Praktisk t alt alt i vores verden er underlagt nogle love og regler. Moderne videnskab står ikke stille, takket være hvilken menneskeheden kender en masse formler og algoritmer, hvorefter du kan beregne og genskabe mange handlinger og strukturer skabt af naturen og bringe de ideer opfundet af mennesket til live.
I denne artikel vil vi analysere de grundlæggende begreber i algoritmen.
Historien om fremkomsten af algoritmer
Algorithm - et koncept, der dukkede op i det XII århundrede. Selve ordet "algoritme" kommer fra den latinske fortolkning af navnet på den berømte mellemøstlige matematiker Muhammad al-Khwarizmi, som skrev bogen "On Indian Counting". Denne bog beskriver, hvordan man korrekt skriver naturlige tal ved hjælp af arabiske tal, og beskriver algoritmen for handlinger med en kolonne over sådanne tal.
I det 12. århundrede blev bogen "Om den indiske konto" oversat til latin, og så dukkede denne definition op.
Algorithmens interaktion med mand og maskine
SkabelseAlgoritme kræver en kreativ tilgang, så kun et levende væsen kan oprette en ny liste over sekventielle handlinger. Men for at udføre eksisterende instruktioner er det ikke nødvendigt at have en fantasi, selv sjælløs teknologi kan klare dette.
Et glimrende eksempel på nøjagtigt at følge en given instruktion er en tom mikrobølgeovn, der fortsætter med at fungere på trods af, at der ikke er mad i den.
Et emne eller et objekt, der ikke behøver at forstå essensen af algoritmen, kaldes en formel eksekvering. En person kan også blive en formel bobestyrer, men i tilfælde af at den ene eller anden handling er urentabel, kan en tænkende bobestyrer gøre alt på sin egen måde. Derfor er de vigtigste kunstnere computere, mikrobølgeovne, telefoner og andet udstyr. Konceptet med en algoritme i datalogi er af allerstørste betydning. Hver algoritme er kompileret med forventningen til et specifikt emne under hensyntagen til de tilladte handlinger. De objekter, som subjektet kan anvende instruktioner til, udgør eksekverens miljø.
Praktisk t alt alt i vores verden er underlagt nogle love og regler. Moderne videnskab står ikke stille, takket være hvilken menneskeheden kender en masse formler og algoritmer, hvorefter du kan beregne og genskabe mange handlinger og kreationer af naturen og bringe de ideer opfundet af mennesket til live. I denne artikel vil vi analysere de grundlæggende begreber i algoritmen.
Hvad er en algoritme?
De fleste af de aktiviteter, vi udfører i løbet af vores liv, kræver overholdelse af en række regler. Fra hvor meget en person har en korrekt idé omhvad, hvordan og i hvilken rækkefølge, han skal gøre, afhænger af kvaliteten og resultatet af de opgaver, han får tildelt. Siden barndommen har forældre forsøgt at udvikle en algoritme i deres barn til de vigtigste handlinger, for eksempel: vågne op, rede sengen, vask og børste tænder, lav øvelser, spiser morgenmad osv., listen som en person laver hele sit liv om morgenen kan også betragtes som en slags algoritme.
En algoritme er et begreb, der refererer til et sæt instruktioner, som en person skal følge for at løse et bestemt problem.
Generelt har algoritmen mange definitioner, flere videnskabsmænd karakteriserer den forskelligt.
Hvis den algoritme, som en person bruger hver dag, er forskellig for alle og kan ændre sig afhængigt af alder og situationer, som udøveren befinder sig i, er det sæt af handlinger, der skal udføres for at løse et matematisk problem eller at bruge teknologi er det samme for alle og forbliver altid det samme.
Der er et andet koncept for en algoritme, typerne af algoritmer er også forskellige - for eksempel for en person, der forfølger et mål, og for teknologi.
I vores tidsalder med informationsteknologi følger folk dagligt et sæt instruktioner, der er skabt foran dem af andre mennesker, fordi teknologien kræver præcis udførelse af en række handlinger, når den bruges. Derfor er hovedopgaven for lærere i skolerne at lære børn at bruge algoritmer, hurtigt forstå og ændre eksisterende regler i overensstemmelse med den aktuelle situation. Algoritmens struktur er en af dissebegreber, som studeres i lektionen matematik og datalogi på alle skoler.
Algorithmens grundlæggende egenskaber
1. Diskrethed (sekvens af individuelle handlinger) - enhver algoritme skal repræsenteres som en række simple handlinger, som hver skal begynde efter fuldførelsen af den forrige.
2. Sikkerhed - hver handling af algoritmen skal være så enkel og klar, at den udøvende ikke har nogen spørgsmål og ikke har handlefrihed.
3. Effektivitet - beskrivelsen af algoritmen skal være klar og fuldstændig, så opgaven når sin logiske afslutning efter udførelse af alle instruktioner.
4. Massekarakter - algoritmen skal kunne anvendes på en hel klasse af problemer, som kun kan løses ved at ændre tallene i algoritmen. Selvom der er en opfattelse af, at det sidste punkt ikke gælder for algoritmer, men for alle matematiske metoder generelt.
For at give børn en bedre forståelse af algoritmerne bruger lærere ofte i skoler eksemplet med at lave mad fra en kogebog, lave medicin efter recept eller lave en sæbefremstillingsproces baseret på en mesterklasse. Men under hensyntagen til den anden egenskab ved algoritmen, som siger, at hvert element i algoritmen skal være så klart, at det kan udføres af absolut enhver person og endda en maskine, kan vi konkludere, at enhver proces, der kræver mindst en eller anden form af fantasi kan algoritmen ikke navngives. Og madlavning og håndarbejde kræver visse færdigheder og en veludviklet fantasi.
Der er forskellige typer algoritmer,men der er tre vigtigste.
cyklisk algoritme
I denne type gentages nogle elementer flere gange. Listen over handlinger, der skal gentages for at nå målet, kaldes algoritmens krop.
Iteration af en løkke er udførelsen af alle de elementer, der er inkluderet i løkkens krop. Dele af løkken, der konstant udføres et vist antal gange, kaldes en løkke med et fast nummer af gentagelser.
De dele af cyklussen, hvis frekvens afhænger af en række forhold, kaldes ubestemte.
Den enkleste form for cyklus er løst.
Der er to slags cykliske algoritmer:
- Sløjfe med forudsætning. I dette tilfælde kontrollerer løkkens krop dens tilstand, før den udføres.
- En løkke med en postcondition. I en løkke med en postbetingelse kontrolleres betingelsen efter slutningen af løkken.
Lineære typer algoritmer
Instruktioner for sådanne kredsløb udføres én gang i den rækkefølge, de præsenteres i. For eksempel kan processen med at lave en seng eller børste tænder betragtes som en lineær algoritme. Denne type omfatter også matematiske eksempler, hvor der kun er additions- og subtraktionsoperationer.
Forgreningsalgoritme
Der er flere muligheder i en forgreningstype, hvilken der vil blive anvendt afhænger af tilstanden.
Eksempel. Spørgsmål: "Regner det?" Svarmuligheder: "Ja" eller "Nej". Hvis en"ja" - åbn paraplyen, hvis "nej" - læg paraplyen i posen.
Hjælpealgoritme
Hjælpealgoritme kan bruges i andre algoritmer ved kun at angive dens navn.
Term fundet i algoritmer
Betingelsen er mellem ordene "hvis" og "så".
For eksempel: hvis du kan engelsk, så tryk på en. I denne sætning vil den del af sætningen "du kender engelsk" være betingelsen.
Data er information, der bærer en vis semantisk belastning og præsenteres på en sådan måde, at de kan transmitteres og bruges til denne algoritme.
Algoritmisk proces - løsning af et problem i henhold til en algoritme ved hjælp af bestemte data.
Algorithmens struktur
Algorithmen kan have en anden struktur. For at beskrive en algoritme, hvis koncept også afhænger af dens struktur, kan du bruge en række forskellige måder, for eksempel: verbal, grafisk, ved hjælp af et specielt udviklet algoritmisk sprog.
Hvilken metode der vil blive brugt afhænger af flere faktorer: opgavens kompleksitet, hvor detaljeret processen med at løse problemet skal være osv.
Grafisk version af algoritmen
Grafisk algoritme - et koncept, der indebærer nedbrydning af handlinger, der skal udføres for at løse et specifikt problem, i henhold til visse geometriske former.
Grafiske diagrammer vises ikke tilfældigt. For at de skal kunnefor at forstå enhver person bruges flowcharts og Nassi-Schneiderman-struktogrammer oftest.
Også er blokdiagrammer tegnet i overensstemmelse med GOST-19701-90 og GOST-19.003-80. Grafiske figurer, der bruges i algoritmen, er opdelt i:
- Grundlæggende. Hovedbillederne bruges til at angive de operationer, der er nødvendige for at behandle data, når et problem løses.
- Auxiliary. Hjælpebilleder er nødvendige for at angive individuelle, ikke de vigtigste, elementer i løsningen af problemet.
I en grafisk algoritme kaldes de geometriske former, der bruges til at repræsentere data, blokke.
Alle blokke går i rækkefølgen "fra top til bund" og "venstre mod højre" - dette er den korrekte strømningsretning. Med den korrekte rækkefølge viser linjerne, der forbinder blokkene med hinanden, ikke retningen. I andre tilfælde er linjernes retning angivet med pile.
Et korrekt algoritmeskema bør ikke have mere end én udgang fra behandlingsblokke og mindre end to udgange fra blokke, der er ansvarlige for logiske operationer og tilstandskontrol.
Hvordan opbygger man en algoritme korrekt?
Algorithmens struktur, som nævnt ovenfor, skal bygges i henhold til GOST, ellers vil den ikke være forståelig og tilgængelig for andre.
Den generelle optagelsesmetode omfatter følgende elementer:
Det navn, som det vil være klart, hvilket problem der kan løses ved hjælp af denne ordning.
Hver algoritme skal have en tydeligt markeret start og slut.
Algorithmsalle data, både input og output, skal være klart og tydeligt beskrevet.
Når man kompilerer en algoritme, bør man være opmærksom på de handlinger, der gør det muligt at udføre de handlinger, der er nødvendige for at løse problemet på de valgte data. Omtrentlig visning af algoritmen:
- Kemanavn.
- Data.
- Start.
- Teams.
- End.
Korrekt konstruktion af kredsløbet vil i høj grad lette beregningen af algoritmer.
Geometriske former, der er ansvarlige for forskellige handlinger i algoritmen
Horizontal oval - begyndelse og slutning (sluttegn).
Horizontal rektangel - beregning eller andre handlinger (procestegn).
Horizontal parallelogram - input eller output (datategn).
Horizontal rhombus - tilstandskontrol (beslutningstegn).
Aflang, vandret sekskant - modifikation (tegn på forberedelse).
Algorithme-modeller er vist nedenfor.
Formel-verbal version af algoritmekonstruktionen.
Formel-verbale algoritmer er skrevet i en vilkårlig form, på fagsproget i det område, som opgaven hører til. Beskrivelse af handlinger på denne måde udføres ved hjælp af ord og formler.
Begrebet en algoritme i datalogi
På computerområdet er alt baseret på algoritmer. Uden klare instruktioner indtastet i form af en speciel kode, vil ingen teknik virke ellerprogram. Ved undervisning i datalogi forsøger eleverne at give de grundlæggende begreber om algoritmer, lære dem at bruge dem og skabe dem på egen hånd.
Oprettelse og brug af algoritmer i datalogi er en mere kreativ proces end for eksempel at følge instruktioner til løsning af et problem i matematik.
Der er også et særligt program "Algorithm", der hjælper folk, der er uvidende inden for programmering, med at lave deres egne programmer. Sådan en ressource kan blive en uundværlig assistent for dem, der tager deres første skridt inden for datalogi og ønsker at skabe deres egne spil eller andre programmer.
På den anden side er ethvert program en algoritme. Men hvis algoritmen kun bærer de handlinger, der skal udføres ved at indsætte dens data, så bærer programmet allerede de færdige data. En anden forskel er, at programmet kan være patenteret og privat ejendom, men det er algoritmen ikke. En algoritme er et bredere begreb end et program.
Konklusion
I denne artikel analyserede vi konceptet for en algoritme og dens typer, og lærte, hvordan man skriver grafiske skemaer korrekt.
