Algoritmi: käsite, ominaisuudet, rakenne ja tyypit

Lähes kaikki maailmassamme on jonkinlaistalait ja asetukset. Moderni tiede ei pysy paikallaan, minkä ansiosta kaavojen ja algoritmien massa tunnetaan ihmiskunnalle, minkä jälkeen voidaan laskea ja luoda monia luonnon luomaa toimintaa ja rakenteita ja toteuttaa ihmisen keksimät ajatukset.

Tässä artikkelissa käsitellään algoritmin peruskäsitteitä.

Algoritmien ulkoasun historia

Algoritmi on käsite, joka syntyi XII vuosisadalla. Aivan sana "algoritmi" on peräisin Lähi-idän kuuluisan matemaatikon, Mohammed al-Khorezmin, latinalaisesta tulkinnasta, joka kirjoitti kirjan Intian tilille. Tässä kirjassa kuvataan, kuinka luonnollisia numeroita kirjoitetaan oikein arabialaisin numeroin, ja kuvataan algoritmi tällaisten numeroiden sarakkeen toiminnalle.

XII-luvulla kirja "On the Intian tile" käännettiin latinaksi, sitten tämä määritelmä ilmestyi.

Algoritmin vuorovaikutus ihmisen ja koneen kanssa

Algoritmin luominen edellyttää luovaa lähestymistapaa,joten uusi luettelo peräkkäisistä toimista voi vain luoda elävän olennon. Mutta nykyisten ohjeiden toteuttamiseksi ei ole tarvetta mielikuvitusta, vaikka sieluttomat tekniikat selviytyisivät siihen.

Erinomainen esimerkki tietyn ohjeen täsmällisestä suorittamisesta on tyhjää mikroaaltouunia, joka toimii edelleen huolimatta ruoan puutteesta.

Aihe tai esine, jonka ei tarvitse ollakäsitellä algoritmin ydin, kutsutaan muodolliseksi esiintyjaksi. Henkilö voi myös tulla muodolliseksi esiintyjaksi, mutta kannattamattomien toimien tapauksessa ajatteleva esiintyjä voi tehdä kaiken omalla tavallaan. Siksi päätoimittajat ovat tietokoneita, mikroaaltouuneja, puhelimia ja muita laitteita. Tietojenkäsittelytieteen algoritmin käsite on ensiarvoisen tärkeä. Jokainen algoritmi kootaan tietyn aiheen laskennalla ottaen huomioon sallitut toimet. Ne kohteet, joihin asianomistaja voi soveltaa ohjeita, ovat täytäntöönpanijan ympäristö.

Lähes kaikki maailmassamme on jonkinlaistalait ja asetukset. Moderni tiede ei pysy paikoillaan, niin että suurin osa ihmiskunnasta tunnettujen kaavojen ja algoritmit, jonka jälkeen on mahdollista laskea ja uudestaan ​​joukko toimia ja luomuksia luonnon ja toteuttaa ideoita keksi mies. Tässä artikkelissa, aiomme keskustella peruskäsitteet algoritmin.

Mikä on algoritmi?

Suurin osa toimista, joita teemmeelämänsä aikana, edellyttävät useiden sääntöjen noudattamista. Miten henkilö on oikea ajatus siitä, mitä, miten ja missä järjestyksessä sen pitäisi tehdä riippuu laadusta ja tulos sen tehtäviä. Lapsuudesta asti vanhemmat yrittävät selvittää sen Tšadissa algoritmi perushuoltotoimenpiteitä, kuten herätä, täyttää sängyn, peseytyä ja harjata hampaat, tehdä harjoituksia, aamiainen ja niin edelleen, joiden luettelosta ihminen tekee koko elämänsä aamulla voidaan myös pitää eräänlaisena algoritmin ...

Algoritmi on käsite, joka kertoo ohjeiston, jonka henkilö tarvitsee suorittaa tietyn ongelman ratkaisemiseksi.

Yleensä algoritmilla on monia määritelmiä, useat tutkijat kuvaavat sitä eri tavoin.

Jos algoritmi, jota henkilö käyttää päivittäin,jokainen on oma, ja se voi muuttua sen mukaan, millainen ikä ja tilanteet, joissa esiintyjä näyttää, joukko toimia, joita on tehtävä matemaattisen ongelman ratkaisemiseksi tai teknologian käyttämiseksi, on yksi kaikille ja pysyy aina muuttumattomana.

Algoritmilla on erilainen käsitys, algoritmien tyypit vaihtelevat myös - esimerkiksi tavoitteen ja teknologian kannalta.

Tietotekniikan aikakaudella ihmisetpäivittäin suorittaa muiden käyttäjien luomaa käskyä, jonka tekniikka edellyttää, kun käytetään useita toimia. Tämän vuoksi koulujen opettajien päätehtävä on opettaa lapsille, miten käyttää algoritmeja, ymmärtää ja muokata nykyisiä sääntöjä nykyisen tilanteen mukaisesti. Algoritmin rakenne on yksi niistä käsitteistä, joita tutkitaan jokaisessa koulussa matematiikan ja tietojenkäsittelytieteen oppitunnissa.

Algoritmin pääominai- suudet

1. Syrjintä (yksittäisten toimien järjestys) - mikä tahansa algoritmi olisi esitettävä yksinkertaisten toimien sarjana, joista jokaisen on aloitettava edellisen vaiheen päätyttyä.

2. Varmuus - algoritmin kaikkien toimien pitäisi olla niin yksinkertaisia ​​ja ymmärrettäviä, että esiintyjällä ei ole kysymyksiä eikä hänellä ole vapaita toimia.

3. Tehokkuus - algoritmin kuvaus pitäisi olla ymmärrettävää ja täydellistä, joten kaikkien ohjeiden suorittamisen jälkeen tehtävä saavutti loogisen loppuun.

4. Massiivisuus - algoritmia tulisi soveltaa koko ongelmaluokkaan, joka voidaan ratkaista vain muuttamalla algoritmissa olevia numeroita. Vaikka on olemassa mielipide, että viimeinen kohta ei viittaa algoritmeihin, vaan kaikkiin matemaattisiin menetelmiin yleensä.

Usein kouluissa, antaa lapsille ymmärrettävämpiKuvaus algoritmeja opettaja mainittu esimerkkinä ruoanlaittoon keittokirja, valmistus reseptiä tai saippua tehdä prosessi, joka perustuu master-luokka. Kun kuitenkin otetaan huomioon toisen omaisuutta algoritmin, jossa todetaan, että jokainen piste algoritmin on oltava niin ilmeinen, että se voi suorittaa täysin ketään ja jopa kone, voidaan päätellä, että mikä tahansa prosessi, joka vaatii ilmentymä ainakin joidenkin fancy algoritmia sitä ei voi kutsua. Ruoanlaitto ja ompelu vaativat tiettyjä taitoja ja kehittynyt mielikuvitus.

Algoritmeja on erilaisia, mutta on olemassa kolme perusasetusta.

Syklinen algoritmi

Tämäntyyppisiä kohteita toistetaan useita kertoja. Luettelo toimista, jotka on toistettava tavoitteen saavuttamiseksi, kutsutaan algoritmin ruumiiksi.

Silmukan Iterointi on kaikkien silmukan kehoon tulevien kohteiden suorittaminen.
Silmukan osia, jotka toistuvasti suoritetaan tietty määrä kertoja, kutsutaan sykliksi, jossa on kiinteä määrä toistoja.

Sellaisen osan osat, joiden toistotaajuus riippuu useista ehdoista, kutsutaan määrittelemättömäksi.

Yksinkertaisin sykli on kiinteä.

Syklisiä algoritmeja on kaksi tyyppiä:

• Työkierto ja ennakkoehto. Tällöin silmukka-elin tarkistaa sen tilan ennen sen suorittamista.

• Sykli, jossa on postcondition. Kun silmukka on postcondition, ehto tarkistetaan silmukan suorittamisen jälkeen.

Lineaariset algoritmityypit

Tällaisten järjestelmien ohjeet täyttyvät kerranjärjestys, jossa ne esitetään. Esimerkiksi lineaarista algoritmia voidaan pitää sängyn täyttämisprosessina tai hampaiden harjauksessa. Tämän tyyppisiä ovat myös matemaattiset esimerkit, joissa on vain lisäys- ja vähennysoperaatioita.

Haaroitusalgoritmi

Haarautuneessa tyypissä on useita toimintavaihtoehtoja, joista heistä sovelletaan, riippuu tilasta.

Esimerkki. Kysymys: "Onko sato?" Vastaukset ovat "Kyllä" tai "Ei". Jos "kyllä" - avaa sateenvarjo, jos "ei" - laita sateenvarjon pussiin.

Apualgoritmi

Apualgoritmia voidaan käyttää muissa algoritmeissa, määrittämällä vain sen nimi.

Algoritmeissa löydetyt ehdot

ehto on sanojen "if" ja "then" välillä.

Esimerkiksi: jos tiedät englannin, valitse sitten yksi. Tässä virkkeessä ehto on osa ilmaisua "tiedät englannin."

data - tieto, jolla on tietty semanttikuormitus ja joka on esitetty siten, että ne voidaan lähettää ja käyttää tälle algoritmille.

Algoritmiprosessi - ongelman ratkaiseminen käyttäen tietyn datan algoritmia.

Algoritmin rakenne

Algoritmilla voi olla erilainen rakenne. Jotta voidaan kuvata algoritmia, jonka konsepti riippuu sen rakenteesta, voit käyttää useita erilaisia ​​menetelmiä, esimerkiksi: sanallista, graafista, käyttäen erityisesti kehitettyä algoritmista kieltä.

Minkä seuraavista menetelmistä käytetään riippuu useista tekijöistä: tehtävän monimutkaisuudesta, siitä, missä määrin ongelman ratkaiseminen on yksityiskohtaista, ja niin edelleen.

Algoritmien graafinen muunnos

Graafinen algoritmi on käsite, joka edellyttää tiettyjen geometristen lukujen mukaan toteutettavien toimien hajottamista tietyn ongelman ratkaisemiseksi.

Graafisia järjestelmiä ei ole kuvattu kauheiksi. Jotta jokainen voi ymmärtää niitä, lohkokaaviot ja Netsi-Schneidermanin rakenneuutokset ovat useimmiten käytössä.

Lohkokaaviot näytetään myös GOST-19701-90 ja GOST-19.003-80 mukaisesti.
Algoritmissa käytetyt graafiset luvut jaetaan seuraavasti:

• Näppäintä. Pääkuvia käytetään ilmaisemaan tietojenkäsittelyyn tarvittavat toimenpiteet ongelman ratkaisemisessa.

• Ylimääräiset. Lisäkuvia tarvitaan ilmaisemaan ongelman ratkaisun yksittäisiä, ei tärkeimpiä osia.

Graafisessa algoritmissa geometrisia muotoja, joita käytetään viittaamaan tietoihin, kutsutaan lohkoiksi.

Kaikki lohkot menevät sarjassa "ylhäältä alas"ja "vasemmalta oikealle" on virtauksen oikea suunta. Oikealla järjestyksellä lohkot yhdistävät linjat eivät näytä suuntaa. Muissa tapauksissa nuolet osoittavat rivien suunnan.

Oikeassa algoritmiohjelmassa ei saa olla enempää kuin yksi tuotos käsittelylohkoista ja vähemmän kuin kaksi lähtöä lohkoista, jotka ovat vastuussa loogisista toiminnoista ja ehtojen täyttymisen tarkastamisesta.

Miten rakentaa algoritmi oikein?

Algoritmin rakenne, kuten yllä mainittiin, tulisi rakentaa GOSTin mukaan, muuten se ei ole ymmärrettävää ja muiden saatavilla.

Yleinen tallennusmenetelmä sisältää seuraavat kohdat:

Nimi, jolla on selvää, mikä tehtävä voidaan ratkaista tämän järjestelmän avulla.

Jokaisen algoritmin pitäisi selvästi osoittaa alku ja loppu.

Algoritmien tulisi selkeästi ja selkeästi kuvata kaikkia tietoja, sekä syöttöä että tuottoa.

Algoritmia kootaessa on syytä huomata, mitkä tekijät antavat sinun suorittaa tarvittavat toimenpiteet ongelman ratkaisemiseksi valitun datan yli. Algoritmin likimääräinen muoto:

• Schema-nimi.
• Data.
• Alku.
• Team.
• Loppu.

Järjestelmän oikea rakenne helpottaa huomattavasti algoritmien laskemista.

Geometriset luvut, jotka vastaavat algoritmin eri toimista

Vaakasuoraan sijoitettu soikea on alku ja loppu (lopputulos).

Vaakasuoraan sijoitettu suorakulmio - laskenta tai muut toiminnot (prosessimerkki).

Vaakasuoraan sijoitettu parallelogram - input tai output (datamerkki).

Vaakasuoraan sijoitettu timantti on tilan koe (sign of resolution).

Pitkänojan, vaakasuoraan järjestetty kuusikulmio on muutos (merkki valmistuksesta).

Alla on esitetty algoritmien mallit.

Algoritmin rakenne muodollisesti muotoiltu.

Muodollisen sanan algoritmit kirjoitetaanmielivaltaiseen muotoon sen ongelman alueella, jolla ongelma kuuluu. Toimintojen kuvaus tällä tavoin toteutetaan sanojen ja kaavojen avulla.

Tietotekniikan algoritmin käsite

Tietokentässä kaikki on rakennettu algoritmeihin. Ilman selkeitä ohjeita, jotka on otettu käyttöön erityiskoodina, mikään tekniikka tai ohjelma ei toimi. Tietojenkäsittelytieteen oppitunnilla pyritään antamaan algoritmien peruskäsitteet, opettamaan heitä käyttämään niitä ja luomaan itseään.

Tietojenkäsittelyn algoritmien luominen ja käyttö on luovampaa prosessia kuin esim. Matemaattisen ongelman ratkaisemisen ohjeiden täyttäminen.

On myös erityisohjelma"Algoritmi", joka auttaa ihmisiä, jotka eivät tiedä ohjelmoinnin alalla, luomaan omia ohjelmiaan. Tällainen resurssi voi olla välttämätön avustaja niille, jotka tekevät ensimmäiset askeleet tietotekniikasta ja haluavat luoda omia pelejä tai muita ohjelmia.

Toisaalta mikä tahansa ohjelma on algoritmi. Mutta jos algoritmi kantaa vain suoritettavia toimenpiteitä syöttämällä tietojaan, ohjelma kantaa jo valmiit tiedot. Toinen ero on, että ohjelma voi olla patentoitu ja yksityinen omaisuus, mutta ei ole algoritmia. Algoritmi on käsite laajempi kuin ohjelma.

johtopäätös

Tässä artikkelissa purettiin algoritmin ja sen tyyppien käsite, oppimme kirjoittamaan graafisia järjestelmiä oikein.