Prakticky vše v našem světě podléhá nějakým zákonům a pravidlům. Moderní věda nestojí na místě, díky čemuž lidstvo zná spoustu vzorců a algoritmů, podle kterých můžete vypočítat a znovu vytvořit mnoho akcí a struktur vytvořených přírodou a přivést k životu myšlenky vynalezené člověkem.
V tomto článku budeme analyzovat základní koncepty algoritmu.
Historie vzniku algoritmů
Algoritmus - koncept, který se objevil v XII století. Samotné slovo „algoritmus“pochází z latinského výkladu jména slavného blízkovýchodního matematika Muhammada al-Khwarizmiho, který napsal knihu „O indickém počítání“. Tato kniha popisuje, jak správně zapsat přirozená čísla pomocí arabských číslic, a popisuje algoritmus akcí se sloupcem nad takovými čísly.
Ve 12. století byla kniha „On the Indian Account“přeložena do latiny a poté se objevila tato definice.
Interakce algoritmu s člověkem a strojem
StvořeníAlgoritmus vyžaduje kreativní přístup, takže pouze živá bytost může vytvořit nový seznam sekvenčních akcí. Ale pro provedení stávajících instrukcí není nutné mít fantazii, to zvládne i bezduchá technologie.
Výborným příkladem přesného dodržování daného pokynu je prázdná mikrovlnná trouba, která pokračuje v provozu i přes nepřítomnost jídla v ní.
Subjekt nebo objekt, který nemusí chápat podstatu algoritmu, se nazývá formální vykonavatel. Formálním exekutorem se může stát i člověk, ale v případě, že je ta či ona akce nerentabilní, myslící exekutor si vše může udělat po svém. Hlavními interprety jsou proto počítače, mikrovlnné trouby, telefony a další zařízení. Koncepce algoritmu v informatice je nanejvýš důležitá. Každý algoritmus je sestaven s očekáváním konkrétního subjektu s přihlédnutím k přípustným akcím. Ty objekty, na které může subjekt aplikovat instrukce, tvoří prostředí vykonavatele.
Prakticky vše v našem světě podléhá nějakým zákonům a pravidlům. Moderní věda nestojí na místě, díky čemuž lidstvo zná spoustu vzorců a algoritmů, podle kterých můžete vypočítat a znovu vytvořit mnoho akcí a výtvorů přírody a uvést do života myšlenky vynalezené člověkem. V tomto článku budeme analyzovat základní koncepty algoritmu.
Co je to algoritmus?
Většina činností, které během života vykonáváme, vyžaduje dodržování řady pravidel. Od toho, jak moc má člověk správnou představu o bitechco, jak a v jakém pořadí má dělat, závisí na kvalitě a výsledku jemu svěřených úkolů. Od dětství se rodiče snaží vyvinout ve svém dítěti algoritmus pro hlavní činnosti, například: probudit se, ustlat postel, umýt si a vyčistit zuby, cvičit, snídat atd., seznam, který člověk dělá. celý jeho život ráno lze také považovat za jakýsi algoritmus.
Algoritmus je koncept, který odkazuje na soubor instrukcí, které musí člověk dodržovat, aby vyřešil určitý problém.
Algoritmus má obecně mnoho definic, několik vědců jej charakterizuje odlišně.
Pokud je algoritmus, který člověk používá každý den, pro každého jiný a může se měnit v závislosti na věku a situacích, ve kterých se umělec nachází, pak soubor akcí, které je třeba provést k vyřešení matematického problému nebo používat technologii je pro všechny stejné a vždy zůstává stejné.
Existuje jiný koncept algoritmu, liší se také typy algoritmů - například pro člověka, který sleduje cíl, a pro technologii.
V našem věku informačních technologií se lidé denně řídí souborem pokynů, které před nimi vytvořili jiní lidé, protože technologie při použití vyžaduje přesné provedení řady akcí. Hlavním úkolem učitelů ve školách je proto naučit děti používat algoritmy, rychle uchopit a měnit stávající pravidla v souladu s aktuální situací. Struktura algoritmu je jednou z nichkoncepty, které se studují v hodinách matematiky a informatiky na každé škole.
Základní vlastnosti algoritmu
1. Diskrétnost (sekvence jednotlivých akcí) – každý algoritmus by měl být reprezentován jako série jednoduchých akcí, z nichž každá by měla začít po dokončení předchozí.
2. Jistota – každá akce algoritmu by měla být tak jednoduchá a jasná, aby interpret neměl žádné otázky a neměl svobodu jednání.
3. Efektivita - popis algoritmu by měl být jasný a úplný, aby po provedení všech instrukcí úkol dosáhl svého logického konce.
4. Hromadný charakter - algoritmus by měl být použitelný na celou třídu problémů, které lze vyřešit pouze změnou čísel v algoritmu. Ačkoli existuje názor, že poslední bod neplatí pro algoritmy, ale pro všechny matematické metody obecně.
Často učitelé ve školách, aby dětem lépe porozuměli algoritmům, používají příklad vaření z kuchařky, výroby léků na předpis nebo výroby mýdla na základě mistrovské třídy. Vezmeme-li však v úvahu druhou vlastnost algoritmu, která říká, že každá položka algoritmu musí být tak jasná, aby ji mohla provést naprosto jakákoli osoba a dokonce i stroj, můžeme dojít k závěru, že každý proces, který vyžaduje alespoň nějaký druh představivosti, algoritmus nelze pojmenovat. A vaření a vyšívání vyžadují určité dovednosti a dobře rozvinutou představivost.
Existují různé typy algoritmů,ale jsou tři hlavní.
Cyklický algoritmus
U tohoto typu se některé položky opakují několikrát. Seznam akcí, které je nutné opakovat k dosažení cíle, se nazývá tělo algoritmu.
Iterace smyčky je provedení všech položek obsažených v těle smyčky. Části smyčky, které se neustále spouštějí určitý počet opakování, se nazývají smyčka s pevným číslem iterací.
Tyto části cyklu, jejichž frekvence závisí na řadě podmínek, se nazývají neurčité.
Nejjednodušší druh cyklu je pevný.
Existují dva druhy cyklických algoritmů:
- Smyčka s předběžnou podmínkou. V tomto případě tělo smyčky zkontroluje její stav před jejím provedením.
- Smyčka s dodatečnou podmínkou. Ve smyčce s postcondition je podmínka zkontrolována po skončení smyčky.
Lineární typy algoritmů
Instrukce těchto obvodů se provádějí jednou v pořadí, v jakém jsou uvedeny. Například proces stlaní postele nebo čištění zubů lze považovat za lineární algoritmus. Tento typ zahrnuje také matematické příklady, kde existují pouze operace sčítání a odčítání.
Algoritmus větvení
V typu větvení je několik možností, která bude použita, závisí na podmínce.
Příklad. Otázka: "Prší?" Možnosti odpovědi: „Ano“nebo „Ne“. Pokud"ano" - otevřete deštník, pokud "ne" - vložte deštník do tašky.
Pomocný algoritmus
Pomocný algoritmus lze použít v jiných algoritmech zadáním pouze jeho názvu.
Termíny nalezené v algoritmech
Podmínka je mezi slovy „pokud“a „pak“.
Například: pokud umíte anglicky, stiskněte jedničku. V této větě bude podmínkou část fráze „znáte angličtinu“.
Data jsou informace, které nesou určitou sémantickou zátěž a jsou prezentovány takovým způsobem, že je lze přenést a použít pro tento algoritmus.
Algoritmický proces - řešení problému podle algoritmu využívajícího určitá data.
Struktura algoritmu
Algoritmus může mít jinou strukturu. K popisu algoritmu, jehož koncept závisí také na jeho struktuře, můžete použít řadu různých způsobů, například: verbální, grafický, pomocí speciálně vyvinutého algoritmického jazyka.
Jaká metoda bude použita, závisí na několika faktorech: složitost úkolu, jak podrobný musí být proces řešení problému atd.
Grafická verze algoritmu
Grafický algoritmus – koncept, který předpokládá rozklad akcí, které je třeba provést k vyřešení konkrétního problému, podle určitých geometrických tvarů.
Grafická schémata se nezobrazují náhodně. Aby mohlik pochopení jakékoli osoby se nejčastěji používají vývojové diagramy a Nassi-Schneidermanovy strukturogramy.
Bloková schémata jsou také nakreslena v souladu s GOST-19701-90 a GOST-19.003-80. Grafické obrázky použité v algoritmu jsou rozděleny na:
- Základní. Hlavní obrázky se používají k označení operací potřebných ke zpracování dat při řešení problému.
- Pomocný. Pomocné obrázky jsou potřebné k označení jednotlivých, nikoli nejdůležitějších prvků řešení problému.
V grafickém algoritmu se geometrické tvary používané k reprezentaci dat nazývají bloky.
Všechny bloky jdou v pořadí „shora dolů“a „zleva doprava“– to je správný směr toku. Při správném pořadí čáry spojující bloky navzájem neukazují směr. V ostatních případech je směr čar označen šipkami.
Správné schéma algoritmu by nemělo mít více než jeden výstup z bloků zpracování a méně než dva výstupy z bloků odpovědných za logické operace a kontrolu stavu.
Jak správně sestavit algoritmus?
Struktura algoritmu, jak je uvedeno výše, musí být postavena podle GOST, jinak nebude srozumitelná a přístupná ostatním.
Obecná metodika nahrávání zahrnuje následující položky:
Název, podle kterého bude jasné, jaký problém lze pomocí tohoto schématu vyřešit.
Každý algoritmus musí mít jasně označený začátek a konec.
Algoritmyvšechna data, vstupní i výstupní, musí být jasně a jasně popsána.
Při kompilaci algoritmu byste si měli poznamenat akce, které umožní provést akce nutné k vyřešení problému na vybraných datech. Přibližný pohled na algoritmus:
- Chema name.
- Data.
- Začátek.
- Týmy.
- Konec.
Správná konstrukce obvodu výrazně usnadní výpočet algoritmů.
Geometrické tvary odpovědné za různé akce v algoritmu
Vodorovný ovál - začátek a konec (znak konce).
Horizontální obdélník – výpočet nebo jiné akce (znak procesu).
Horizontální rovnoběžník - vstup nebo výstup (datová značka).
Horizontální kosočtverec – kontrola stavu (znak rozhodnutí).
Prodloužený, horizontální šestiúhelník - modifikace (známka přípravy).
Modely algoritmů jsou zobrazeny níže.
Verbální formulová verze konstrukce algoritmu.
Formule-verbální algoritmy jsou psány v libovolné formě, v odborném jazyce oblasti, do které úkol patří. Popis akcí tímto způsobem se provádí pomocí slov a vzorců.
Koncept algoritmu v informatice
V počítačové oblasti je vše založeno na algoritmech. Bez jasných pokynů zadaných ve formě speciálního kódu nebude fungovat žádná technika respprogram. V hodinách informatiky se studenti snaží poskytnout základní pojmy algoritmů, naučit je je používat a sami je vytvářet.
Vytváření a používání algoritmů v informatice je kreativnější proces než například následování pokynů k řešení problému v matematice.
Existuje také speciální program „Algorithm“, který pomáhá lidem neznalým v oblasti programování vytvářet vlastní programy. Takový zdroj se může stát nepostradatelným pomocníkem pro ty, kteří dělají své první kroky v informatice a chtějí vytvářet vlastní hry nebo jakékoli jiné programy.
Na druhou stranu každý program je algoritmus. Pokud ale algoritmus přenáší pouze akce, které je třeba provést vložením jeho dat, pak program již nese hotová data. Dalším rozdílem je, že program může být patentován a soukromý majetek, ale algoritmus není. Algoritmus je širší pojem než program.
Závěr
V tomto článku jsme analyzovali koncept algoritmu a jeho typy, naučili jsme se, jak správně psát grafická schémata.
