Algoritma: konsep, sifat, struktur dan jenis

Hampir segala-galanya di dunia kita tertakluk kepada beberapa undang-undang dan peraturan. Sains moden tidak diam, berkat banyak formula dan algoritma diketahui manusia, berikut mana yang dapat menghitung dan mencipta banyak tindakan dan struktur yang diciptakan oleh alam semula jadi, dan menyedari idea-idea yang dicipta oleh manusia.

Dalam artikel ini, kita akan menganalisis konsep asas algoritma.

Sejarah kemunculan algoritma

Algoritma adalah konsep yang muncul pada abad ke-12. Kata "algorithm" berasal dari tafsiran Latin nama ahli matematik terkemuka Timur Tengah Mohammed al Khorezmi, yang menulis buku "Pada Akaun India." Buku ini menerangkan cara menulis nombor semula jadi dengan betul , menggunakan angka Arab, dan menggambarkan algoritma untuk tindakan lajur pada nombor tersebut.

Dalam abad XII, buku "Pada Akaun India" diterjemahkan ke dalam bahasa Latin, maka definisi ini muncul.

Interaksi algoritma dengan orang dan mesin

Mewujudkan algoritma memerlukan pendekatan yang kreatif, jadi senarai baru tindakan berurutan hanya boleh mencipta makhluk hidup. Tetapi untuk melaksanakan arahan yang ada, fantasi tidak perlu, walaupun teknologi berjiwa akan menghadapi ini.

Satu contoh yang sangat baik tentang pelaksanaan yang tepat arahan tertentu adalah ketuhar gelombang mikro yang kosong, yang terus berfungsi, walaupun kekurangan makanan di dalamnya.

Subjek atau objek yang tidak perlu untuk menyelidiki intipati algoritma dipanggil pelaku rasmi. Seseorang juga boleh menjadi pelaku formal, tetapi dalam hal tindakan tidak menguntungkan, seorang pelaku berfikir dapat melakukan segala sesuatu dengan caranya sendiri. Oleh itu, penggiat utama adalah komputer, gelombang mikro, telefon dan peralatan lain. Pengertian algoritma dalam sains komputer adalah yang paling penting. Setiap algoritma disusun dengan pengiraan subjek tertentu, dengan mengambil kira tindakan yang dibenarkan. Objek-objek yang mana subjek boleh memohon arahan adalah persekitaran pelaksana.

Hampir segala-galanya di dunia kita tertakluk kepada beberapa undang-undang dan peraturan. Sains moden tidak diam, berkat jisim formula dan algoritma diketahui manusia, berikut mana yang dapat mengira dan mencipta banyak tindakan dan ciptaan alam semula jadi dan melaksanakan idea-idea yang dicipta manusia. Dalam artikel ini, kita akan menganalisis konsep asas algoritma.

Apakah algoritma?

Kebanyakan tindakan yang kita lakukan sepanjang hayat kita memerlukan kepatuhan terhadap beberapa peraturan. Sejauh mana seseorang mempunyai gambaran sebenar mengenai bagaimana, bagaimana dan mengikut susunan yang mesti dilakukannya, kualiti dan hasil tugas yang diberikan kepadanya bergantung. Sejak zaman kanak-kanak, ibu bapa cuba untuk bekerja di dalam anak mereka algoritma tindakan asas, contohnya: bangun, mengisi katil, mencuci dan berus gigi, membuat latihan, sarapan pagi, dan lain-lain, senarai yang seseorang telah melakukan sepanjang hayatnya sejak pagi juga boleh dianggap sejenis algoritma.

Algoritma adalah konsep yang menunjukkan kumpulan arahan yang perlu dilakukan oleh seseorang untuk menyelesaikan masalah tertentu.

Secara umum, algoritma mempunyai banyak definisi, beberapa saintis mencirikan dengan cara yang berbeza.

Jika algoritma yang digunakan oleh seseorang setiap hari, masing-masing mempunyai sendiri, dan boleh berubah bergantung pada umur dan situasi di mana pelaku muncul, maka satu set tindakan yang perlu dilakukan untuk menyelesaikan masalah matematik atau menggunakan teknologi bersatu untuk semua dan sentiasa tetap tidak berubah.

Terdapat konsep yang berbeza mengenai algoritma, jenis algoritma juga berbeza-beza - contohnya, untuk seseorang yang mengejar matlamat, dan untuk teknologi.

Dalam era teknologi maklumat kami, orang melaksanakan arahan harian yang dibuat sebelum mereka oleh orang lain, kerana teknik itu memerlukan penggunaan pelaksanaan yang tepat dari beberapa tindakan. Oleh itu, tugas utama guru di sekolah adalah untuk mengajar kanak-kanak menggunakan algoritma, dengan cepat memahami dan mengubahsuai peraturan sedia ada mengikut keadaan semasa. Struktur algoritma adalah salah satu konsep yang dipelajari dalam pelajaran matematik dan sains komputer di setiap sekolah.

Ciri asas algoritma

1. Budi pekerti (urutan tindakan individu) - sebarang algoritma harus dibentangkan dalam bentuk siri tindakan sederhana, yang masing-masing harus bermula setelah penyelesaian yang sebelumnya.

2. Kepastian - setiap tindakan algoritma harus begitu mudah dan difahami bahawa pelaku tidak mempunyai soalan dan tidak tetap bebas bertindak.

3. Keberkesanan - penerangan algoritma hendaklah jelas dan lengkap, supaya selepas selesai semua arahan tugas mencapai tahap logik.

4. Massiviti - algoritma tersebut harus digunakan untuk seluruh kelas masalah, yang dapat diselesaikan hanya dengan mengubah digit dalam algoritma. Walaupun terdapat pendapat bahawa titik terakhir tidak merujuk kepada algoritma, tetapi kepada semua kaedah matematik secara amnya.

Selalunya di sekolah, untuk memberikan gambaran kanak-kanak tentang algoritma yang lebih difahami, guru memetik sebagai contoh memasak melalui buku masakan, membuat ubat preskripsi atau proses pembuatan sabun berdasarkan kelas induk. Walau bagaimanapun, memandangkan sifat kedua algoritma itu, yang mengatakan bahawa setiap titik algoritma haruslah begitu jelas sehingga dapat dilaksanakan oleh siapa saja dan bahkan mesin, seseorang dapat menyimpulkan bahwa setiap proses yang memerlukan jenis fantasi, algoritma Tidak boleh dinamakan. Dan memasak dan jahitan memerlukan kemahiran tertentu dan imaginasi yang maju.

Terdapat pelbagai jenis algoritma, tetapi terdapat tiga perkara asas.

Algoritma kitaran

Dalam jenis ini, beberapa item diulang beberapa kali. Senarai tindakan yang perlu diulang untuk mencapai matlamat dipanggil badan algoritma.

Pengulangan gelung adalah pelaksanaan semua item yang memasuki badan gelung.
Bahagian gelung yang berulang kali dilaksanakan beberapa kali dipanggil kitaran dengan bilangan lelaran yang tetap.

Bahagian-bahagian kitaran, yang kekerapan pengulangan bergantung kepada beberapa syarat, dipanggil tidak dapat ditentukan.

Jenis kitaran yang paling sederhana adalah tetap.

Terdapat dua jenis algoritma kitaran:

• Kitaran dengan prasyarat. Dalam kes ini, badan gelung memeriksa keadaan sebelum ia dilaksanakan.

• Gelung dengan postcondition. Dalam gelung dengan poskondition, keadaan itu diperiksa selepas pelaksanaan gelung.

Jenis algoritma linier

Arahan skim sedemikian dilakukan sekali dalam urutan di mana ia dibentangkan. Sebagai contoh, algoritma linear dapat dianggap sebagai proses mengisi tempat tidur atau memberus gigi. Juga untuk jenis ini adalah contoh matematik, di mana hanya ada tindakan tambahan dan penolakan.

Algoritma Cabang

Dalam jenis bercabang, terdapat beberapa pilihan untuk tindakan, yang mana akan digunakan bergantung kepada keadaan.

Contohnya. Soalan: "Adakah hujan?" Jawapannya adalah "Ya" atau "Tidak". Jika "ya" - buka payung, jika "tidak" - meletakkan payung di dalam beg.

Algoritma tambahan

Algoritma tambahan boleh digunakan dalam algoritma lain, hanya menyatakan namanya.

Terma yang terdapat dalam algoritma

Keadaan ini adalah antara perkataan "if" dan "then".

Sebagai contoh: jika anda tahu bahasa Inggeris, maka klik satu. Dalam ayat ini, keadaan itu adalah sebahagian daripada ungkapan "anda tahu bahasa Inggeris."

Data adalah maklumat yang membawa beban semantik tertentu dan dibentangkan sedemikian rupa sehingga mereka dapat ditransmisikan dan digunakan untuk algoritma ini.

Proses algoritma - menyelesaikan masalah menggunakan algoritma menggunakan data tertentu.

Struktur algoritma

Algoritma ini boleh mempunyai struktur yang berbeza. Untuk menggambarkan algoritma yang konsepnya bergantung kepada strukturnya, anda boleh menggunakan beberapa kaedah yang berbeza, contohnya: lisan, grafik, dengan bantuan bahasa algoritma yang khusus dibangunkan.

Antara kaedah berikut yang manakah akan digunakan bergantung kepada beberapa faktor: kerumitan tugas, sejauh mana proses penyelesaian masalahnya adalah terperinci, dan sebagainya.

Varian grafik pembinaan algoritma

Algoritma grafik adalah konsep yang membayangkan penguraian tindakan yang perlu dilakukan untuk menyelesaikan masalah tertentu, mengikut angka geometri tertentu.

Skim grafik tidak digambarkan sebagai mengerikan. Untuk difahami oleh mana-mana orang, gambarajah blok dan struktur-struktur Struktur Netsi-Schneiderman paling sering digunakan.

Juga, gambarajah blok dipaparkan mengikut GOST-19701-90 dan GOST-19.003-80.
Angka grafik yang digunakan dalam algoritma terbahagi kepada:

• Asas. Imej utama digunakan untuk menerangkan operasi yang diperlukan untuk memproses data apabila menyelesaikan masalah.

• Auxiliary. Imej bantu diperlukan untuk menunjukkan individu, bukan yang paling penting, elemen penyelesaian masalah.

Dalam algoritma grafik, bentuk geometri yang digunakan untuk merujuk kepada data dipanggil blok.

Semua blok masuk dalam urutan "dari atas ke bawah" dan "dari kiri ke kanan" - ini adalah arah aliran yang betul. Dengan urutan yang betul, garisan yang menghubungkan blok bersama-sama tidak menunjukkan arahnya. Dalam kes lain, arah garisan ditunjukkan oleh anak panah.

Skim algoritma yang betul tidak boleh mempunyai lebih daripada satu output dari blok pemprosesan dan kurang daripada dua output dari blok yang bertanggungjawab untuk operasi logik dan pengesahan syarat.

Bagaimana untuk membina algoritma dengan betul?

Struktur algoritma, seperti yang dinyatakan di atas, perlu dibina mengikut GOST, jika tidak, ia tidak akan difahami dan boleh diakses oleh orang lain.

Metodologi umum untuk rakaman termasuk perkara berikut:

Nama yang akan menjelaskan tugas yang dapat diselesaikan dengan bantuan skema ini.

Setiap algoritma sepatutnya menunjukkan permulaan dan akhir.

Algoritma harus jelas dan jelas menggambarkan semua data, baik input dan output.

Apabila menyusun algoritma, anda perlu perhatikan tindakan yang akan membolehkan anda melakukan tindakan yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah ke atas data yang dipilih. Bentuk algoritma anggaran:

• Nama skema.
• Data.
• Permulaan.
• Perintah.
• Akhirnya.

Pembentukan skim yang betul akan sangat memudahkan pengiraan algoritma.

Angka geometri yang bertanggungjawab untuk tindakan yang berbeza dalam algoritma

Bujur lintang yang terletak di belakang adalah permulaan dan akhir (tanda siap).

Horizontally terletak persegi panjang - pengiraan atau tindakan lain (tanda proses).

Jajaran horizontal horizontal - input atau output (tanda data).

Berlian berlatar belakang secara mendatar adalah ujian keadaan (tanda penyelesaian).

Hexagon yang disusun secara mendatar adalah modifikasi (tanda penyediaan).

Model algoritma ditunjukkan di bawah dalam rajah tersebut.

Varian secara formal kata kerja pembinaan algoritma.

Algoritma secara formal perkataan ditulis dalam bentuk sewenang-wenangnya, dalam bahasa profesional kawasan yang masalahnya dimiliki. Penerangan tindakan dengan cara ini dilakukan dengan bantuan perkataan dan formula.

Pengertian algoritma dalam informatika

Dalam bidang komputer, semuanya dibina di atas algoritma. Tanpa arahan yang jelas yang diperkenalkan dalam bentuk kod khas, tiada teknik atau program akan berfungsi. Pada pelajaran sains komputer, pelajar cuba memberikan konsep asas algoritma, mengajar mereka cara menggunakannya, dan buat mereka sendiri.

Penciptaan dan penggunaan algoritma dalam informatika adalah proses yang lebih kreatif daripada, sebagai contoh, pemenuhan arahan untuk menyelesaikan masalah dalam matematik.

Terdapat juga program khas yang dipanggil "Algoritma" yang membantu orang yang tidak berpengetahuan dalam pengaturcaraan untuk membuat program mereka sendiri. Sumber semacam itu boleh menjadi pembantu yang sangat diperlukan bagi mereka yang membuat langkah pertama dalam sains komputer dan mahu membuat permainan mereka sendiri atau program lain.

Sebaliknya, mana-mana program adalah algoritma. Tetapi jika algoritma hanya menjalankan tindakan yang perlu dilakukan dengan memasukkan datanya, program tersebut sudah membawa data selesai. Satu lagi perbezaan adalah bahawa program itu boleh dipatenkan dan harta swasta, tetapi tidak ada algoritma. Algoritma adalah konsep yang lebih luas daripada program.

Kesimpulannya

Dalam artikel ini, kita membongkar konsep algoritma dan jenisnya, belajar cara menulis skema grafik dengan betul.