Világunkban gyakorlatilag mindenre vonatkoznak bizonyos törvények és szabályok. A modern tudomány nem áll meg, ennek köszönhetően az emberiség rengeteg képletet és algoritmust ismer, melyeket követve számtalan természet által létrehozott cselekvést és struktúrát ki lehet számítani és újraalkotni, életre kelteni az ember által kitalált ötleteket.
Ebben a cikkben az algoritmus alapfogalmait elemezzük.
Az algoritmusok megjelenésének története
Algoritmus - egy fogalom, amely a XII. században jelent meg. Maga az "algoritmus" szó a híres közel-keleti matematikus, Muhammad al-Khwarizmi nevének latin értelmezéséből származik, aki az "Indiai számolásról" című könyvet írta. Ez a könyv leírja, hogyan kell helyesen írni a természetes számokat arab számokkal, és leírja az olyan műveletek algoritmusát, amikor az ilyen számok fölött oszlop van.
A 12. században lefordították latinra az "Az indiai beszámolóról" című könyvet, majd megjelent ez a meghatározás.
Az algoritmus kölcsönhatása emberrel és géppel
LétrehozásAz algoritmus kreatív megközelítést igényel, így csak egy élőlény hozhat létre új listát a szekvenciális műveletekről. De a meglévő utasítások végrehajtásához nem szükséges fantázia, ezt még a lélektelen technológia is képes kezelni.
Az adott utasítás pontos követésének kiváló példája egy üres mikrohullámú sütő, amely annak ellenére működik, hogy nincs benne étel.
Azt az alanyt vagy objektumot, amelynek nem kell megértenie az algoritmus lényegét, formális végrehajtónak nevezzük. Az ember formális végrehajtóvá is válhat, de abban az esetben, ha egyik vagy másik cselekvés veszteséges, a gondolkodó végrehajtó mindent megtehet a maga módján. Ezért a fő fellépők a számítógépek, mikrohullámú sütők, telefonok és egyéb berendezések. Az algoritmus fogalma a számítástechnikában rendkívül fontos. Minden algoritmus egy adott alany elvárásai alapján kerül összeállításra, figyelembe véve a megengedett műveleteket. Azok az objektumok, amelyekre az alany utasításokat alkalmazhat, a végrehajtó környezetét alkotják.
Világunkban gyakorlatilag mindenre vonatkoznak bizonyos törvények és szabályok. A modern tudomány nem áll meg, ennek köszönhetően az emberiség rengeteg képletet és algoritmust ismer, melyeket követve számtalan természeti cselekvést és alkotást kiszámolhat és újraalkothat, és életre keltheti az ember által kitalált ötleteket. Ebben a cikkben az algoritmus alapfogalmait elemezzük.
Mi az algoritmus?
Az életünk során végzett tevékenységeink többsége számos szabály betartását igényli. Abból, hogy az embernek mennyiről van helyes elképzeléseaz, hogy mit, hogyan és milyen sorrendben tegyen, a rábízott feladatok minőségétől és eredményétől függ. A szülők gyermekkoruk óta próbálnak kidolgozni a gyermekükben egy algoritmust a főbb műveletekhez, például: ébredj, fedd le az ágyat, moss és moss fogat, végezz gyakorlatokat, reggelizz stb., az ember által végzett tevékenységek listája. egész élete reggel egyfajta algoritmusnak is tekinthető.
Az algoritmus egy olyan fogalom, amely olyan utasításokra utal, amelyeket egy személynek követnie kell egy bizonyos probléma megoldásához.
Általában az algoritmusnak sok definíciója van, több tudós eltérően jellemzi.
Ha egy személy által nap mint nap használt algoritmus mindenkinél más, és változhat attól függően, hogy az előadó milyen életkorban és milyen helyzetekben találja magát, akkor a matematikai probléma megoldásához szükséges műveletek halmaza vagy a technológia használata mindenki számára ugyanaz, és mindig ugyanaz marad.
Az algoritmusnak más fogalma van, az algoritmusok típusai is különböznek – például egy célt követõ személy és a technológia esetében.
Az információs technológia korszakában az emberek naponta követik a mások által előttük létrehozott utasításokat, mivel a technológia használatkor egy sor művelet pontos végrehajtását követeli meg. Ezért a tanárok fő feladata az iskolákban, hogy megtanítsa a gyerekeket az algoritmusok használatára, a meglévő szabályok gyors megértésére és megváltoztatására a jelenlegi helyzetnek megfelelően. Az algoritmus felépítése az egyik ilyenfogalmak, amelyet minden iskola matematika és számítástechnika órán tanulnak.
Az algoritmus alapvető tulajdonságai
1. Diszkrétség (egyéni műveletek sorrendje) - minden algoritmust egyszerű műveletek sorozataként kell ábrázolni, amelyek mindegyikének az előző befejezése után kell kezdődnie.
2. Bizonyosság – az algoritmus minden egyes műveletének olyan egyszerűnek és világosnak kell lennie, hogy az előadónak ne legyen kérdése, és ne legyen cselekvési szabadsága.
3. Hatékonyság - az algoritmus leírásának világosnak és teljesnek kell lennie, hogy az összes utasítás végrehajtása után a feladat elérje a logikai végét.
4. Tömegkarakter - az algoritmusnak egy egész problémaosztályra kell alkalmazhatónak lennie, amelyeket csak az algoritmusban szereplő számok megváltoztatásával lehet megoldani. Bár van olyan vélemény, hogy az utolsó pont nem az algoritmusokra vonatkozik, hanem általában az összes matematikai módszerre.
Gyakran az iskolákban, hogy a gyerekek jobban megértsék az algoritmusokat, a tanárok a szakácskönyvből való főzés, a receptre felírt gyógyszerkészítés vagy a mesterkurzuson alapuló szappanfőzési eljárás példáját használják fel. Figyelembe véve azonban az algoritmus második tulajdonságát, amely szerint az algoritmus minden elemének olyan egyértelműnek kell lennie, hogy azt abszolút bármely személy, sőt egy gép is végrehajthassa, arra a következtetésre juthatunk, hogy minden olyan folyamat, amelyhez legalább valamilyen a képzelet, az algoritmus nem nevezhető. A főzés és a kézimunka pedig bizonyos készségeket és jól fejlett képzelőerőt igényel.
Különböző típusú algoritmusok léteznek,de van három fő.
Ciklikus algoritmus
Ebben a típusban egyes tételek többször ismétlődnek. A cél eléréséhez megismételendő műveletek listáját az algoritmus törzsének nevezzük.
A ciklus iterációja a ciklus törzsében lévő összes elem végrehajtása. A ciklus azon részeit, amelyek folyamatosan, bizonyos számú alkalommal végrehajtódnak, fix számú huroknak nevezzük. iterációk száma.
A ciklus azon részeit, amelyek gyakorisága számos feltételtől függ, határozatlannak nevezzük.
A ciklus legegyszerűbb fajtája rögzített.
Kétféle ciklikus algoritmus létezik:
- Hurok előfeltétellel. Ebben az esetben a ciklus törzse a végrehajtás előtt ellenőrzi állapotát.
- A hurok utófeltétellel. Utófeltételes ciklusban a feltétel a ciklus vége után kerül ellenőrzésre.
Lineáris típusú algoritmusok
Az ilyen áramkörök utasításai egyszer végrehajtásra kerülnek a megjelenítésük sorrendjében. Például az ágykészítés vagy a fogmosás folyamata lineáris algoritmusnak tekinthető. Ez a típus magában foglalja a matematikai példákat is, ahol csak összeadási és kivonási műveletek vannak.
Elágazó algoritmus
Egy elágazási típusban több lehetőség is létezik, amelyek közül melyiket alkalmazza a feltételtől függően.
Példa. Kérdés: "Esik az eső?" Válaszlehetőségek: "Igen" vagy "Nem". Ha egy"igen" - nyissa ki az esernyőt, ha "nem" - tegye az esernyőt a táskába.
Segédalgoritmus
A segédalgoritmus csak a nevének megadásával használható más algoritmusokban.
Kifejezések találhatók az algoritmusokban
A feltétel a "ha" és az "akkor" szavak között található.
Például: ha tudsz angolul, nyomj egyet. Ebben a mondatban a „tudsz angolul” kifejezés része lesz a feltétel.
Az adatok olyan információk, amelyek bizonyos szemantikai terhelést hordoznak, és oly módon jelennek meg, hogy továbbíthatók és felhasználhatók ehhez az algoritmushoz.
Algoritmikus folyamat - probléma megoldása egy algoritmus szerint bizonyos adatok felhasználásával.
Az algoritmus felépítése
Az algoritmus szerkezete eltérő lehet. Egy algoritmus leírásához, amelynek fogalma a szerkezetétől is függ, számos különböző módot használhat, például: verbális, grafikus, speciálisan kifejlesztett algoritmikus nyelv használatával.
Az, hogy melyik módszert alkalmazzuk, több tényezőtől függ: a feladat összetettségétől, a problémamegoldás folyamatának részletességétől stb.
Az algoritmus grafikus változata
Grafikus algoritmus – olyan fogalom, amely magában foglalja az adott probléma megoldásához végrehajtandó műveletek bizonyos geometriai alakzatok szerinti lebontását.
A grafikus diagramok nem véletlenszerűen jelennek meg. Azért, hogy képesek legyenekbármely személy megértéséhez a folyamatábrákat és a Nassi-Schneiderman strukturogramokat leggyakrabban használják.
A blokkdiagramok a GOST-19701-90 és GOST-19.003-80 szerint készülnek. Az algoritmusban használt grafikus ábrák a következőkre oszlanak:
- Alap. A fő képek az adatok feldolgozásához szükséges műveletek jelzésére szolgálnak a probléma megoldása során.
- Kiegészítő. A segédképekre azért van szükség, hogy jelezzék a probléma megoldásának egyes, nem pedig a legfontosabb elemeit.
Egy grafikus algoritmusban az adatok ábrázolására használt geometriai alakzatokat blokknak nevezzük.
Minden blokk egymás után halad „felülről lefelé” és „balról jobbra” – ez a helyes áramlási irány. A helyes sorrend mellett a blokkokat egymással összekötő vonalak nem mutatják az irányt. Más esetekben a vonalak irányát nyilak jelzik.
Egy helyes algoritmussémának nem szabad egynél több kilépése a feldolgozó blokkokból, és kettőnél kevesebb kilépése a logikai műveletekért és állapotellenőrzésért felelős blokkokból.
Hogyan építsünk fel helyesen egy algoritmust?
Az algoritmus felépítését, ahogy fentebb említettük, a GOST szerint kell felépíteni, különben nem lesz érthető és nem hozzáférhető mások számára.
Az általános felvételi módszer a következő elemeket tartalmazza:
A név, amely alapján egyértelművé válik, hogy milyen probléma oldható meg ezzel a sémával.
Minden algoritmusnak egyértelműen meg kell jelölnie a kezdetét és a végét.
Algoritmusokminden adatot, mind a bemeneti, mind a kimeneti adatot egyértelműen és egyértelműen le kell írni.
Algoritmus összeállításánál figyelni kell arra, hogy a kiválasztott adatokon milyen műveletek hajthatók végre, amelyek a probléma megoldásához szükségesek. Az algoritmus hozzávetőleges képe:
- Kémia neve.
- Adatok.
- Kezdés.
- Csapatok.
- Vége.
Az áramkör megfelelő felépítése nagyban megkönnyíti az algoritmusok kiszámítását.
Az algoritmus különböző műveleteiért felelős geometriai alakzatok
Vízszintes ovális – eleje és vége (végjel).
Vízszintes téglalap – számítás vagy egyéb műveletek (folyamatjel).
Vízszintes paralelogramma - bemenet vagy kimenet (adatjel).
Vízszintes rombusz - állapotellenőrzés (döntési jel).
Hosszú, vízszintes hatszög - módosítás (előkészítés jele).
Algoritmus modellek láthatók az alábbiakban.
Az algoritmus felépítésének formula-verbális változata.
A képlet-verbális algoritmusok tetszőleges formában, annak a területnek a szaknyelvén íródnak, amelyhez a feladat tartozik. A műveletek ilyen módon történő leírása szavak és képletek használatával történik.
Az algoritmus fogalma a számítástechnikában
Számítógépes területen minden algoritmusokon alapul. Speciális kód formájában megadott egyértelmű utasítások nélkül semmilyen technika nem fog működni, illprogram. Az informatika órákon a tanulók megpróbálják megadni az algoritmusok alapfogalmait, megtanítani a használatukra és önállóan elkészíteni őket.
A számítástechnikában az algoritmusok létrehozása és használata kreatívabb folyamat, mint például a matematikai problémamegoldó utasítások követése.
Létezik egy speciális "Algoritmus" program is, amely segít a programozásban tudatlan embereknek saját program létrehozásában. Egy ilyen erőforrás nélkülözhetetlen asszisztenssé válhat azok számára, akik megteszik első lépéseiket a számítástechnikában, és saját játékokat vagy bármilyen más programot szeretnének létrehozni.
Másrészt minden program egy algoritmus. De ha az algoritmus csak azokat a műveleteket viszi át, amelyeket az adatai beszúrásával kell végrehajtani, akkor a program már a kész adatokat viszi. További különbség, hogy a program szabadalmaztatott és magántulajdon, de az algoritmus nem. Az algoritmus tágabb fogalom, mint egy program.
Következtetés
Ebben a cikkben elemeztük az algoritmus fogalmát és típusait, megtanultuk, hogyan kell helyesen írni a grafikus sémákat.
