yang akan membolehkan melakukan tindakan yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah pada data yang dipilih. Anggaran paparan algoritma:
- Nama Chema.
- Data.
- Mula.
- Pasukan.
- Tamat.
Pembinaan litar yang betul akan memudahkan pengiraan algoritma.
Bentuk geometri yang bertanggungjawab untuk tindakan berbeza dalam algoritma
Bujur mendatar - permulaan dan akhir (tanda akhir).
Segi empat tepat mendatar - pengiraan atau tindakan lain (tanda proses).
Paralelogram mendatar - input atau output (tanda data).
Rhombus mendatar - semakan keadaan (tanda keputusan).
Heksagon memanjang, mendatar - pengubahsuaian (tanda penyediaan).
Model algoritma ditunjukkan di bawah.
Versi formula-verbal pembinaan algoritma.
Algoritma formula-verbal ditulis dalam bentuk sewenang-wenangnya, dalam bahasa profesional kawasan tempat tugas itu berada. Perihalan tindakan dengan cara ini dijalankan menggunakan perkataan dan formula.
Konsep algoritma dalam sains komputer
Dalam bidang komputer, semuanya berdasarkan algoritma. Tanpa arahan yang jelas dimasukkan dalam bentuk kod khas, tiada teknik akan berfungsi atauprogram. Pada pelajaran sains komputer, pelajar cuba memberikan konsep asas algoritma, mengajar mereka cara menggunakannya dan menciptanya sendiri.
Mencipta dan menggunakan algoritma dalam sains komputer ialah proses yang lebih kreatif daripada, contohnya, mengikut arahan untuk menyelesaikan masalah dalam matematik.
Terdapat juga program khas "Algoritma" yang membantu orang yang jahil dalam bidang pengaturcaraan untuk mencipta program mereka sendiri. Sumber sedemikian boleh menjadi pembantu yang sangat diperlukan bagi mereka yang memulakan langkah pertama mereka dalam sains komputer dan ingin mencipta permainan mereka sendiri atau mana-mana program lain.
Sebaliknya, sebarang program ialah algoritma. Tetapi jika algoritma hanya membawa tindakan yang perlu dilakukan dengan memasukkan datanya, maka program itu sudah membawa data siap. Perbezaan lain ialah program itu boleh dipatenkan dan harta persendirian, tetapi algoritmanya tidak. Algoritma ialah konsep yang lebih luas daripada program.
Kesimpulan
Dalam artikel ini, kami menganalisis konsep algoritma dan jenisnya, mempelajari cara menulis skema grafik dengan betul.
