Алгоритъм в основите на информатиката и алгоритмизацията

Един алгоритъм е предписание на определен действия на изпълнителя, за да се постигне желаната цел в няколко стъпки.

Какво е алгоритъм в компютърните науки? Това е неговата основна концепция. Името идва от писането на латински на името на известния арабски математик ал-Хорезми. В една от книгите си той формулира правилата за писане на цифри Арабски цифри и операции на номерата, изпълнявани от колоната. Впоследствие този термин започна да се счита за точната задача на последователността от действия, която дава желания резултат въз основа на обработката на изходните данни.

Алгоритмите обикновено се използват за ръчно или автоматично изпълнение. Разработването им, от най-простите до най-сложните, е творчески процес. Тази работа може да бъде извършена само от човешки същества.

Изясняваме разбирането на дефиницията на "алгоритъм в компютърните науки". Не е толкова лесно. За тази цел са формулирани общи свойства на алгоритъма. Компютърните науки им позволяват да различават алгоритми от други инструкции.

Този набор от инструкции има свойства:

• дискретност;
• ефективност;
• масов характер;
• сигурност.

Разгледайте ги отделно.

дискретност

Променливостта на набора от инструкции (нейната дискретност) се състои в това, че тя организира решението на проблема под формата на последователни стъпки. Всяка нова стъпка се извършва само след завършване на предишната стъпка.

сигурност

Неговите правила трябва да бъдат ясни и недвусмислени, без да позволяват произволно тълкуване. Това позволява на алгоритъма в компютърните науки да работи механично, без да изисква допълнителни данни за решаването на проблема.

Ефективност (крайник)

Задачата трябва да бъде решена в ограничен брой етапи.

Масов характер

В някаква обща форма се създава набор от команди, които решават проблем. Тя трябва да бъде проектирана не за една задача, а за цял клас проблеми, които се различават само в първоначалните данни, намиращи се в диапазон, наречен обхват на приложимост.

Това са всички свойства на алгоритъма. Информатиката учи на практика прилагането на тези свойства.

Недостатъци на определението

Но някои имоти са малко. Ако се основава само на изброените свойства, за да се прецени какъв е алгоритъмът в компютърните науки, тогава неговото разбиране ще бъде ясно непълно и недостатъчно точно.

От една страна, този набор от инструкции не трябва непременно да решава някакъв проблем. От друга страна, свойството на "масовия характер" не е толкова алгоритъм, колкото всички математически методи. Практическите проблеми, решени чрез математически методи, се основават на избора на някои съществени характеристики, които характеризират определен набор от явления. Тогава най-важните характеристики формират основата на математическия модел, докато незначителните се отхвърлят.

Примери за домакинствата

Когато се премине темата за информатиката “алгоритми”, обяснявайки смисъла на тази концепция, често като домашни алгоритми се използват като примери:

• кипяща вода;
• отваряне на вратите на апартамента;
• пресичане на улицата.

Донякъде по-сложни комплекти за домашно обучение са рецепти за готвене или процедура за приготвяне на лекарства. Но в пълния смисъл на алгоритмите те не могат да бъдат извикани. В края на краищата, за създаването на медицина и готвене са необходими знания, а алгоритъмът осигурява безсмислено, поетапно изпълнение на определени предписания.

Редът на аритметичните операции или конструирането на геометрични форми може да се припише и на тази категория компютърни науки.

вид

Видовете алгоритми се различават от вида на дейността, целите и начините за решаването им.

Те са:

• Механични. Такива набори от команди са предварително дефинирани (например работа на двигателя). Те се изпълняват в една последователност.

• Гъвкава (стохастична или евристична). Първите определят няколко начина за решаване на проблема, а вторите решават проблеми въз основа на аналогии и асоциации.

• Линейно. Командите в този случай се изпълняват една след друга.

• Разклоняване. При условията, въз основа на които се извършва проверка на един от няколко възможни клона

• Циклично. Използване на многократни повторения на множество операции. Обикновено тези набори от команди се използват при търсене на опции.

Един от клоновете, изучавани от компютърните науки, е процесът на създаване на алгоритъм. Един от предварителните етапи на алгоритмичните задачи е създаването на структурно представяне на набор от команди, който след това се използва на всички етапи от по-нататъшната работа.

Блок-схемата на алгоритъма - запис на стъпките му под формата на блокове, комбинирани помежду си със стрелки. Един блок е набор от инструкции с една стъпка.

Подобна презентация е много популярна, тъй като е много ясна и благодарение на това програмите за писане и отстраняване на грешки се правят много по-лесни. Освен това е удобно да се обясни как функционира готовият алгоритъм.

Изисквания за алгоритъм

Формулирани като правила.

Първото правило е, че то работи с обекти, наречени данни. Тя започва с обработката на входните данни, а резултатът е изхода на изходните данни.

Вторият - за производителността се нуждае от памет, където се намират данните. Паметта се състои от именувани клетки, наречени променливи.

Третата е дискретност. Тя се състои от екипи, чийто брой разбира се.

Четвъртият е детерминизмът. На всеки етап се знае коя стъпка ще последва.

Петият е изпълнението. Тя трябва да бъде завършена в ограничен брой стъпки и трябва да бъде отбелязано какво трябва да бъде резултатът от неговата работа.