Praktiskt taget allt i vår värld är föremål för vissa lagar och regler. Modern vetenskap står inte stilla, tack vare vilken mänskligheten känner till många formler och algoritmer, efter vilka du kan beräkna och återskapa många handlingar och strukturer som skapats av naturen och levandegöra idéerna som uppfunnits av människan.
I den här artikeln kommer vi att analysera de grundläggande begreppen i algoritmen.
Historien om framväxten av algoritmer
Algorithm - ett koncept som dök upp på XII-talet. Själva ordet "algoritm" kommer från den latinska tolkningen av namnet på den berömda Mellanösternmatematikern Muhammad al-Khwarizmi, som skrev boken "Om indianräkning". Den här boken beskriver hur man korrekt skriver naturliga tal med arabiska siffror, och beskriver algoritmen för åtgärder med en kolumn över sådana tal.
På 1100-talet översattes boken "Om det indiska kontot" till latin, och då dök denna definition upp.
Interaktion mellan algoritmen och människan och maskinen
SkapelseAlgoritmen kräver ett kreativt tillvägagångssätt, så bara en levande varelse kan skapa en ny lista med sekventiella åtgärder. Men för att utföra befintliga instruktioner är det inte nödvändigt att ha en fantasi, även själlös teknologi kan hantera detta.
Ett utmärkt exempel på att exakt följa en given instruktion är en tom mikrovågsugn som fortsätter att fungera trots att det inte finns mat inuti den.
Ett subjekt eller ett objekt som inte behöver förstå essensen av algoritmen kallas en formell executor. En person kan också bli en formell testamentsexekutor, men i händelse av att en eller annan handling är olönsam kan en tänkande testamentsexekutor göra allt på sitt sätt. Därför är de främsta aktörerna datorer, mikrovågsugnar, telefoner och annan utrustning. Konceptet med en algoritm inom datavetenskap är av yttersta vikt. Varje algoritm sammanställs med förväntningar på ett specifikt ämne, med hänsyn till de tillåtna åtgärderna. De objekt som föremålet kan tillämpa instruktioner på utgör miljön för utföraren.
Praktiskt taget allt i vår värld är föremål för vissa lagar och regler. Modern vetenskap står inte stilla, tack vare vilken mänskligheten känner till många formler och algoritmer, varefter du kan beräkna och återskapa många handlingar och skapelser av naturen och levandegöra de idéer som uppfunnits av människan. I den här artikeln kommer vi att analysera de grundläggande begreppen i algoritmen.
Vad är en algoritm?
De flesta av de aktiviteter som vi utför under våra liv kräver att ett antal regler följs. Från hur mycket en person har en korrekt uppfattning omvad, hur och i vilken ordning han ska göra beror på kvaliteten och resultatet av de uppgifter som han tilldelats. Sedan barndomen har föräldrar försökt utveckla i sitt barn en algoritm för de viktigaste åtgärderna, till exempel: vakna, bädda sängen, tvätta och borsta tänderna, göra övningar, äta frukost etc., listan som en person gör hela sitt liv på morgonen kan också betraktas som en sorts algoritm.
En algoritm är ett begrepp som hänvisar till en uppsättning instruktioner som en person behöver följa för att lösa ett visst problem.
I allmänhet har algoritmen många definitioner, flera vetenskapsmän karaktäriserar den på olika sätt.
Om algoritmen som används av en person varje dag är olika för alla och kan förändras beroende på ålder och situationer som artisten befinner sig i, då är uppsättningen av åtgärder som måste utföras för att lösa ett matematiskt problem eller att använda teknik är detsamma för alla och förblir alltid detsamma.
Det finns ett annat koncept för en algoritm, typerna av algoritmer skiljer sig också åt - till exempel för en person som strävar efter ett mål och för teknik.
I vår tid av informationsteknologi följer människor dagligen en uppsättning instruktioner som skapats före dem av andra människor, eftersom teknik kräver exakt utförande av en rad åtgärder när den används. Därför är huvuduppgiften för lärare i skolor att lära barn hur man använder algoritmer, snabbt förstå och ändra befintliga regler i enlighet med den nuvarande situationen. Algoritmens struktur är en av dessabegrepp, som studeras i lektionen matematik och datavetenskap i varje skola.
Grundläggande egenskaper för algoritmen
1. Diskrethet (sekvens av individuella åtgärder) - alla algoritmer bör representeras som en serie enkla åtgärder, som var och en ska börja efter att den föregående har slutförts.
2. Säkerhet – varje åtgärd av algoritmen ska vara så enkel och tydlig att den som utför artisten inte har några frågor och inte har handlingsfrihet.
3. Effektivitet – beskrivningen av algoritmen bör vara tydlig och fullständig, så att uppgiften når sitt logiska slut efter att alla instruktioner har utförts.
4. Masskaraktär - algoritmen bör kunna tillämpas på en hel klass av problem, som endast kan lösas genom att ändra siffrorna i algoritmen. Även om det finns en åsikt att den sista punkten inte gäller algoritmer, utan alla matematiska metoder i allmänhet.
Ofta i skolor, för att ge barn en bättre förståelse för algoritmerna, använder lärare exemplet att laga mat från en kokbok, göra medicin efter recept eller göra en tvåltillverkningsprocess baserad på en mästarklass. Men med hänsyn till algoritmens andra egenskap, som säger att varje objekt i algoritmen måste vara så tydlig att den kan utföras av absolut vilken person som helst och till och med en maskin, kan vi dra slutsatsen att varje process som kräver åtminstone någon form av fantasi kan algoritmen inte namnges. Och matlagning och handarbete kräver vissa färdigheter och en välutvecklad fantasi.
Det finns olika typer av algoritmer,men det finns tre huvudsakliga.
Cyklisk algoritm
I den här typen upprepas vissa objekt flera gånger. Listan över åtgärder som måste upprepas för att uppnå målet kallas algoritmens kropp.
Iteration av en loop är exekveringen av alla objekt som ingår i loopens kropp. Delar av loopen som ständigt exekveras ett visst antal gånger kallas en loop med ett fast nummer av iterationer.
De delar av cykeln, vars frekvens beror på ett antal förhållanden, kallas obestämda.
Den enklaste typen av cykel är fixad.
Det finns två typer av cykliska algoritmer:
- Slinga med förutsättning. I det här fallet kontrollerar loopens kropp dess tillstånd innan den exekveras.
- En slinga med postcondition. I en slinga med ett postcondition kontrolleras villkoret efter slutet av slingan.
Linjära typer av algoritmer
Instruktioner för sådana kretsar exekveras en gång i den ordning som de presenteras. Till exempel kan processen att bädda en säng eller borsta tänderna betraktas som en linjär algoritm. Denna typ inkluderar även matematiska exempel, där det bara finns additions- och subtraktionsoperationer.
Branching algorithm
Det finns flera alternativ i en förgreningstyp, vilken som kommer att tillämpas beror på tillståndet.
Exempel. Fråga: "Regnar det?" Svars alternativ: "Ja" eller "Nej". Om en"ja" - öppna paraplyet, om "nej" - lägg paraplyet i påsen.
Auxiliary algorithm
Hjälpalgoritm kan användas i andra algoritmer genom att endast ange dess namn.
Termer som finns i algoritmer
Villkoret är mellan orden "om" och "då".
Till exempel: om du kan engelska, tryck sedan på en. I den här meningen kommer delen av frasen "du kan engelska" att vara villkoret.
Data är information som bär en viss semantisk belastning och presenteras på ett sådant sätt att den kan överföras och användas för denna algoritm.
Algorithmic process - att lösa ett problem enligt en algoritm med hjälp av viss data.
Algorithmens struktur
Algorithmen kan ha en annan struktur. För att beskriva en algoritm, vars koncept också beror på dess struktur, kan du använda ett antal olika sätt, till exempel: verb alt, grafiskt, med ett speciellt utvecklat algoritmiskt språk.
Vilken metod som kommer att användas beror på flera faktorer: uppgiftens komplexitet, hur detaljerad processen för att lösa problemet måste vara, etc.
Grafisk version av algoritmen
Grafisk algoritm - ett koncept som innebär nedbrytning av åtgärder som måste utföras för att lösa ett specifikt problem, enligt vissa geometriska former.
Grafiska diagram visas inte slumpmässigt. För att de ska kunnaför att förstå en person används oftast flödesscheman och Nassi-Schneiderman-strukturer.
Blockdiagram ritas också i enlighet med GOST-19701-90 och GOST-19.003-80. Grafika figurer som används i algoritmen är indelade i:
- Grundläggande. Huvudbilderna används för att indikera de operationer som behövs för att bearbeta data vid lösning av ett problem.
- Auxiliary. Hjälpbilder behövs för att indikera individuella, inte de viktigaste, delarna för att lösa problemet.
I en grafisk algoritm kallas de geometriska formerna som används för att representera data block.
Alla block går i sekvens "från topp till botten" och "vänster till höger" - detta är rätt flödesriktning. Med rätt sekvens visar linjerna som förbinder blocken med varandra inte riktningen. I andra fall indikeras linjernas riktning med pilar.
Ett korrekt algoritmschema bör inte ha mer än en utgång från bearbetningsblock och mindre än två utgångar från block som ansvarar för logiska operationer och tillståndskontroll.
Hur bygger man en algoritm på rätt sätt?
Algorithmens struktur, som nämnts ovan, måste byggas enligt GOST, annars kommer den inte att vara förståelig och tillgänglig för andra.
Den allmänna inspelningsmetoden inkluderar följande poster:
Namnet med vilket det kommer att vara tydligt vilket problem som kan lösas med detta schema.
Varje algoritm måste ha en tydligt markerad start och slut.
Algorithmsall data, både input och output, måste vara tydligt och tydligt beskrivna.
När man kompilerar en algoritm bör man notera de åtgärder som gör det möjligt att utföra de åtgärder som är nödvändiga för att lösa problemet på den valda datan. Ungefärlig vy av algoritmen:
- Kemanamn.
- Data.
- Start.
- Teams.
- Slut.
Rätt konstruktion av kretsen kommer i hög grad att underlätta beräkningen av algoritmer.
Geometriska former som ansvarar för olika åtgärder i algoritmen
Horizontal oval - början och slut (sluttecken).
Horisontell rektangel - beräkning eller andra åtgärder (processtecken).
Horizont alt parallellogram - ingång eller utgång (datatecken).
Horisontal romb - tillståndskontroll (beslutstecken).
Långsträckt, horisontell sexkant - modifiering (tecken på förberedelse).
Algorithm-modeller visas nedan.
Formel-verbal version av algoritmkonstruktionen.
Formel-verbala algoritmer är skrivna i en godtycklig form, på det professionella språket i det område som uppgiften tillhör. Beskrivning av åtgärder på detta sätt utförs med hjälp av ord och formler.
Begreppet en algoritm inom datavetenskap
Inom datorområdet är allt baserat på algoritmer. Utan tydliga instruktioner inmatade i form av en speciell kod kommer ingen teknik att fungera ellerprogram. På lektioner i datavetenskap försöker eleverna ge de grundläggande begreppen algoritmer, lära dem hur man använder dem och skapa dem på egen hand.
Att skapa och använda algoritmer inom datavetenskap är en mer kreativ process än att till exempel följa instruktioner för att lösa ett problem i matematik.
Det finns också ett speciellt program "Algorithm" som hjälper människor som är okunniga inom programmering att skapa sina egna program. En sådan resurs kan bli en oumbärlig assistent för dem som tar sina första steg inom datavetenskap och vill skapa sina egna spel eller andra program.
Å andra sidan är alla program en algoritm. Men om algoritmen bara bär de åtgärder som måste utföras genom att infoga dess data, bär programmet redan den färdiga datan. En annan skillnad är att programmet kan vara patenterat och privat egendom, men algoritmen är det inte. En algoritm är ett bredare begrepp än ett program.
Slutsats
I den här artikeln analyserade vi konceptet med en algoritm och dess typer, lärde oss hur man skriver grafiska scheman korrekt.
