הרעיון של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם. סוגים של אלגוריתמים

הקונספט של תכונות אלגוריתם אלגוריתם הם חלק מן המושגים החשובים ביותר בתחום מדעי המחשב. אנשים רבים היום, בעידן של טכנולוגיית מחשב, לחשוב על מה זה ולהתחיל בהדרגה מסיבות שונות, כדי להתעמק ביתר פירוט לתוך יסודות מדעי המחשב, ואילו הדור הנוכחי עובר החומר הזה הוא כבר בכיתה ו '.

מה זה?

מהו המושג של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם?

אלגוריתם - רצף מסוים של פעולות, כלומר, באופן עקרוני, אנחנו צריכים להתמודד איתם כל יום, למרות שאנחנו לא יכולים להיות מודעים.

גבר אלגוריתם

לדוגמא, אם אנו מבקשים מישהו מבני משפחותיהם לקנות משהו בחנות, אנחנו שואלים את הרצף של פעולות, מספר כלומר אילו מוצרים ספציפיים שאתה צריך לקנות, ובאיזו כמות ומה נדרש של כל אחד מהם. לפיכך, כאמור, ניתן רצף ברור של פעולות, כגון:

1. צג חנות ספציפית.
2. גלה אם יש נמכר לחם לבן.
3. כדי לברר אם הוא טרי.
4. אם התשובות לשאלות 2 ו 3 הן "כן", אז במקרה הזה, קנה שתי כיכרות.

כמובן, זה אולי נראה כי ההליך הוא די רגיל, וכן תיאור כזה הוא די משופע. אבל למעשה, כשמדובר מהו המושג של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם במדע מודרני, יש הנחיות להיות הרבה יותר משופע, כמו האלגוריתם לעיל הוא אחד הפשוט.

אלגוריתמים בטבע

כל אדם לצמיתות פותר מספר עצום של משימות שונות, יש מורכבות שונות, וחלקם הם כל כך פשוט כי פתר לגמרי אוטומטי, מבלי אפילו להיתפס משימה ספציפית. לדוגמא: כדי לסגור את הדלת עם מפתח, להתרחץ, לאכול ארוחת בוקר, להאכיל את המשפחה וכן הלאה ..

אבל יש בעיות אחרות שהן כל כך מורכבים כי החשיבה לטווח הארוך נדרשת להתייחס אליהם, כמו גם כמות ניכרת של מאמץ בתחילה למצוא פתרון, ורק לאחר מכן כדי להשיג מטרה זו. משימות אלו הן: ללמוד שפה, להרוויח סכום מסוים של כסף, ואחרים. במילים אחרות, כדי לבצע משימות כאלה דורשים הרבה פעולות מורכבות יותר, לעומת כמה הם צריכים להשלים את המשימה "לקנות לחם", אבל למעשה אפילו את המטלות הפשוטות נפתרות תוך כמה צעדים.

קונספט, סוגים ומאפיינים

בשנת בצורת רצף מסוים של פעולות ניתן לתאר הליך של פתירת מספר עצום של אתגרים שאנשים מתמודדים בחיי היומיום, ואת רצף זה מיוצג במחשב כמו הרעיון של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם.

אחד הידוע ביותר של כל הוא אלגוריתם אוקלידס שנקרא, שבאמצעותו נקבע על ידי המחלק המשותף הגדול ביותר של שני מספרים שלמים.

יצוין כי, בהתחשב הקונספט של האלגוריתם ואת המאפיינים שלו, לא צריך רק להבין כראוי את הפעולות עצמן, אלא גם את העובדה, ובאיזה סדר הם מבוצעים. בגלל שהרבה פעמים יש מצבים כאלה, כאשר אתה משנה את סדר פעולות באלגוריתם בסופו של דבר זה עשוי להיות בלתי ניתן לאכיפה בנסיבות מסוימות. לדוגמא, אם אתה הולך לחנות, בתחילת האלגוריתם היא דומה להודעה הבאה:

1. לכו לחנות.
2. בחר לחם.

או:

1. בחר לחם.
2. לכו לחנות.

אם ניקח בחשבון את האלגוריתם האחרון, אז הלחם שנבחר במקור, ולאחר מכן אנו עומדים משימה מוגדרת היטב בחנות, ואם אתה באמת צריך אותנו הלחם הוא לא שם, אז במקרה כזה בנינו אלגוריתם בסופו של דבר ניתן לאכיפה.

סוגים

סוגי האלגוריתמים הם כדלקמן:

• מחזורי. אלגוריתם, שבה מבנה מעגלי קיים, חזרה דהיינו של פעולות שונות.
• לינארית. האלגוריתם עושה שימוש במבנה הבא, צעדים דהיינו מסודר אחד אחרי השני.
• מסעף. האלגוריתם, אשר משתמש במבנה ההסתעפות, כאשר הפעולה נבחרה תלוי אם תנאי מסוים הוא מרוצה.

המאפיינים

המאפיינים הבאים:

• דטרמיניזם. בעת ההגדרה אותם הנתונים הראשוניים על ידי אותו האלגוריתם מתחילה מתן האות אותה שוב ושוב.
• Mass. אם האלגוריתם אינו החליט בכל משימה אחת, אבל משימות רבות מסוג מסוים.
• אפקטיבי. באמצעות האלגוריתם ממילא מוביל לפתרון הבעיה.
• דיסקרטי. האלגוריתם כולל את השלבים, אשר יישומה אינו מייצג שום קושי.
• גפיים. נוהל האלגוריתם לא יכול להיות מוגבל או אינסופי.
• תקינות. אם האלגוריתם נוצר כדי לבצע משימה ספציפית, הוא חייב תמיד לתת את התוצאה.

אלגוריתם במדעי המחשב

כשאדם מביט לתוך מדעי המחשב בהדרגה יחשוב כי הוא מושג של האלגוריתם ואת המאפיינים שלו, הוא יגלה כי האלגוריתם מושפע שגיאה במובן יהיה טוב יותר פונקציות, אבל עושה את זה לא נכון. אחרי הכל, אם שגיאה נוכחת, ואז המחשב יגיד לנו על זה, ואנחנו בהמשכים הצלחנו למצוא אותו ולתקן אותה, ואם אותו באג שגורם האלגוריתם פועל כראוי, מתרחש רק במקרים נדירים, ובמקרה זה עשוי להופיע ברגע המכריע ביותר.

כמה קל לעשות את זה?

עבור אנשים רבים, עיבוד המידע שנראה משימה פשוטה למדי, אבל למעשה זה לא, כי אתה צריך קודם כל להבין לפחות המייצגים את הרעיון של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם, והמבצעים שלה. בפרט זה נוגע הכנת אלגוריתם אשר נדרש לעיבוד נכון.

הדוגמא הפשוטה ביותר היא במדריך למשתמש עבור נושא מסוים. אם זה הוא להפוך מקצועי, אז המשתמש יכול פשוט לשבור את הנושא, כפי שהוא יהיה בסדר לנצל או לא ללמוד לעבוד עם זה, שלא לדבר על העובדה כי ייתכנו פציעות פיסיות מסוימות, אם אנו מדברים על הבית הרציני טכנולוגיה.

רבים יגידו כי למעשה אין שום דבר מסובך על לתת הצהרה על בתצורתה, אך למעשה אין זה כך, כי למעשה, רוב גדול של אנשים הוא הרבה יותר קל לעשות משהו בכוחות עצמם, איך להסביר למישהו אחר איך זה נעשה.

לדוגמה, כמעט כל תלמיד יכול להשתמש בטלפון הנייד בקלות כמו גם את כל התכונות בו, ונראה מאוד פשוט ואינטואיטיבי. אבל למעשה זה לא כל כך קל להסביר כיצד להשתמש בטלפון נייד לאדם שמעולם לא החזיק בידיו של המכשיר הזה, כפי שהוא יצטרך הרבה שאלות, וגם הם כאלה שאתה לא חושד אפילו. זה במצב הזה יהיה קשה להסביר הכל בהתאם מה מהווה את הרעיון של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם. רצף של פעולות לא ברור, ואנשים לא יוכלו לעמוד בהם הדבר נחוץ לפעילות תקינה של המכשיר.

איזה בעיות עלולות להתעורר?

לדוגמא, לשקול כיצד לבצע את האלגוריתם של תה חליטה לכל רובוט כי בעצם לא יודע כלום, ואת מקור מלא של מידע אודות הבעיה בשבילו - אלגוריתם זה. מאפייני קונספט, סוגים, - כולנו יודעים, אבל עבור רוב אנשי מודל מנטלי של האלגוריתם הוא פחות או יותר כדלקמן:

• קח את הספל.
• שים את זה תה.
• יוצקים סוכר.
• יוצקים מים רותחים.
• מערבבים.

אבל במציאות, כגון אלגוריתם יהיה כמעט בלתי אפשרי לבצע, כמו הרובוט הוא לא שכל ישר, ואת ההליך כולו הוא כמות מינימאלית של מידע עבורו.

פעולת דיוק - בסיס האלגוריתם

העיקר להבין, לחשוב על המושג של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם - הדיוק של הפעולה, כי הרובוט לא יודע בהתחלה, שם הוא היה לקחת את הגביע, ומה במיוחד אתה צריך לקחת, בעת ובעונה אחת, גם אם הוא ייקח את זה, זה יהיה לשמור את זה בידיים שלך, כך כמו שלא היה לו צוות כדי לשים אותו על השולחן. עכשיו זה חייב להיות לשים תה, אבל זה שוב ניתן לבצע את הידיים, אבל אתה יכול עם כפית, תצטרך לדעת את המספר. לכן יש מספר עצום של נושאים שונים שצריכים להתייחס בשלב הבנייה של האלגוריתם.

מה זה?

כמובן, לחשוב על המושג של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם, תיאור מדויק יכול להיווצר כמעט ללא הגבלת זמן, אבל את הטוב ביותר במצב כזה יהיה דומה לרצף הפעולות הבאות:

• קח כוס בארון עם הכיתוב "העבודה."
• הנחתי את הספל על השולחן במטבח למטה בתחתית.
• צא מהארון ימינה של המכולות המקררות שכותרתו "סוכר" ו "תה", ולאחר מכן לשים אותם על השולחן ליד הכוס.
• מתוך הארון לקבל כפית.
• יוצקים לתוך כפית מלאה כוס אחת של מיכל עם המילים "תה" ולאחר מכן שתי כפיות של מיכל עם כיתוב "סוכר".
• כולל תה.
• מתן עד לרתיחת הקומקום, ואז לשפוך מים ממנו לתוך הכוס עד שהוא מתמלא עד 2/3.
• כפית אחיד ומערבבים הנוזל בצלחת עבור 30 שניות.

לפיכך, בהתחשב הקונספט של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם, שביצע כל פעולה, כמו גם פריטים רבים אחרים יהיה לבוא זרימת עבודה אופטימלית. אפילו האלגוריתם לעיל לא יכול להיקרא מושלם, וזה קובע כי הרובוט יודע הרבה דברים, אבל אפילו בדוגמא זו, אנו יכולים להבין עד כמה קשה הוא בעצם לתאר דברים מסוימים כי כולנו יודעים היטב מן הילדות מאוד.

מה שאתם צריכים לדעת?

קודם כל מה שיש איך לעשות את האלגוריתם, יש צורך לקבוע את הסדר, אשר יש לו את התנאים ההתחלתיים עבור משימה ספציפית, וצריך לדעת מה לקבל. כשלעצמו, האלגוריתם הוא רצף סופי של פעולות שכבר בפתרון משימה מסוימת, הנובעת מהמידע הראשוני ועד לתוצאה מסוימת. בכל מקרה, על עליונותה של פיתוח האלגוריתם של פעולות שייכת לאיש, וגם עוסקת בביצוע הפעולות אלה כבר אנשים שונים או כל מיני מכשירים, כגון לווינים, רובוטים, מחשבים, מכשירי חשמל מתקדמים, ואפילו כמה צעצועים ללמוד לבצע אותם לאחרונה.

סיפור

אל-Khwarizmi - הוא האדם הראשון הגדיר את המושג של האלגוריתם ואת המאפיינים של האלגוריתם. Grassroots המושג הזה צבר לאחר פרק זמן מסוים, כאשר הוא קבל משמעות רחבה והחל לקבוע כללים כלשהם מדויקים של פעולה מסוימת. נכון להיום, המושג הזה נתפס על ידי רבים כאחד המושגים החשובים ביותר במדע כגון מדעי המחשב, שבלעדיו זה כמעט בלתי אפשרי לדמיין.

סם אל-Khwarizmi חי במאה התשיעית לפנה"ס, וזה ראוי לציין את העובדה כי המקור הערבי המקורי, מתאר יצירות האריתמטיקה שלו אבד, אך קיים תרגום, שבאמצעותו במערב אירופה בסופו של הדבר יכולה להכיר את מערכת שיטת הספירה העשרונית סימון, ואת הכללים הבסיסיים של ביצוע פעולות אריתמטיות שונות.

המדען ביקש להבטיח את הכללים אשר גובשו אליהם, היו מאוד ברורים לכל אדם יודע קרוא וכתוב. כדי להשיג זאת, בעידן שבו לא היה סמלי מתמטי מן המניין, זה היה קשה מאוד, אבל המדען הצליח בכתביו בסופו של דבר להשיג ברורים ובאותו ההוראות המילוליות הקפדניות זמן, לפי הקורא לא הצליח למנוע את המשימות שהוקצו, או לדלג פעולות מסוימות .

התרגום הלטיני של יצירות של מדען שתצאנה בספר יחיד בשם "Algorizmi אמר." עם בהדרגה אנשים החלו לשכוח את הזמן כי "Algorizmi" הוא מחברם של כללים כאלה, כך שהכללים החלו להיקרא אלגוריתמים. וכך, בהדרגה, "אמר Algorizmi" השתנה ולהיות "האלגוריתם קורא."