Algorithm: konsepto, mga kabtangan, istruktura ug mga klase

Halos ang tanan sa atong kalibutan nasakop sa pipila nga mga balaod ug lagda. Ang modernong siyensiya dili magpabilin, salamat nga daghan nga mga pormula ug mga algorithm ang nahibal-an sa katawhan, diin ang usa makahimo sa pagkalkulo ug pag-usab sa daghang mga lihok ug mga estruktura nga gibuhat sa kinaiyahan, ug makaamgo sa mga ideya nga giimbento sa tawo.

Niini nga artikulo, analisahon nato ang nag-unang konsepto sa algorithm.

Kasaysayan sa dagway sa mga algorithm

Ang Algorithm usa ka konsepto nga mitumaw sa ika-12 nga siglo. Ang pulong nga "algorithm" naggikan sa Latin interpretation sa ngalan sa bantog nga mathematician sa Middle East Mohammed al Khorezmi, kinsa nagsulat sa libro nga "On the Indian Account." Kini nga libro naghulagway kon unsaon sa pagsulat sa husto nga numero sa natural nga mga numero, nga gigamit ang mga numerong Arabiko, ug naghulagway sa algorithm alang sa aksyon sa usa ka kolum sa maong mga numero.

Sa ika-12 nga siglo, ang libro nga "On the Indian Account" gihubad ngadto sa Latin, dayon kini gipasabut.

Ang interaction sa algorithm sa usa ka tawo ug makina

Ang pagmugna sa usa ka algorithm nagkinahanglan og usa ka mamugnaon nga pamaagi, busa ang usa ka bag-ong lista sa sunod-sunod nga mga lihok mahimo lamang makamugna og buhi nga binuhat. Apan alang sa pagpatuman sa mga kasamtangang mga instruksyon, dili kinahanglan ang pantasya, bisan ang wala'y bili nga teknolohiya ang makasagubang niini.

Ang maayo kaayo nga ehemplo sa eksaktong pagpatuman sa usa ka gihatag nga panudlo usa ka walay sulod nga hurnuhan sa microwave, nga nagpadayon sa pagtrabaho, bisan pa sa kakulang sa pagkaon sulod niini.

Ang usa ka hilisgutan o butang nga dili kinahanglan nga pag-usisa sa diwa sa algorithm gitawag nga usa ka pormal nga tigpahigayon. Ang usa ka tawo mahimo usab nga usa ka pormal nga tigpasundayag, apan sa kaso sa dili mapuslanon nga mga buhat, ang usa ka maghuhubad nga maghuhubad makahimo sa tanan sa iyang kaugalingong paagi. Busa, ang nag-unang tigpahigayon mao ang mga kompyuter, mga microwave, mga telepono ug uban pang mga ekipo. Ang ideya sa usa ka algorithm sa computer science mao ang labing importante. Ang matag algorithm gihugpong sa pagkalkulo sa usa ka piho nga hilisgutan, nga nagtagad sa mga ginatugot nga mga aksyon. Kadtong mga butang nga mahimong gamiton sa hilisgutan ang mga instruksyon mao ang palibot sa tigpatuman.

Halos ang tanan sa atong kalibutan nasakop sa pipila nga mga balaod ug lagda. Ang modernong siyensiya dili magpabilin, salamat nga ang mga dagway sa mga pormula ug mga algorithm nahibal-an sa katawhan, nga nagsunod kung asa makalkulo ug makahimo pag-usab sa daghang mga lihok ug mga linalang sa kinaiyahan ug pagpatuman sa mga ideya nga giimbento sa tawo. Niini nga artikulo, analisahon nato ang nag-unang konsepto sa algorithm.

Unsa ang usa ka algorithm?

Kadaghanan sa mga lihok nga atong gibuhat sa panahon sa atong kinabuhi nagkinahanglan sa pagsunod sa daghang mga lagda. Sa gidak-on diin ang usa ka tawo adunay usa ka tinuod nga ideya kung unsa, unsaon ug unsa nga pagkahan-ay ang angay niyang buhaton, ang kalidad ug resulta sa mga buluhaton nga gihatag kaniya nagdepende. Sukad sa pagkabata, ang mga ginikanan naningkamot sa pagtrabaho sa ilang anak ang algorithm sa mga batakang aksyon, sama pananglit: sa pagmata, pagpuno sa higdaanan, paghugas ug pagpanghugas sa imong ngipon, paghimo sa mga ehersisyo, pag-almusal, ug uban pa, ang listahan nga gibuhat sa usa ka tawo sa tibuok niyang kinabuhi sukad sa buntag mahimo usab nga giisip nga usa ka matang sa algorithm.

Ang usa ka algorithm usa ka konsepto nga nagpakita sa usa ka koleksyon sa mga instruksyon nga kinahanglan buhaton sa usa ka tawo aron masulbad ang usa ka partikular nga problema.

Sa kinatibuk-an, ang algorithm adunay daghang mga kahulogan, daghang mga siyentipiko ang nagpaila niini sa lainlaing paagi.

Kon ang algorithm nga gigamit sa usa ka tawo matag adlaw, ang matag usa adunay iyang kaugalingon, ug mahimong mag-usab depende sa edad ug mga sitwasyon diin ang magdudula makita, nan ang hugpong sa mga aksyon nga gikinahanglan nga ipahigayon aron pagsulbad sa usa ka problema sa matematika o paggamit sa teknolohiya nagkahiusa alang sa tanan ug kanunay nga wala mausab.

Adunay lahi nga konsepto sa algorithm, ang mga matang sa mga algorithm nagkalainlain usab - pananglitan, alang sa usa ka tawo nga nagtinguha sa usa ka tumong, ug alang sa teknolohiya.

Sa atong panahon sa teknolohiya sa impormasyon, ang mga tawo nagabuhat sa adlaw-adlaw nga han-ay sa mga panudlo nga gihimo sa atubangan nila sa uban nga mga tawo, tungod kay ang teknik nagkinahanglan sa paggamit sa eksaktong pagpatuman sa daghang mga aksyon. Busa, ang nag-unang buluhaton sa mga magtutudlo sa mga tunghaan mao ang pagtudlo sa mga bata sa paggamit sa mga algorithm, sa madali nga pagsabot ug pag-usab sa kasamtangan nga mga lagda sumala sa kasamtangan nga sitwasyon. Ang istruktura sa algorithm usa sa mga konsepto nga gitun-an sa leksyon sa matematika ug sa siyensya sa computer sa matag eskwelahan.

Panguna nga mga kabtangan sa algorithm

1. Pagka-diskriminasyon (han-ay sa tagsa-tagsa nga mga aksyon) - ang bisan unsa nga algorithm kinahanglan ipresentar sa porma sa usa ka serye sa mga yano nga mga lihok, nga ang matag usa kinahanglan magsugod human sa pagkompleto sa naunang usa.

2. Katuyoan - ang matag lihok sa algorithm kinahanglan nga yano ug masabtan nga ang tigpasundayag walay mga pangutana ug dili magpabilin nga gawasnon sa paglihok.

3. Ang pagka-epektibo - ang paghulagway sa algorithm kinahanglan nga tin-aw ug kompleto, aron nga pagkahuman sa tanan nga mga instruksyon ang buluhaton nakaabot sa makatarunganong katapusan.

4. Pagdagsang - ang algorithm kinahanglan magamit sa usa ka klase sa mga problema, nga masulbad lamang pinaagi sa pag-usab sa numero sa algorithm. Bisan tuod adunay usa ka opinyon nga ang katapusan nga punto wala magtumong sa mga algorithm, apan sa tanan nga mga pamaagi sa matematika sa kinatibuk-an.

Kasagaran sa mga eskuylahan, aron mahatagan ang mga bata sa mas masabtan nga paghulagway sa mga algorithm, ang mga magtutudlo naghatag ingon nga pananglitan nga pagluto pinaagi sa usa ka cookbook, nga naghimo sa presyur nga medisina o usa ka proseso sa paghimog sabon base sa usa ka master nga klase. Hinoon, naghunahuna sa ikaduha nga kabtangan sa algorithm, nga nag-ingon nga ang matag punto sa algorithm kinahanglan nga tin-aw kaayo nga kini mahimong ipatuman sa hingpit bisan kinsa ug bisan usa ka makina, ang usa mahimong makahinapos nga ang bisan unsang proseso nga nagkinahanglan sa bisan unsa nga matang sa pantasya, usa ka algorithm Dili mahinganlan. Ug ang pagpangluto ug mga panginahanglan nagkinahanglan og pipila ka mga kahanas ug usa ka maayong pagkaugmad nga imahinasyon.

Adunay nagkalainlain nga matang sa mga algorithm, apan adunay tulo ka mga basehan.

Cyclic Algorithm

Sa niini nga matang, ang pipila ka mga butang gisubli sa makadaghang higayon. Ang lista sa mga aksyon nga kinahanglan nga gisubli aron makab-ot ang tumong gitawag ang lawas sa algorithm.

Ang pag-usab sa laang mao ang pagpatuman sa tanan nga mga butang nga mosulod sa lawas sa laang.
Ang mga bahin sa laang nga balik-balik nga gipatuman sa usa ka gidaghanon sa mga panahon gitawag nga usa ka siklo nga adunay gitakda nga gidaghanon sa mga pag-usab.

Kadtong mga bahin sa siklo, kansang kadugayan sa pagsubli nag-agad sa daghang kondisyon, gitawag nga dili matino.

Ang pinakasimple nga matang sa siklo gitakda.

Adunay duha ka matang sa mga cyclic algorithm:

• Siklo nga may kondisyon. Sa kini nga kaso, ang balde nga lawas nagsusi sa kahimtang niini sa wala pa kini ipatuman.

• Usa ka loop nga may postcondition. Sa usa ka laang nga may postcondition, ang kondisyon gisusi human sa pagpatuman sa loop.

Linear nga mga klase sa mga algorithm

Ang mga panudlo sa maong mga laraw ginahimo sa makausa sa han-ay diin kini gipresentar. Pananglitan, ang usa ka linear algorithm mahimo nga giisip nga proseso sa pagpuno sa higdaanan o pagsalo sa ngipon. Usab sa kini nga matang mao ang mga panig-ingnan sa matematika, diin adunay mga lihok lamang sa pagdugang ug pagkuha.

Naglangkob nga Algorithm

Sa usa ka matang sa branched, adunay daghang mga opsyon alang sa mga aksyon, nga magamit niini depende sa kondisyon.

Usa ka pananglitan. Pangutana: "Nag-ulan ba?" Ang tubag mao ang "Oo" o "Dili". Kung ang "oo" - ablihi ang payong, kon "dili" - ibutang ang payong sa bag.

Auxiliary algorithm

Ang auxiliary algorithm mahimong gamiton sa laing mga algorithm, nga nagpunting lamang sa ngalan niini.

Mga termino nga makita sa mga algorithm

Ang kondisyon anaa sa tunga-tunga sa mga pulong nga "if" ug "then".

Pananglitan: kon ikaw kahibalo sa Iningles, dayon i-klik ang usa. Sa niini nga sentence, ang kondisyon kabahin sa hugpong sa pulong nga "ikaw nakaila sa Iningles."

Ang datos mao ang kasayuran nga nagdala sa usa ka semantiko nga load ug gipresentar sa ingon nga paagi nga sila mahimong mapasa ug gigamit alang niini nga algorithm.

Proseso sa algorithmic - pagsulbad sa usa ka problema gamit ang usa ka algorithm gamit ang piho nga datos.

Ang istruktura sa algorithm

Ang algorithm mahimong adunay laing estraktura. Aron mahulagway ang usa ka algorithm kansang konsepto nagdepende sa iyang istraktura, makagamit ka og daghang lain nga mga pamaagi, sama pananglit: binaba, graphic, uban sa tabang sa usa ka pinatuyo nga pinulongan nga algorithmic.

Hain sa mosunod nga mga pamaagi ang gigamit depende sa daghang mga butang: ang kakomplikado sa tahas, diin ang proseso sa pagsulbad sa problema mao ang detalyado, ug uban pa.

Graphical variant sa pagtukod sa algorithm

Ang usa ka graphic algorithm usa ka konsepto nga nagpasabot sa pagkadunot sa mga aksyon nga gikinahanglan nga ipahigayon aron masulbad ang usa ka piho nga problema, sumala sa pipila nga mga geometric figure.

Ang mga graphic schemes wala gihulagway nga makalilisang. Aron masabtan kini, ang bisan kinsa nga tawo mogamit sa mga block diagram ug sa kanunay nga mga diagram sa Netsi-Schneiderman.

Dugang pa, ang mga block diagram gipakita pinasubay sa GOST-19701-90 ug GOST-19.003-80.
Ang mga graphical figure nga gigamit sa algorithm gibahin sa:

• Basic. Ang nag-unang mga hulagway gigamit aron paghulagway sa mga operasyon nga kinahanglanon aron maproseso ang kasayuran sa pagsulbad sa problema.

• Auxiliary. Gikinahanglan ang mga imahe sa Auxiliary aron ipakita ang indibidwal, dili ang labing importante, mga elemento sa solusyon sa problema.

Sa usa ka graphical algorithm, ang mga geometric nga mga porma nga gigamit sa pagtawag sa datos gitawag nga mga bloke.

Ang tanan nga mga bloke sa usa ka sunod-sunod "gikan sa ibabaw ngadto sa ubos" ug "gikan sa wala ngadto sa tuo" - kini mao ang husto nga direksyon sa dagan. Sa tukmang han-ay, ang mga linya nga nagkonektar sa mga bloke nga magkauban wala magpakita sa direksyon. Sa ubang mga kaso, ang direksyon sa mga linya gipakita sa mga udyong.

Ang husto nga pamaagi sa algorithm dili adunay labaw pa sa usa ka output gikan sa mga bloke sa pagproseso ug mas menos sa duha ka mga output gikan sa mga bloke nga responsable sa lohikal nga operasyon ug pag-verify sa mga kondisyon.

Sa unsa nga paagi sa pagtukod sa usa ka algorithm husto?

Ang estraktura sa algorithm, sumala sa gihisgutan sa ibabaw, kinahanglan nga tukuron sumala sa GOST, kung dili kini dili masabtan ug maadto sa uban.

Ang kasagaran nga pamaagi sa pagrekord naglakip sa mosunod nga mga butang:

Ang ngalan diin kini tin-aw kon unsa nga buluhaton ang masulbad pinaagi sa tabang niini nga laraw.

Ang matag algorithm kinahanglan nga tin-aw nga nagpakita sa sinugdanan ug katapusan.

Ang mga algorithm kinahanglan nga tin-aw ug tin-aw nga maghulagway sa tanan nga mga datos, sa duha nga input ug output.

Sa pag-compile sa algorithm, kinahanglan nga hinumdoman ang mga lihok nga magtugot kanimo sa pagpahigayon sa mga lihok nga gikinahanglan alang sa pagsulbad sa sulud sa piniling datos. Usa ka gibana-bana nga porma sa algorithm:

• Ngalan sa schema.
• Data.
• Ang sinugdanan.
• Mga sugo.
• Ang katapusan.

Ang tukma nga pagtukod sa maong pamaagi dako nga mapadali sa pagkalkula sa mga algorithm.

Mga geometriko nga numero nga responsable sa nagkalainlaing mga aksyon sa algorithm

Ang horizontal nga nahimutang oval mao ang sinugdanan ug ang katapusan (ang timaan sa pagkompleto).

Haduol nga nahimutang nga rectangle - pagkalkulo o uban pang mga aksyon (proseso nga timaan).

Horizontally nga nahimutangan nga parallelogram - input o output (data sign).

Ang usa ka pinahigpit nga gibutang nga diamante usa ka pagsulay sa kondisyon (ilhanan sa solusyon).

Ang usa ka elongated, horizontally arranged hexagon usa ka kausaban (ilhanan sa pagpangandam).

Ang mga modelo sa mga algorithm gipakita sa ubos sa numero.

Ang porma nga gigamit nga porma sa pagtukod sa algorithm.

Ang pormal nga pulong nga mga algorithm gisulat sa bisan unsa nga porma, sa propesyonal nga pinulongan sa lugar diin ang problema anaa. Ang paghulagway sa mga lihok niining paagiha gihimo pinaagi sa tabang sa mga pulong ug pormula.

Ang ideya sa usa ka algorithm sa informatics

Diha sa natad sa computer, ang tanan natukod sa mga algorithm. Kung wala'y tin-aw nga mga panudlo nga gipaila pinaagi sa usa ka espesyal nga kodigo, walay pamaagi o programa nga magamit. Sa mga pagtulun-an sa computer science, ang mga estudyante naningkamot sa paghatag sa mga konsepto sa mga algorithm, pagtudlo kanila unsaon sa paggamit niini, ug paghimo kanila sa ilang mga kaugalingon.

Ang paglalang ug paggamit sa mga algorithms sa informatics usa ka proseso nga labaw ka mamugna kay, pananglitan, ang katumanan sa mga panudlo aron masulbad ang problema sa matematika.

Adunay usab usa ka espesyal nga programa nga gitawag og "Algorithm" nga makatabang sa mga tawo nga dili kahibalo sa programming aron sa paghimo sa ilang kaugalingong mga programa. Ang ingon nga kapanguhaan mahimong usa ka kinahanglanon nga katabang alang niadtong kinsa naghimo sa unang mga lakang sa computer science ug gusto nga maghimo sa ilang kaugalingong mga dula o bisan unsang mga programa.

Sa laing bahin, ang bisan unsang programa usa ka algorithm. Apan kon ang algorithm nagdala lamang sa mga aksyon nga kinahanglang ipahigayon pinaagi sa pagsulod sa datos niini, ang programa nagdala na sa nahuman nga datos. Ang laing kalainan mao nga ang programa mahimo nga patente ug pribadong kabtangan, apan walay algorithm. Ang algorithm usa ka konsepto nga mas labaw kay sa usa ka programa.

Panapos

Niini nga artikulo, gibahinbahin nato ang konsepto sa algorithm ug mga klase niini, nakakat-on unsaon sa pagsulat sa husto nga mga plano.