Praktikisht çdo gjë në botën tonë i nënshtrohet disa ligjeve dhe rregullave. Shkenca moderne nuk qëndron ende, falë së cilës njerëzimi njeh shumë formula dhe algoritme, duke ndjekur të cilat, ju mund të llogaritni dhe rikrijoni shumë veprime dhe struktura të krijuara nga natyra dhe të vini në jetë idetë e shpikura nga njeriu.
Në këtë artikull do të analizojmë konceptet bazë të algoritmit.
Historia e shfaqjes së algoritmeve
Algoritmi - një koncept që u shfaq në shekullin XII. Vetë fjala "algoritëm" vjen nga interpretimi latin i emrit të matematikanit të famshëm të Lindjes së Mesme Muhamed al-Khwarizmi, i cili shkroi librin "Për numërimin indian". Ky libër përshkruan se si të shkruani saktë numrat natyrorë duke përdorur numra arabë dhe përshkruan algoritmin e veprimeve me një kolonë mbi numra të tillë.
Në shekullin e 12-të, libri "Për llogarinë indiane" u përkthye në latinisht dhe më pas u shfaq ky përkufizim.
Ndërveprimi i algoritmit me njeriun dhe makinën
Krijimalgoritmi kërkon një qasje krijuese, kështu që vetëm një qenie e gjallë mund të krijojë një listë të re veprimesh vijuese. Por për ekzekutimin e udhëzimeve ekzistuese, nuk është e nevojshme të kesh një fantazi, madje edhe teknologjia e pashpirt mund ta përballojë këtë.
Një shembull i shkëlqyer për të ndjekur saktësisht një udhëzim të dhënë është një furrë me mikrovalë bosh që vazhdon të funksionojë pavarësisht mungesës së ushqimit brenda saj.
Një subjekt ose një objekt që nuk ka nevojë të kuptojë thelbin e algoritmit quhet ekzekutues formal. Një person mund të bëhet gjithashtu një ekzekutues formal, por në rast se një ose një veprim tjetër është i padobishëm, një ekzekutues që mendon mund të bëjë gjithçka në mënyrën e tij. Prandaj, interpretuesit kryesorë janë kompjuterët, furrat me mikrovalë, telefonat dhe pajisjet e tjera. Koncepti i një algoritmi në shkencën kompjuterike është i një rëndësie të madhe. Çdo algoritëm përpilohet me pritjen e një subjekti specifik, duke marrë parasysh veprimet e lejuara. Ato objekte për të cilat subjekti mund të zbatojë udhëzimet përbëjnë mjedisin e ekzekutuesit.
Praktikisht çdo gjë në botën tonë i nënshtrohet disa ligjeve dhe rregullave. Shkenca moderne nuk qëndron ende, falë së cilës njerëzimi njeh shumë formula dhe algoritme, pas të cilave mund të llogaritni dhe rikrijoni shumë veprime dhe krijime të natyrës dhe të vini në jetë idetë e shpikur nga njeriu. Në këtë artikull, ne do të analizojmë konceptet bazë të algoritmit.
Çfarë është një algoritëm?
Shumica e aktiviteteve që kryejmë gjatë jetës sonë kërkojnë respektimin e një sërë rregullash. Nga sa një person ka një ide të saktë për tëçfarë, si dhe në çfarë sekuence duhet të bëjë, varet nga cilësia dhe rezultati i detyrave që i janë caktuar. Që nga fëmijëria, prindërit janë përpjekur të zhvillojnë tek fëmija i tyre një algoritëm për veprimet kryesore, për shembull: zgjohuni, rregulloni shtratin, lani dhe lani dhëmbët, bëni ushtrime, ha mëngjes, etj., listën që bën një person. gjithë jetën e tij në mëngjes mund të konsiderohet gjithashtu një lloj algoritmi.
Një algoritëm është një koncept që i referohet një grupi udhëzimesh që një person duhet të ndjekë për të zgjidhur një problem të caktuar.
Në përgjithësi, algoritmi ka shumë përkufizime, disa shkencëtarë e karakterizojnë atë ndryshe.
Nëse algoritmi i përdorur nga një person çdo ditë është i ndryshëm për të gjithë dhe mund të ndryshojë në varësi të moshës dhe situatave në të cilat ndodhet interpretuesi, atëherë grupi i veprimeve që duhen kryer për të zgjidhur një problem matematikor ose përdorimi i teknologjisë është i njëjtë për të gjithë dhe mbetet gjithmonë i njëjtë.
Ekziston një koncept tjetër i një algoritmi, llojet e algoritmeve gjithashtu ndryshojnë - për shembull, për një person që ndjek një qëllim dhe për teknologjinë.
Në epokën tonë të teknologjisë së informacionit, njerëzit çdo ditë ndjekin një sërë udhëzimesh të krijuara para tyre nga njerëz të tjerë, sepse teknologjia kërkon ekzekutimin e saktë të një sërë veprimesh kur përdoret. Prandaj, detyra kryesore e mësuesve në shkolla është t'i mësojnë fëmijët se si të përdorin algoritmet, të kuptojnë shpejt dhe të ndryshojnë rregullat ekzistuese në përputhje me situatën aktuale. Struktura e algoritmit është një prej tyrekoncepte, të cilat studiohen në mësimin e matematikës dhe informatikës në çdo shkollë.
Vetitë themelore të algoritmit
1. Diskretiteti (sekuenca e veprimeve individuale) - çdo algoritëm duhet të përfaqësohet si një seri veprimesh të thjeshta, secila prej të cilave duhet të fillojë pas përfundimit të një të mëparshmi.
2. Siguria - çdo veprim i algoritmit duhet të jetë aq i thjeshtë dhe i qartë sa që interpretuesi të mos ketë pyetje dhe të mos ketë liri veprimi.
3. Efikasiteti - përshkrimi i algoritmit duhet të jetë i qartë dhe i plotë, në mënyrë që pas ekzekutimit të të gjitha udhëzimeve, detyra të arrijë përfundimin e saj logjik.
4. Karakteri masiv - algoritmi duhet të jetë i zbatueshëm për një klasë të tërë problemesh, të cilat mund të zgjidhen vetëm duke ndryshuar numrat në algoritëm. Edhe pse ekziston një mendim se pika e fundit nuk vlen për algoritmet, por për të gjitha metodat matematikore në përgjithësi.
Shpesh në shkolla, për t'u dhënë fëmijëve një kuptim më të mirë të algoritmeve, mësuesit përdorin shembullin e gatimit nga një libër gatimi, bërjes së ilaçeve nga një recetë ose bërjes së një procesi të prodhimit të sapunit bazuar në një klasë master. Megjithatë, duke marrë parasysh vetinë e dytë të algoritmit, e cila thotë se çdo artikull i algoritmit duhet të jetë aq i qartë sa të mund të kryhet nga absolutisht çdo person dhe madje edhe një makinë, mund të konkludojmë se çdo proces që kërkon të paktën një lloj e imagjinatës, algoritmi nuk mund të emërtohet. Dhe gatimi dhe punimet me gjilpërë kërkojnë aftësi të caktuara dhe një imagjinatë të zhvilluar mirë.
Ka lloje të ndryshme algoritmesh,por ka tre kryesore.
Algoritmi ciklik
Në këtë lloj, disa artikuj përsëriten disa herë. Lista e veprimeve që duhet të përsëriten për të arritur qëllimin quhet trupi i algoritmit.
Përsëritja e një cikli është ekzekutimi i të gjithë elementëve të përfshirë në trupin e ciklit. e përsëritjeve.
Ato pjesë të ciklit, frekuenca e të cilave varet nga një numër kushtesh, quhen të papërcaktuara.
Lloji më i thjeshtë i ciklit është fiksuar.
Ka dy lloje algoritmesh ciklike:
- Loop me parakusht. Në këtë rast, trupi i lakut kontrollon gjendjen e tij përpara se të ekzekutohet.
- Një lak me një kusht postar. Në një lak me një kusht pas, gjendja kontrollohet pas përfundimit të ciklit.
Llojet lineare të algoritmeve
Udhëzimet e qarqeve të tilla ekzekutohen një herë sipas radhës në të cilën janë paraqitur. Për shembull, procesi i bërjes së një shtrati ose larja e dhëmbëve mund të konsiderohet një algoritëm linear. Ky lloj përfshin edhe shembuj matematikorë, ku ka vetëm veprime mbledhje dhe zbritje.
algoritmi i degëzimit
Ka disa opsione në një lloj degëzimi, cili do të zbatohet në varësi të gjendjes.
Shembull. Pyetje: "A po bie shi?" Opsionet e përgjigjes: "Po" ose "Jo". Nese nje"po" - hap ombrellën, nëse "jo" - vendose ombrellën në çantë.
Algoritmi ndihmës
Algoritmi ndihmës mund të përdoret në algoritme të tjera duke specifikuar vetëm emrin e tij.
Termat e gjetura në algoritme
Kushti është midis fjalëve "nëse" dhe "atëherë".
Për shembull: nëse dini anglisht, atëherë shtypni një. Në këtë fjali, pjesa e frazës "ju dini anglisht" do të jetë kushti.
Të dhënat janë informacione që mbartin një ngarkesë të caktuar semantike dhe paraqiten në atë mënyrë që mund të transmetohen dhe përdoren për këtë algoritëm.
Proces algoritmik - zgjidhja e një problemi sipas një algoritmi duke përdorur të dhëna të caktuara.
Struktura e algoritmit
Algoritmi mund të ketë një strukturë të ndryshme. Për të përshkruar një algoritëm, koncepti i të cilit varet gjithashtu nga struktura e tij, mund të përdorni një sërë mënyrash të ndryshme, për shembull: verbale, grafike, duke përdorur një gjuhë algoritmike të zhvilluar posaçërisht.
Cila metodë do të përdoret varet nga disa faktorë: kompleksiteti i detyrës, sa i detajuar duhet të jetë procesi i zgjidhjes së problemit, etj.
Versioni grafik i algoritmit
Algoritmi grafik - një koncept që nënkupton zbërthimin e veprimeve që duhen kryer për të zgjidhur një problem specifik, sipas formave të caktuara gjeometrike.
Diagramet grafike nuk shfaqen rastësisht. Në mënyrë që ata të jenë në gjendjepër të kuptuar çdo person, diagramet e rrjedhës dhe strukturogramet Nassi-Schneiderman përdoren më shpesh.
Gjithashtu, bllok diagramet vizatohen në përputhje me GOST-19701-90 dhe GOST-19.003-80. Figurat grafike të përdorura në algoritëm ndahen në:
- Bazë. Imazhet kryesore përdoren për të treguar operacionet e nevojshme për përpunimin e të dhënave gjatë zgjidhjes së një problemi.
- Ndihmëse. Imazhet ndihmëse nevojiten për të treguar elementet individuale, jo më të rëndësishmet e zgjidhjes së problemit.
Në një algoritëm grafik, format gjeometrike të përdorura për të përfaqësuar të dhënat quhen blloqe.
Të gjitha blloqet shkojnë në sekuencë "nga lart poshtë" dhe "nga e majta në të djathtë" - ky është drejtimi i saktë i rrjedhës. Me sekuencën e saktë, linjat që lidhin blloqet me njëri-tjetrin nuk tregojnë drejtimin. Në raste të tjera, drejtimi i vijave tregohet me shigjeta.
Një skemë e saktë algoritmi nuk duhet të ketë më shumë se një dalje nga blloqet e përpunimit dhe më pak se dy dalje nga blloqet përgjegjëse për operacionet logjike dhe kontrollin e gjendjes.
Si të ndërtoni një algoritëm saktë?
Struktura e algoritmit, siç u përmend më lart, duhet të ndërtohet sipas GOST, përndryshe nuk do të jetë e kuptueshme dhe e aksesueshme për të tjerët.
Metodologjia e përgjithshme e regjistrimit përfshin artikujt e mëposhtëm:
Emri me të cilin do të jetë e qartë se çfarë problemi mund të zgjidhet duke përdorur këtë skemë.
Çdo algoritëm duhet të ketë një fillim dhe fund të shënuar qartë.
Algoritmetë gjitha të dhënat, si në hyrje ashtu edhe në dalje, duhet të përshkruhen qartë dhe qartë.
Kur përpiloni një algoritëm, duhet të vihen re veprimet që do të lejojnë kryerjen e veprimeve të nevojshme për zgjidhjen e problemit në të dhënat e zgjedhura. Pamje e përafërt e algoritmit:
- Emri Chema.
- Data.
- Fillimi.
- Ekipet.
- Fund.
Ndërtimi i duhur i qarkut do të lehtësojë shumë llogaritjen e algoritmeve.
Format gjeometrike përgjegjëse për veprime të ndryshme në algoritëm
Oval horizontal - fillimi dhe fundi (shenja e fundit).
Drejtkëndësh horizontal - llogaritje ose veprime të tjera (shenja e procesit).
Paralelogrami horizontal - hyrje ose dalje (shenja e të dhënave).
Romb horizontal - kontrolli i gjendjes (shenja e vendimit).
Gjashtëkëndësh i zgjatur, horizontal - modifikim (shenja e përgatitjes).
Modelet e algoritmit tregohen më poshtë.
Versioni formulë-verbal i ndërtimit të algoritmit.
Algoritmet formula-verbale shkruhen në formë arbitrare, në gjuhën profesionale të zonës së cilës i përket detyra. Përshkrimi i veprimeve në këtë mënyrë kryhet duke përdorur fjalë dhe formula.
Koncepti i një algoritmi në shkencën kompjuterike
Në fushën kompjuterike, gjithçka bazohet në algoritme. Pa udhëzime të qarta të futura në formën e një kodi të veçantë, asnjë teknikë nuk do të funksionojë oseprogram. Në mësimet e shkencave kompjuterike, studentët përpiqen të japin konceptet bazë të algoritmeve, t'i mësojnë se si t'i përdorin ato dhe t'i krijojnë ato vetë.
Krijimi dhe përdorimi i algoritmeve në shkencën kompjuterike është një proces më krijues sesa, për shembull, ndjekja e udhëzimeve për zgjidhjen e një problemi në matematikë.
Ekziston edhe një program i posaçëm "Algoritmi" që ndihmon njerëzit që janë injorantë në fushën e programimit të krijojnë programet e tyre. Një burim i tillë mund të bëhet një asistent i domosdoshëm për ata që po hedhin hapat e tyre të parë në shkencën kompjuterike dhe duan të krijojnë lojërat e tyre ose ndonjë program tjetër.
Nga ana tjetër, çdo program është një algoritëm. Por nëse algoritmi mbart vetëm veprimet që duhen kryer duke futur të dhënat e tij, atëherë programi tashmë bart të dhënat e përfunduara. Një tjetër ndryshim është se programi mund të jetë i patentuar dhe pronë private, por algoritmi nuk është. Një algoritëm është një koncept më i gjerë se një program.
Përfundim
Në këtë artikull, ne analizuam konceptin e një algoritmi dhe llojet e tij, mësuam se si të shkruajmë saktë skemat grafike.
