Praktično sve u našem svijetu podliježe nekim zakonima i pravilima. Moderna znanost ne miruje, zahvaljujući kojoj čovječanstvo poznaje mnoštvo formula i algoritama, slijedeći koje možete izračunati i rekreirati mnoge radnje i strukture koje je stvorila priroda, te oživjeti ideje koje je izmislio čovjek.
U ovom članku analizirat ćemo osnovne koncepte algoritma.
Povijest nastanka algoritama
Algoritam - koncept koji se pojavio u XII stoljeću. Sama riječ "algoritam" dolazi od latinske interpretacije imena poznatog bliskoistočnog matematičara Muhammada al-Khwarizmija, koji je napisao knjigu "On Indian Counting". Ova knjiga opisuje kako pravilno pisati prirodne brojeve arapskim brojevima i opisuje algoritam radnji sa stupcem iznad takvih brojeva.
U 12. stoljeću knjiga "O indijanskom računu" prevedena je na latinski, a onda se pojavila ova definicija.
Interakcija algoritma s čovjekom i strojem
Stvaranjealgoritam zahtijeva kreativan pristup, tako da samo živo biće može stvoriti novi popis uzastopnih radnji. Ali za izvršenje postojećih uputa nije potrebna fantazija, čak i bezdušna tehnologija to može podnijeti.
Izvrstan primjer točnog poštivanja danih uputa je prazna mikrovalna pećnica koja nastavlja raditi unatoč nedostatku hrane u njoj.
Subjekt ili objekt koji ne mora razumjeti bit algoritma naziva se formalni izvršitelj. Osoba može postati i formalni izvršitelj, ali u slučaju da je jedna ili druga radnja neisplativa, promišljeni izvršitelj može učiniti sve na svoj način. Stoga su glavni izvođači računala, mikrovalne pećnice, telefoni i druga oprema. Koncept algoritma u informatici je od najveće važnosti. Svaki algoritam se sastavlja s očekivanjem određenog subjekta, uzimajući u obzir dopuštene radnje. Oni objekti na koje subjekt može primijeniti upute čine okruženje izvršitelja.
Praktično sve u našem svijetu podliježe nekim zakonima i pravilima. Moderna znanost ne miruje, zahvaljujući kojoj čovječanstvo poznaje mnogo formula i algoritama, slijedeći koje možete izračunati i rekreirati mnoge akcije i kreacije prirode i oživjeti ideje koje je izumio čovjek. U ovom članku analizirat ćemo osnovne koncepte algoritma.
Što je algoritam?
Većina aktivnosti koje obavljamo tijekom života zahtijevaju poštivanje brojnih pravila. Od toga koliko osoba ima ispravnu ideju o tomešto, kako i kojim redoslijedom treba raditi, ovisi o kvaliteti i rezultatu zadataka koji su mu dodijeljeni. Od djetinjstva roditelji pokušavaju razviti u svom djetetu algoritam za glavne radnje, na primjer: probuditi se, pospremiti krevet, oprati i oprati zube, raditi vježbe, doručkovati itd., popis koji osoba radi cijeli se njegov život ujutro također može smatrati svojevrsnim algoritmom.
Algoritam je koncept koji se odnosi na skup uputa koje osoba treba slijediti kako bi riješila određeni problem.
Općenito, algoritam ima mnogo definicija, nekoliko znanstvenika ga različito karakterizira.
Ako je algoritam koji osoba koristi svaki dan različit za svakoga, a može se mijenjati ovisno o dobi i situacijama u kojima se izvođač nalazi, tada je skup radnji koje je potrebno izvesti kako bi se riješio matematički problem ili korištenje tehnologije je isto za sve i uvijek ostaje isto.
Postoji drugačiji koncept algoritma, razlikuju se i vrste algoritama - na primjer, za osobu koja teži nekom cilju, i za tehnologiju.
U našem dobu informacijske tehnologije, ljudi svakodnevno slijede skup uputa koje su prije njih kreirali drugi ljudi, jer tehnologija zahtijeva precizno izvršenje niza radnji kada se koristi. Stoga je glavna zadaća učitelja u školama naučiti djecu koristiti algoritme, brzo shvatiti i promijeniti postojeća pravila u skladu s trenutnom situacijom. Struktura algoritma je jedna od njihpojmovi, koji se izučavaju na satu matematike i informatike u svakoj školi.
Osnovna svojstva algoritma
1. Diskretnost (slijed pojedinačnih radnji) - svaki algoritam treba biti predstavljen kao niz jednostavnih radnji, od kojih svaka treba započeti nakon završetka prethodne.
2. Sigurnost - svaka radnja algoritma treba biti tako jednostavna i jasna da izvođač nema pitanja i nema slobodu djelovanja.
3. Učinkovitost - opis algoritma treba biti jasan i potpun, tako da nakon izvršenja svih instrukcija zadatak dođe do svog logičnog kraja.
4. Masovni karakter – algoritam bi trebao biti primjenjiv na cijelu klasu problema, koji se mogu riješiti samo promjenom brojeva u algoritmu. Iako postoji mišljenje da se zadnja točka ne odnosi na algoritme, već na sve matematičke metode općenito.
Često u školama, kako bi djeca bolje razumjela algoritme, učitelji koriste primjer kuhanja iz kuharice, pravljenja lijeka na recept ili pravljenja sapuna na temelju majstorske nastave. Međutim, uzimajući u obzir drugo svojstvo algoritma, koje kaže da svaka stavka algoritma mora biti toliko jasna da je može izvesti apsolutno svaka osoba, pa čak i stroj, možemo zaključiti da svaki proces koji zahtijeva barem neku vrstu mašte, algoritam se ne može imenovati. A kuhanje i ručni rad zahtijevaju određene vještine i dobro razvijenu maštu.
Postoje različite vrste algoritama,ali postoje tri glavna.
ciklički algoritam
U ovoj vrsti, neke stavke se ponavljaju nekoliko puta. Popis radnji koje se moraju ponoviti da bi se postigao cilj naziva se tijelo algoritma.
Iteracija petlje je izvođenje svih stavki uključenih u tijelo petlje. Dijelovi petlje koji se stalno izvode određeni broj puta nazivaju se petlja s fiksnim brojem iteracija.
Oni dijelovi ciklusa, čija učestalost ovisi o nizu uvjeta, nazivaju se neodređenim.
Najjednostavnija vrsta ciklusa je fiksna.
Postoje dvije vrste cikličkih algoritama:
- Petlja s preduvjetom. U ovom slučaju, tijelo petlje provjerava svoje stanje prije nego što se izvrši.
- Petlja s postuvjetom. U petlji s postuvjetom, uvjet se provjerava nakon završetka petlje.
Linearne vrste algoritama
Upute takvih sklopova izvode se jednom redoslijedom kojim su predstavljene. Na primjer, proces izrade kreveta ili pranja zuba može se smatrati linearnim algoritmom. Ova vrsta također uključuje matematičke primjere, gdje postoje samo operacije zbrajanja i oduzimanja.
Algoritam grananja
Postoji nekoliko opcija u vrsti grananja, a koja će se primijeniti ovisi o uvjetu.
Primjer. Pitanje: "Pada li kiša?" Opcije odgovora: "Da" ili "Ne". Ako je a"da" - otvori kišobran, ako "ne" - stavi kišobran u torbu.
Pomoćni algoritam
Pomoćni algoritam se može koristiti u drugim algoritmima navodeći samo njegov naziv.
Uvjeti pronađeni u algoritmima
Uvjet je između riječi "ako" i "onda".
Na primjer: ako znate engleski, pritisnite jedan. U ovoj rečenici, dio izraza "znaš engleski" bit će uvjet.
Podaci su informacije koje nose određeno semantičko opterećenje i predstavljene su na način da se mogu prenijeti i koristiti za ovaj algoritam.
Algoritamski proces - rješavanje problema prema algoritmu korištenjem određenih podataka.
Struktura algoritma
Algoritam može imati drugačiju strukturu. Kako biste opisali algoritam, čiji koncept također ovisi o njegovoj strukturi, možete koristiti više različitih načina, na primjer: verbalni, grafički, koristeći posebno razvijen algoritamski jezik.
Koja metoda će se koristiti ovisi o nekoliko čimbenika: složenosti zadatka, koliko detaljan proces rješavanja problema treba biti, itd.
Grafička verzija algoritma
Grafički algoritam - koncept koji podrazumijeva dekompoziciju radnji koje je potrebno izvesti da bi se riješio određeni problem, prema određenim geometrijskim oblicima.
Grafički dijagrami se ne prikazuju nasumično. Kako bi mogliza razumijevanje bilo koje osobe najčešće se koriste dijagrami toka i Nassi-Schneidermanovi strukturogrami.
Također, blok dijagrami su nacrtani u skladu s GOST-19701-90 i GOST-19.003-80. Grafičke figure korištene u algoritmu podijeljene su na:
- Osnovni. Glavne slike se koriste za označavanje operacija koje su potrebne za obradu podataka prilikom rješavanja problema.
- Pomoćni. Pomoćne slike su potrebne za označavanje pojedinačnih, a ne najvažnijih, elemenata rješavanja problema.
U grafičkom algoritmu, geometrijski oblici koji se koriste za predstavljanje podataka nazivaju se blokovi.
Svi blokovi idu u nizu "od vrha do dna" i "slijeva na desno" - ovo je ispravan smjer toka. S ispravnim slijedom, linije koje međusobno povezuju blokove ne pokazuju smjer. U drugim slučajevima, smjer linija je označen strelicama.
Ispravna algoritamska shema ne bi trebala imati više od jednog izlaza iz blokova obrade i manje od dva izlaza iz blokova odgovornih za logičke operacije i provjeru stanja.
Kako pravilno izgraditi algoritam?
Struktura algoritma, kao što je gore spomenuto, mora biti izgrađena prema GOST-u, inače neće biti razumljiva i dostupna drugima.
Opća metodologija snimanja uključuje sljedeće stavke:
Naziv po kojem će biti jasno koji se problem može riješiti pomoću ove sheme.
Svaki algoritam mora imati jasno označen početak i kraj.
Algoritmisvi podaci, i ulazni i izlazni, moraju biti jasno i jasno opisani.
Prilikom sastavljanja algoritma treba zabilježiti radnje koje će omogućiti izvođenje radnji potrebnih za rješavanje problema na odabranim podacima. Približan prikaz algoritma:
- Chema ime.
- Podaci.
- Početak.
- timovi.
- Kraj.
Pravilna konstrukcija kruga uvelike će olakšati izračun algoritama.
Geometrijski oblici odgovorni za različite radnje u algoritmu
Horizontalni oval - početak i kraj (znak kraja).
Horizontalni pravokutnik - izračun ili druge radnje (znak procesa).
Horizontalni paralelogram - ulaz ili izlaz (znak podataka).
Horizontalni romb - provjera stanja (znak odluke).
Izduženi, horizontalni šesterokut - modifikacija (znak pripreme).
Modeli algoritama prikazani su ispod.
Formula-verbalna verzija konstrukcije algoritma.
Formula-verbalni algoritmi su napisani u proizvoljnom obliku, na stručnom jeziku područja kojem zadatak pripada. Opis radnji na ovaj način provodi se pomoću riječi i formula.
Koncept algoritma u informatici
U polju računala sve se temelji na algoritmima. Bez jasnih uputa upisanih u obliku posebnog koda, niti jedna tehnika neće raditi iliprogram. Na satovima informatike učenici pokušavaju dati osnovne pojmove algoritama, naučiti ih koristiti ih i sami ih kreirati.
Stvaranje i korištenje algoritama u informatici kreativniji je proces od, na primjer, slijedeći upute za rješavanje problema iz matematike.
Postoji i poseban program "Algoritam" koji pomaže ljudima koji su neupućeni u programiranje da kreiraju vlastite programe. Takav resurs može postati nezamjenjiv pomoćnik za one koji poduzimaju prve korake u informatici i žele kreirati vlastite igre ili bilo koje druge programe.
S druge strane, svaki program je algoritam. Ali ako algoritam nosi samo radnje koje je potrebno izvesti umetanjem svojih podataka, tada program već nosi gotove podatke. Druga razlika je u tome što program može biti patentiran i u privatnom vlasništvu, ali algoritam nije. Algoritam je širi koncept od programa.
Zaključak
U ovom članku analizirali smo koncept algoritma i njegove vrste, naučili kako pravilno napisati grafičke sheme.
