Algorithmus: Konzept, Eigenschaften, Struktur und Typen

Praktisch alles in unserer Welt unterliegt einer Art vonGesetze und Vorschriften. Die moderne Wissenschaft steht nicht still, dank derer die Masse der Formeln und Algorithmen der Menschheit bekannt ist, nach der man viele von der Natur geschaffene Handlungen und Strukturen berechnen und neu erstellen und vom Menschen erfundene Ideen umsetzen kann.

In diesem Artikel werden wir die grundlegenden Konzepte des Algorithmus diskutieren.

Geschichte des Auftretens von Algorithmen

Der Algorithmus ist ein Konzept, das im XII Jahrhundert entstand. Das Wort "Algorithmus" stammt von der lateinischen Interpretation des Namens des berühmten Mathematikers des Nahen Ostens, Mohammed al-Khorezmi, der das Buch "Auf dem indischen Konto" schrieb. Dieses Buch beschreibt, wie man natürliche Zahlen mit arabischen Zahlen korrekt schreibt, und beschreibt den Algorithmus für die Aktion einer Spalte auf solche Zahlen.

Im XII. Jahrhundert wurde das Buch "On the Indian Account" ins Lateinische übersetzt, dann tauchte diese Definition auf.

Interaktion des Algorithmus mit Mensch und Maschine

Erstellen eines Algorithmus erfordert einen kreativen Ansatz,Eine neue Liste sequenzieller Aktionen kann also nur ein Lebewesen schaffen. Aber für die Ausführung bestehender Anweisungen braucht man keine Vorstellungskraft, auch seelenlose Technologie wird damit zurechtkommen.

Ein ausgezeichnetes Beispiel für die genaue Ausführung einer gegebenen Anweisung ist ein leerer Mikrowellenherd, der trotz des Mangels an Nahrung darin weiterarbeitet.

Ein Subjekt oder Objekt, das nicht sein musssich in die Essenz des Algorithmus zu vertiefen, nennt man einen formalen Darsteller. Eine Person kann auch eine formale Darstellerin werden, aber im Fall unrentabler Handlungen kann ein denkender Darsteller alles auf seine Weise tun. Die Hauptdarsteller sind daher Computer, Mikrowellen, Telefone und andere Geräte. Das Konzept eines Algorithmus in der Informatik ist von größter Bedeutung. Jeder Algorithmus wird mit der Berechnung eines bestimmten Themas unter Berücksichtigung der zulässigen Aktionen kompiliert. Die Objekte, auf die das Subjekt Anweisungen anwenden kann, sind die Umgebung des Executors.

Praktisch alles in unserer Welt unterliegt einer Art vonGesetze und Vorschriften. Die moderne Wissenschaft steht nicht still, dank derer die Masse der Formeln und Algorithmen der Menschheit bekannt ist, nach der man viele Handlungen und Schöpfungen der Natur berechnen und neu erstellen und vom Menschen erfundene Ideen umsetzen kann. In diesem Artikel werden wir die grundlegenden Konzepte des Algorithmus diskutieren.

Was ist ein Algorithmus?

Die meisten Aktionen, die wir ausführenWährend seiner Lebenszeit erfordert die Einhaltung bestimmter Regeln. Auf wie eine Person hat die richtige Idee zu wissen, was, wie und in welcher Reihenfolge soll es hängt von der Qualität und das Ergebnis ihrer Aufgaben zu machen. Seit ihrer Kindheit grundlegenden Aktionen, wie zum Beispiel in seiner Tschad-Algorithmus zu trainieren Eltern versuchen: aufwachen, füllen Sie das Bett, waschen und die Zähne putzen, machen Übungen, Frühstück und so weiter, die Liste von dem Mann führt sein ganzes Leben lang am Morgen kann auch eine Art Algorithmus in Betracht gezogen werden ...

Ein Algorithmus ist ein Konzept, das eine Sammlung von Anweisungen angibt, die eine Person ausführen muss, um ein bestimmtes Problem zu lösen.

Im Allgemeinen hat der Algorithmus viele Definitionen, mehrere Wissenschaftler charakterisieren ihn auf verschiedene Arten.

Wenn der Algorithmus von einer Person täglich verwendet wird,Jeder dieser Werte kann sich je nach dem Alter und den Situationen ändern, in denen der Darsteller auftritt. Dann ist der Satz von Aktionen, die zur Lösung eines mathematischen Problems oder zur Verwendung von Technologie durchgeführt werden müssen, eins für alle und bleibt unverändert.

Es gibt ein anderes Konzept des Algorithmus, die Arten von Algorithmen variieren auch - zum Beispiel für eine Person, die ein Ziel verfolgt, und für die Technologie.

In unserem Zeitalter der Informationstechnologie, MenschenFühren Sie täglich eine Reihe von Anweisungen aus, die von anderen Personen erstellt wurden, da die Technik die genaue Ausführung einer Reihe von Aktionen erfordert. Daher besteht die Hauptaufgabe von Lehrern in Schulen darin, Kindern beizubringen, wie man Algorithmen einsetzt, bestehende Regeln schnell zu erfassen und entsprechend der aktuellen Situation zu modifizieren. Die Struktur des Algorithmus ist eines jener Konzepte, die in jeder Schule in Mathematik und Informatik studiert werden.

Haupteigenschaften des Algorithmus

1. Diskretion (Reihenfolge der einzelnen Aktionen) - jeder Algorithmus sollte in Form einer Reihe von einfachen Aktionen dargestellt werden, von denen jede nach dem Abschluss des vorherigen beginnen muss.

2. Gewissheit - Jede Aktion des Algorithmus sollte so einfach und verständlich sein, dass der Darsteller keine Fragen hat und nicht frei handeln kann.

3. Effektivität - Die Beschreibung des Algorithmus sollte verständlich und vollständig sein, so dass die Aufgabe nach Abschluss aller Anweisungen ein logisches Ende fand.

4. Massivität - Der Algorithmus sollte auf eine ganze Klasse von Problemen anwendbar sein, die nur durch Ändern der Ziffern im Algorithmus gelöst werden können. Obwohl man der Meinung ist, dass sich der letzte Punkt nicht auf Algorithmen bezieht, sondern auf alle mathematischen Methoden im Allgemeinen.

Oft in der Schule, um Kindern eine verständliche Sprache zu gebenBeschreibung Algorithmen Lehrer zitiert als Beispiel für Kochen Kochbuch, Herstellung Rezept oder Seifenherstellung Prozess auf der Grundlage der Meisterklasse. Allerdings ist die zweite Eigenschaft des Algorithmus gegeben, die besagt, dass jeder Punkt des Algorithmus muss so klar sein, dass es absolut jeder durchführen kann und sogar eine Maschine, kann gefolgert werden, dass jeder Prozess, der eine Manifestation von mindestens einem ausgefallenen Algorithmus erfordert es kann nicht aufgerufen werden. Ein Kochen und Handarbeit erfordern bestimmte Fähigkeiten und gut entwickelten Phantasie.

Es gibt verschiedene Arten von Algorithmen, aber es gibt drei grundlegende.

Zyklischer Algorithmus

Bei diesem Typ werden einige Elemente mehrmals wiederholt. Die Liste der Aktionen, die wiederholt werden müssen, um das Ziel zu erreichen, wird der Körper des Algorithmus genannt.

Die Iteration einer Schleife ist die Ausführung aller Elemente, die in den Schleifenkörper eintreten.
Die Teile der Schleife, die eine bestimmte Anzahl von Malen wiederholt ausgeführt werden, werden als Zyklus mit einer festen Anzahl von Iterationen bezeichnet.

Diejenigen Teile des Zyklus, deren Wiederholungsfrequenz von einer Anzahl von Bedingungen abhängt, werden als unbestimmt bezeichnet.

Die einfachste Art von Zyklus ist festgelegt.

Es gibt zwei Arten von zyklischen Algorithmen:

• Zyklus mit Vorbedingung. In diesem Fall überprüft der Schleifenkörper seinen Zustand, bevor er ausgeführt wird.

• Ein Zyklus mit einer Nachbedingung. In einer Schleife mit einer Nachbedingung wird die Bedingung nach der Ausführung der Schleife überprüft.

Lineare Arten von Algorithmen

Die Anweisungen solcher Schemata werden einmal in. Erfülltdie Reihenfolge, in der sie präsentiert werden. Zum Beispiel kann ein linearer Algorithmus als der Prozess des Füllens des Bettes oder des Zähneputzens betrachtet werden. Auch zu diesem Typ gehören mathematische Beispiele, bei denen nur Addition und Subtraktion auftreten.

Verzweigungsalgorithmus

In einem verzweigten Typ gibt es mehrere Optionen für Aktionen, welche davon abhängig von der Bedingung angewendet werden.

Ein Beispiel. Frage: "Regnet es?" Die Antworten lauten "Ja" oder "Nein". Wenn "ja" - öffnen Sie den Regenschirm, wenn "nein" - legen Sie den Regenschirm in die Tasche.

Hilfsalgorithmus

Der Hilfsalgorithmus kann in anderen Algorithmen verwendet werden und nur seinen Namen angeben.

Begriffe in Algorithmen gefunden

Zustand ist zwischen den Wörtern "wenn" und "dann".

Zum Beispiel: Wenn Sie Englisch sprechen, dann klicken Sie auf eins. In diesem Satz ist die Bedingung Teil der Phrase "Sie wissen Englisch."

Daten - Informationen, die eine bestimmte semantische Last tragen und so dargestellt werden, dass sie für diesen Algorithmus übertragen und verwendet werden können.

Algorithmischer Prozess - Lösen eines Problems mit einem Algorithmus unter Verwendung bestimmter Daten.

Die Struktur des Algorithmus

Der Algorithmus kann eine andere Struktur haben. Um einen Algorithmus zu beschreiben, dessen Konzept von seiner Struktur abhängt, können Sie eine Reihe verschiedener Methoden verwenden, zum Beispiel: verbal, grafisch, unter Verwendung einer speziell entwickelten algorithmischen Sprache.

Welche der folgenden Methoden verwendet wird, hängt von mehreren Faktoren ab: der Komplexität der Aufgabe, dem Grad, in dem der Prozess zur Lösung des Problems detailliert sein soll, und so weiter.

Graphische Variante der Algorithmuskonstruktion

Ein grafischer Algorithmus ist ein Konzept, das die Zerlegung von Aktionen beinhaltet, die ausgeführt werden müssen, um ein bestimmtes Problem gemäß bestimmten geometrischen Figuren zu lösen.

Grafikschemata werden nicht als schrecklich dargestellt. Damit sie von jedem verstanden werden können, werden am häufigsten die Blockdiagramme und Netsi-Schneiderman-Struktogramme verwendet.

Auch die Blockdiagramme werden in Übereinstimmung mit GOST-19701-90 und GOST-19.003-80 angezeigt.
Graphische Zahlen, die im Algorithmus verwendet werden, sind unterteilt in:

• Grundlegend. Die Hauptbilder werden verwendet, um die für die Datenverarbeitung zur Lösung eines Problems erforderlichen Operationen anzuzeigen.

• Hilfsgerät. Hilfsbilder werden benötigt, um einzelne, nicht die wichtigsten Elemente der Lösung des Problems anzuzeigen.

In einem grafischen Algorithmus werden die geometrischen Formen, die zur Bezugnahme auf Daten verwendet werden, Blöcke genannt.

Alle Blöcke gehen in der Reihenfolge "von oben nach unten"und "von links nach rechts" ist die richtige Richtung der Strömung. Bei korrekter Reihenfolge zeigen die Linien, die die Blöcke verbinden, nicht die Richtung an. In anderen Fällen wird die Richtung der Linien durch die Pfeile angezeigt.

Das korrekte Algorithmusschema sollte nicht mehr als eine Ausgabe von den Verarbeitungsblöcken und weniger als zwei Ausgaben von den Blöcken haben, die für logische Operationen und Verifizierung der Erfüllung von Bedingungen verantwortlich sind.

Wie man einen Algorithmus richtig baut?

Die Struktur des Algorithmus, wie oben erwähnt, sollte nach GOST aufgebaut sein, sonst wird er für andere nicht verständlich und zugänglich sein.

Die allgemeine Methode zur Aufzeichnung umfasst die folgenden Elemente:

Der Name, mit dem klar wird, welche Aufgabe mit Hilfe dieses Schemas gelöst werden kann.

Jeder Algorithmus sollte deutlich den Anfang und das Ende anzeigen.

Algorithmen sollten alle Daten, sowohl Eingabe als auch Ausgabe, klar und deutlich beschreiben.

Wenn Sie den Algorithmus kompilieren, sollten Sie die Aktionen notieren, mit denen Sie die Aktionen ausführen können, die zur Lösung des Problems über die ausgewählten Daten erforderlich sind. Eine ungefähre Form des Algorithmus:

• Schemenname
• Daten.
• Der Anfang.
• Befehle.
• Das Ende.

Die korrekte Konstruktion des Schemas wird die Berechnung von Algorithmen erheblich erleichtern.

Geometrische Zahlen, die für verschiedene Aktionen im Algorithmus verantwortlich sind

Das horizontal angeordnete Oval ist der Anfang und das Ende (das Zeichen der Vollendung).

Horizontal liegendes Rechteck - Berechnung oder andere Aktionen (Prozesszeichen).

Horizontal liegendes Parallelogramm - Eingabe oder Ausgabe (Datenzeichen).

Ein horizontal platzierter Diamant ist ein Test des Zustandes (Zeichen der Auflösung).

Ein längliches, horizontal angeordnetes Sechseck ist eine Modifikation (Zeichen der Vorbereitung).

Modelle von Algorithmen sind unten in der Figur dargestellt.

Formal formulierte Variante der Algorithmuskonstruktion.

Formalwort-Algorithmen werden geschriebenwillkürliche Form, in der Fachsprache des Bereichs, zu dem das Problem gehört. Die Beschreibung von Aktionen auf diese Weise erfolgt mit Hilfe von Wörtern und Formeln.

Die Vorstellung eines Algorithmus in der Informatik

Im Computerbereich ist alles auf Algorithmen aufgebaut. Ohne klare Anweisungen in Form eines speziellen Codes wird keine Technik oder kein Programm funktionieren. Im Unterricht der Informatik versuchen die Studenten die Grundbegriffe der Algorithmen zu vermitteln, sie zu lehren und sie selbst zu erstellen.

Die Erstellung und Verwendung von Algorithmen in der Informatik ist ein kreativerer Prozess als beispielsweise die Erfüllung von Anweisungen zur Lösung eines Problems in der Mathematik.

Es gibt auch ein spezielles Programm"Algorithm", der Menschen hilft, die auf dem Gebiet der Programmierung unwissend sind und ihre eigenen Programme erstellen. Solch eine Ressource kann ein unentbehrlicher Helfer für diejenigen werden, die die ersten Schritte in der Informatik machen und ihre eigenen Spiele oder andere Programme erstellen wollen.

Auf der anderen Seite ist jedes Programm ein Algorithmus. Wenn der Algorithmus jedoch nur die Aktionen ausführt, die durch das Einfügen seiner Daten auszuführen sind, trägt das Programm bereits die fertigen Daten. Ein weiterer Unterschied ist, dass das Programm patentiert werden kann und Privateigentum, aber es gibt keinen Algorithmus. Algorithmus ist ein Konzept, das umfangreicher ist als ein Programm.

Fazit

In diesem Artikel haben wir das Konzept des Algorithmus und seiner Typen auseinandergenommen und gelernt, wie man Grafikschemas korrekt schreibt.