Praticamente tutto nel nostro mondo è soggetto ad alcune leggi e regole. La scienza moderna non si ferma, grazie alla quale l'umanità conosce molte formule e algoritmi, in seguito ai quali puoi calcolare e ricreare molte azioni e strutture create dalla natura e dare vita alle idee inventate dall'uomo.
In questo articolo analizzeremo i concetti di base dell'algoritmo.
La storia dell'emergere degli algoritmi
Algoritmo - un concetto apparso nel XII secolo. La stessa parola "algoritmo" deriva dall'interpretazione latina del nome del famoso matematico mediorientale Muhammad al-Khwarizmi, che scrisse il libro "On Indian Counting". Questo libro descrive come scrivere correttamente i numeri naturali usando i numeri arabi e descrive l'algoritmo delle azioni con una colonna sopra tali numeri.
Nel 12° secolo, il libro "Sul conto indiano" fu tradotto in latino, e poi apparve questa definizione.
Interazione dell'algoritmo con uomo e macchina
Creazionel'algoritmo richiede un approccio creativo, quindi solo un essere vivente può creare un nuovo elenco di azioni sequenziali. Ma per eseguire le istruzioni esistenti, non è necessario avere una fantasia, anche la tecnologia senz'anima può gestirlo.
Un ottimo esempio di come seguire esattamente una determinata istruzione è un forno a microonde vuoto che continua a funzionare nonostante l'assenza di cibo al suo interno.
Un soggetto o un oggetto che non ha bisogno di comprendere l'essenza dell'algoritmo è chiamato esecutore formale. Una persona può anche diventare un esecutore testamentario formale, ma nel caso in cui l'una o l' altra azione non sia redditizia, un esecutore testamentario pensante può fare tutto a modo suo. Pertanto, i principali interpreti sono computer, forni a microonde, telefoni e altre apparecchiature. Il concetto di algoritmo in informatica è della massima importanza. Ogni algoritmo è compilato con l'aspettativa di un argomento specifico, tenendo conto delle azioni consentite. Quegli oggetti a cui il soggetto può applicare istruzioni costituiscono l'ambiente dell'esecutore.
Praticamente tutto nel nostro mondo è soggetto ad alcune leggi e regole. La scienza moderna non si ferma, grazie alla quale l'umanità conosce molte formule e algoritmi, in base ai quali puoi calcolare e ricreare molte azioni e creazioni della natura e dare vita alle idee inventate dall'uomo. In questo articolo analizzeremo i concetti di base dell'algoritmo.
Cos'è un algoritmo?
La maggior parte delle attività che svolgiamo durante la nostra vita richiedono l'osservanza di una serie di regole. Da quanto una persona ha un'idea corretta di ciòcosa, come e in quale sequenza dovrebbe fare, dipende dalla qualità e dal risultato dei compiti assegnatigli. Fin dall'infanzia, i genitori hanno cercato di sviluppare nel loro bambino un algoritmo per le azioni principali, ad esempio: svegliarsi, rifare il letto, lavarsi e lavarsi i denti, fare esercizi, fare colazione, ecc., l'elenco che fa una persona tutta la sua vita al mattino può anche essere considerata una specie di algoritmo.
Un algoritmo è un concetto che si riferisce a un insieme di istruzioni che una persona deve seguire per risolvere un determinato problema.
In generale, l'algoritmo ha molte definizioni, diversi scienziati lo caratterizzano in modo diverso.
Se l'algoritmo utilizzato da una persona ogni giorno è diverso per tutti e può cambiare a seconda dell'età e delle situazioni in cui si trova l'esecutore, allora l'insieme delle azioni che devono essere eseguite per risolvere un problema matematico oppure utilizzare la tecnologia è uguale per tutti e rimane sempre lo stesso.
Esiste un concetto diverso di algoritmo, anche i tipi di algoritmi differiscono, ad esempio per una persona che persegue un obiettivo e per la tecnologia.
Nella nostra era dell'informatica, le persone seguono quotidianamente una serie di istruzioni create prima di loro da altre persone, perché la tecnologia richiede l'esecuzione precisa di una serie di azioni quando viene utilizzata. Pertanto, il compito principale degli insegnanti nelle scuole è insegnare ai bambini come utilizzare algoritmi, cogliere e modificare rapidamente le regole esistenti in base alla situazione attuale. La struttura dell'algoritmo è una di quelleconcetti, che viene studiato nella lezione di matematica e informatica in ogni scuola.
Proprietà di base dell'algoritmo
1. Discretezza (sequenza delle singole azioni) - qualsiasi algoritmo dovrebbe essere rappresentato come una serie di azioni semplici, ognuna delle quali dovrebbe iniziare dopo il completamento della precedente.
2. Certezza: ogni azione dell'algoritmo dovrebbe essere così semplice e chiara che l'esecutore non abbia domande e non abbia libertà di azione.
3. Efficienza: la descrizione dell'algoritmo dovrebbe essere chiara e completa, in modo che dopo l'esecuzione di tutte le istruzioni, l'attività raggiunga la sua fine logica.
4. Carattere di massa: l'algoritmo dovrebbe essere applicabile a un'intera classe di problemi, che possono essere risolti solo modificando i numeri nell'algoritmo. Anche se si ritiene che l'ultimo punto non si applichi agli algoritmi, ma a tutti i metodi matematici in generale.
Spesso nelle scuole, per dare ai bambini una migliore comprensione degli algoritmi, gli insegnanti usano l'esempio di cucinare da un libro di cucina, fare medicine da una ricetta o fare un processo di produzione di sapone basato su una master class. Tuttavia, tenendo conto della seconda proprietà dell'algoritmo, che dice che ogni elemento dell'algoritmo deve essere così chiaro da poter essere eseguito da qualsiasi persona e persino da una macchina, possiamo concludere che qualsiasi processo che richieda almeno un tipo dell'immaginazione, l'algoritmo non può essere nominato. E la cucina e il ricamo richiedono determinate abilità e un'immaginazione ben sviluppata.
Ci sono diversi tipi di algoritmi,ma ce ne sono tre principali.
Algoritmo ciclico
In questo tipo, alcuni elementi vengono ripetuti più volte. L'elenco delle azioni che devono essere ripetute per raggiungere l'obiettivo è chiamato corpo dell'algoritmo.
L'iterazione di un ciclo è l'esecuzione di tutti gli elementi inclusi nel corpo del ciclo. Le parti del ciclo che vengono eseguite costantemente un certo numero di volte sono chiamate ciclo con un numero fisso di iterazioni.
Quelle parti del ciclo, la cui frequenza dipende da un certo numero di condizioni, sono dette indeterminate.
Il tipo più semplice di ciclo è fisso.
Ci sono due tipi di algoritmi ciclici:
- Ciclo con precondizione. In questo caso, il corpo del ciclo ne verifica le condizioni prima che venga eseguito.
- Un loop con una postcondizione. In un ciclo con una postcondizione, la condizione viene verificata dopo la fine del ciclo.
Tipi lineari di algoritmi
Le istruzioni di tali circuiti vengono eseguite una volta nell'ordine in cui sono presentate. Ad esempio, il processo di rifare un letto o lavarsi i denti può essere considerato un algoritmo lineare. Questo tipo include anche esempi matematici, dove ci sono solo operazioni di addizione e sottrazione.
Algoritmo di ramificazione
Ci sono diverse opzioni in un tipo di ramificazione, quale verrà applicata dipende dalla condizione.
Esempio. Domanda: "Piove?" Opzioni di risposta: "Sì" o "No". Se un"sì" - apri l'ombrello, se "no" - metti l'ombrello nella borsa.
Algoritmo ausiliario
L'algoritmo ausiliario può essere utilizzato in altri algoritmi specificandone solo il nome.
Termini trovati negli algoritmi
La condizione è compresa tra le parole "se" e "allora".
Ad esempio: se conosci l'inglese, premi uno. In questa frase, la parte della frase "sai l'inglese" sarà la condizione.
I dati sono informazioni che trasportano un certo carico semantico e sono presentate in modo tale da poter essere trasmesse e utilizzate per questo algoritmo.
Processo algoritmico: risoluzione di un problema in base a un algoritmo utilizzando determinati dati.
Struttura dell'algoritmo
L'algoritmo può avere una struttura diversa. Per descrivere un algoritmo, il cui concetto dipende anche dalla sua struttura, puoi usare diversi modi, ad esempio: verbale, grafico, usando un linguaggio algoritmico appositamente sviluppato.
Il metodo che verrà utilizzato dipende da diversi fattori: la complessità del compito, quanto deve essere dettagliato il processo di risoluzione del problema, ecc.
Versione grafica dell'algoritmo
Algoritmo grafico - un concetto che implica la scomposizione delle azioni che devono essere eseguite per risolvere un problema specifico, secondo determinate forme geometriche.
I diagrammi grafici non vengono visualizzati in modo casuale. Affinché possano essere in gradoper capire qualsiasi persona, vengono spesso utilizzati diagrammi di flusso e structogrammi Nassi-Schneiderman.
Inoltre, i diagrammi a blocchi sono disegnati secondo GOST-19701-90 e GOST-19.003-80. Le figure grafiche utilizzate nell'algoritmo sono suddivise in:
- Base. Le immagini principali vengono utilizzate per indicare le operazioni necessarie per elaborare i dati durante la risoluzione di un problema.
- Ausiliare. Le immagini ausiliarie sono necessarie per indicare gli elementi individuali, non i più importanti, per risolvere il problema.
In un algoritmo grafico, le forme geometriche utilizzate per rappresentare i dati sono chiamate blocchi.
Tutti i blocchi vanno in sequenza "dall' alto verso il basso" e "da sinistra a destra" - questa è la corretta direzione del flusso. Con la sequenza corretta, le linee che collegano i blocchi tra loro non mostrano la direzione. Negli altri casi, la direzione delle linee è indicata dalle frecce.
Uno schema di algoritmo corretto non dovrebbe avere più di un'uscita dai blocchi di elaborazione e meno di due uscite dai blocchi responsabili delle operazioni logiche e del controllo delle condizioni.
Come costruire correttamente un algoritmo?
La struttura dell'algoritmo, come detto sopra, deve essere costruita secondo GOST, altrimenti non sarà comprensibile e accessibile ad altri.
La metodologia generale di registrazione include i seguenti elementi:
Il nome con cui sarà chiaro quale problema può essere risolto utilizzando questo schema.
Ogni algoritmo deve avere un inizio e una fine chiaramente contrassegnati.
Algoritmitutti i dati, sia in ingresso che in uscita, devono essere descritti in modo chiaro e chiaro.
Quando si compila un algoritmo, si dovrebbero annotare le azioni che consentiranno di eseguire le azioni necessarie per risolvere il problema sui dati selezionati. Vista approssimativa dell'algoritmo:
- Nome chimico.
- Dati.
- Inizio.
- Squadre.
- Fine.
La corretta costruzione del circuito faciliterà notevolmente il calcolo degli algoritmi.
Forme geometriche responsabili di diverse azioni nell'algoritmo
Ovale orizzontale - inizio e fine (segno di fine).
Rettangolo orizzontale - calcolo o altre azioni (segno di processo).
Pallelogramma orizzontale - input o output (segno dati).
Rombo orizzontale - controllo delle condizioni (segno di decisione).
Esagono orizzontale allungato - modifica (segno di preparazione).
I modelli di algoritmi sono mostrati di seguito.
Versione formula-verbale della costruzione dell'algoritmo.
Gli algoritmi formula-verbali sono scritti in forma arbitraria, nel linguaggio professionale dell'area a cui appartiene il compito. La descrizione delle azioni in questo modo viene eseguita utilizzando parole e formule.
Il concetto di algoritmo in informatica
Nel campo dei computer, tutto si basa su algoritmi. Senza istruzioni chiare inserite sotto forma di un codice speciale, nessuna tecnica funzionerà oprogramma. Durante le lezioni di informatica, gli studenti cercano di fornire i concetti di base degli algoritmi, insegnare loro come usarli e crearli da soli.
Creare e utilizzare algoritmi in informatica è un processo più creativo rispetto, ad esempio, a seguire le istruzioni per risolvere un problema in matematica.
C'è anche un programma speciale "Algoritmo" che aiuta le persone che sono ignoranti nel campo della programmazione a creare i propri programmi. Tale risorsa può diventare un assistente indispensabile per coloro che stanno muovendo i primi passi nell'informatica e vogliono creare i propri giochi o qualsiasi altro programma.
D' altra parte, qualsiasi programma è un algoritmo. Ma se l'algoritmo esegue solo le azioni che devono essere eseguite inserendo i suoi dati, allora il programma trasporta già i dati finiti. Un' altra differenza è che il programma può essere brevettato e di proprietà privata, ma l'algoritmo no. Un algoritmo è un concetto più ampio di un programma.
Conclusione
In questo articolo, abbiamo analizzato il concetto di algoritmo e i suoi tipi, abbiamo imparato a scrivere correttamente schemi grafici.
