Praticamente tudo em nosso mundo está sujeito a algumas leis e regras. A ciência moderna não fica parada, graças à qual a humanidade conhece muitas fórmulas e algoritmos, a partir dos quais você pode calcular e recriar muitas ações e estruturas criadas pela natureza e dar vida às ideias inventadas pelo homem.
Neste artigo vamos analisar os conceitos básicos do algoritmo.
A história do surgimento dos algoritmos
Algoritmo - um conceito que surgiu no século XII. A própria palavra "algoritmo" vem da interpretação latina do nome do famoso matemático do Oriente Médio Muhammad al-Khwarizmi, que escreveu o livro "On Indian Counting". Este livro descreve como escrever corretamente números naturais usando algarismos arábicos e descreve o algoritmo de ações com uma coluna sobre esses números.
No século 12, o livro "On the Indian Account" foi traduzido para o latim, e então surgiu esta definição.
Interação do algoritmo com homem e máquina
Criaçãoalgoritmo requer uma abordagem criativa, então apenas um ser vivo pode criar uma nova lista de ações sequenciais. Mas para a execução das instruções existentes, não é necessário ter uma fantasia, mesmo a tecnologia sem alma pode lidar com isso.
Um excelente exemplo de seguir exatamente uma instrução é um forno de microondas vazio que continua a funcionar apesar da ausência de comida dentro dele.
Um sujeito ou objeto que não precisa entender a essência do algoritmo é chamado de executor formal. Uma pessoa também pode se tornar um executor formal, mas no caso de uma ou outra ação não ser lucrativa, um executor pensante pode fazer tudo à sua maneira. Portanto, os principais artistas são computadores, fornos de micro-ondas, telefones e outros equipamentos. O conceito de algoritmo em ciência da computação é de extrema importância. Cada algoritmo é compilado com a expectativa de um assunto específico, levando em consideração as ações permitidas. Aqueles objetos aos quais o sujeito pode aplicar instruções constituem o ambiente do executor.
Praticamente tudo em nosso mundo está sujeito a algumas leis e regras. A ciência moderna não fica parada, graças à qual a humanidade conhece muitas fórmulas e algoritmos, após os quais você pode calcular e recriar muitas ações e criações da natureza e dar vida às idéias inventadas pelo homem. Neste artigo, analisaremos os conceitos básicos do algoritmo.
O que é um algoritmo?
A maioria das atividades que realizamos durante nossas vidas exige a observância de uma série de regras. De quanto uma pessoa tem uma ideia correta de \u200b\u200bito que, como e em que sequência ele deve fazer, depende da qualidade e resultado das tarefas que lhe são atribuídas. Desde a infância, os pais tentam desenvolver em seu filho um algoritmo para as principais ações, por exemplo: acordar, arrumar a cama, lavar e escovar os dentes, fazer exercícios, tomar café da manhã etc., a lista que uma pessoa faz toda a sua vida pela manhã também pode ser considerada uma espécie de algoritmo.
Um algoritmo é um conceito que se refere a um conjunto de instruções que uma pessoa precisa seguir para resolver um determinado problema.
Em geral, o algoritmo tem muitas definições, vários cientistas o caracterizam de forma diferente.
Se o algoritmo usado por uma pessoa todos os dias é diferente para todos, e pode mudar dependendo da idade e das situações em que o performer se encontra, então o conjunto de ações que precisam ser executadas para resolver um problema matemático ou usar a tecnologia é a mesma para todos e sempre é a mesma.
Existe um conceito diferente de algoritmo, os tipos de algoritmos também diferem - por exemplo, para uma pessoa que persegue um objetivo e para tecnologia.
Em nossa era da tecnologia da informação, as pessoas seguem diariamente um conjunto de instruções criadas antes delas por outras pessoas, porque a tecnologia exige a execução precisa de uma série de ações quando usada. Portanto, a principal tarefa dos professores nas escolas é ensinar as crianças a usar algoritmos, entender e alterar rapidamente as regras existentes de acordo com a situação atual. A estrutura do algoritmo é uma daquelasconceitos, que são estudados nas aulas de matemática e ciência da computação em todas as escolas.
Propriedades básicas do algoritmo
1. Discrição (sequência de ações individuais) - qualquer algoritmo deve ser representado como uma série de ações simples, cada uma das quais deve começar após a conclusão da anterior.
2. Certeza - cada ação do algoritmo deve ser tão simples e clara que o executor não tenha dúvidas e não tenha liberdade de ação.
3. Eficiência - a descrição do algoritmo deve ser clara e completa, para que após a execução de todas as instruções, a tarefa atinja seu fim lógico.
4. Caráter de massa - o algoritmo deve ser aplicável a toda uma classe de problemas, que podem ser resolvidos apenas alterando os números no algoritmo. Embora haja uma opinião de que o último ponto não se aplica a algoritmos, mas a todos os métodos matemáticos em geral.
Muitas vezes nas escolas, para dar às crianças uma melhor compreensão dos algoritmos, os professores usam o exemplo de cozinhar a partir de um livro de receitas, fazer remédios com receita médica ou fazer um processo de fabricação de sabão com base em uma aula magistral. No entanto, levando em consideração a segunda propriedade do algoritmo, que diz que cada item do algoritmo deve ser tão claro que possa ser executado por absolutamente qualquer pessoa e até mesmo uma máquina, podemos concluir que qualquer processo que exija pelo menos algum tipo da imaginação, o algoritmo não pode ser nomeado. E cozinhar e bordar exigem certas habilidades e uma imaginação bem desenvolvida.
Existem diferentes tipos de algoritmos,mas existem três principais.
Algoritmo cíclico
Neste tipo, alguns itens são repetidos várias vezes. A lista de ações que devem ser repetidas para atingir o objetivo é chamada de corpo do algoritmo.
A iteração de um loop é a execução de todos os itens incluídos no corpo do loop. Partes do loop que são executadas constantemente um certo número de vezes são chamadas de loop com um número fixo de iterações.
Aquelas partes do ciclo, cuja frequência depende de uma série de condições, são chamadas de indeterminadas.
O tipo mais simples de ciclo é fixo.
Existem dois tipos de algoritmos cíclicos:
- Loop com pré-condição. Nesse caso, o corpo do loop verifica sua condição antes de ser executado.
- Um loop com uma pós-condição. Em um loop com pós-condição, a condição é verificada após o final do loop.
Tipos lineares de algoritmos
As instruções de tais circuitos são executadas uma vez na ordem em que são apresentadas. Por exemplo, o processo de fazer uma cama ou escovar os dentes pode ser considerado um algoritmo linear. Este tipo também inclui exemplos matemáticos, onde há apenas operações de adição e subtração.
Algoritmo de ramificação
Existem várias opções em um tipo de ramificação, qual delas será aplicada depende da condição.
Exemplo. Pergunta: "Está chovendo?" Opções de resposta: "Sim" ou "Não". Se um"sim" - abra o guarda-chuva, se "não" - coloque o guarda-chuva na bolsa.
Algoritmo auxiliar
Algoritmo auxiliar pode ser usado em outros algoritmos especificando apenas seu nome.
Termos encontrados em algoritmos
A condição está entre as palavras "se" e "então".
Por exemplo: se você sabe inglês, pressione um. Nesta frase, a parte da frase "você sabe inglês" será a condição.
Dados são informações que carregam uma certa carga semântica e são apresentadas de forma que possam ser transmitidas e utilizadas para este algoritmo.
Processo algorítmico - resolvendo um problema de acordo com um algoritmo usando certos dados.
Estrutura do algoritmo
O algoritmo pode ter uma estrutura diferente. Para descrever um algoritmo, cujo conceito também depende de sua estrutura, você pode usar várias maneiras diferentes, por exemplo: verbal, gráfica, usando uma linguagem algorítmica especialmente desenvolvida.
Qual método será usado depende de vários fatores: a complexidade da tarefa, quão detalhado deve ser o processo de resolução do problema, etc.
Versão gráfica do algoritmo
Algoritmo gráfico - um conceito que implica a decomposição de ações que precisam ser executadas para resolver um problema específico, de acordo com certas formas geométricas.
Os diagramas gráficos não são mostrados aleatoriamente. Para que possampara entender qualquer pessoa, fluxogramas e estrutogramas de Nassi-Schneiderman são mais usados.
Além disso, os diagramas de blocos são desenhados de acordo com GOST-19701-90 e GOST-19.003-80. As figuras gráficas usadas no algoritmo são divididas em:
- Básico. As imagens principais são usadas para indicar as operações necessárias para processar dados ao resolver um problema.
- Auxiliar. Imagens auxiliares são necessárias para indicar elementos individuais, não os mais importantes, para a solução do problema.
Em um algoritmo gráfico, as formas geométricas usadas para representar os dados são chamadas de blocos.
Todos os blocos vão em sequência "de cima para baixo" e "da esquerda para a direita" - esta é a direção de fluxo correta. Com a sequência correta, as linhas que ligam os blocos entre si não mostram a direção. Em outros casos, a direção das linhas é indicada por setas.
Um esquema de algoritmo correto não deve ter mais de uma saída de blocos de processamento e menos de duas saídas de blocos responsáveis por operações lógicas e verificação de condições.
Como construir um algoritmo corretamente?
A estrutura do algoritmo, conforme mencionado acima, deve ser construída de acordo com GOST, caso contrário não será compreensível e acessível a outros.
A metodologia geral de gravação inclui os seguintes itens:
O nome pelo qual ficará claro qual problema pode ser resolvido usando este esquema.
Cada algoritmo deve ter um início e um fim claramente marcados.
Algoritmostodos os dados, tanto de entrada quanto de saída, devem ser descritos de forma clara e clara.
Ao compilar um algoritmo, deve-se observar as ações que permitirão realizar as ações necessárias para resolver o problema sobre os dados selecionados. Visão aproximada do algoritmo:
- Nome do Chema.
- Dados.
- Iniciar.
- Equipes.
- Fim.
A construção adequada do circuito facilitará muito o cálculo dos algoritmos.
Formas geométricas responsáveis por diferentes ações no algoritmo
Oval horizontal - início e fim (sinal de fim).
Retângulo horizontal - cálculo ou outras ações (sinal de processo).
Paralelogramo horizontal - entrada ou saída (sinal de dados).
Lombo horizontal - verificação de condição (sinal de decisão).
Hexágono horizontal alongado - modificação (sinal de preparação).
Modelos de algoritmos são mostrados abaixo.
Fórmula-verbal da construção do algoritmo.
Os algoritmos de fórmula verbal são escritos de forma arbitrária, na linguagem profissional da área a que a tarefa pertence. A descrição das ações desta forma é realizada usando palavras e fórmulas.
O conceito de algoritmo em ciência da computação
Na área de informática, tudo é baseado em algoritmos. Sem instruções claras inseridas na forma de um código especial, nenhuma técnica funcionará ouprograma. Nas aulas de ciência da computação, os alunos tentam dar os conceitos básicos de algoritmos, ensiná-los a usá-los e criá-los por conta própria.
Criar e usar algoritmos em ciência da computação é um processo mais criativo do que, por exemplo, seguir instruções para resolver um problema de matemática.
Há também um programa especial "Algoritmo" que ajuda pessoas que são ignorantes no campo da programação a criar seus próprios programas. Esse recurso pode se tornar um assistente indispensável para quem está dando os primeiros passos na informática e quer criar seus próprios jogos ou qualquer outro programa.
Por outro lado, qualquer programa é um algoritmo. Mas se o algoritmo carrega apenas as ações que precisam ser executadas inserindo seus dados, o programa já carrega os dados finalizados. Outra diferença é que o programa pode ser patenteado e propriedade privada, mas o algoritmo não. Um algoritmo é um conceito mais amplo do que um programa.
Conclusão
Neste artigo, analisamos o conceito de algoritmo e seus tipos, aprendemos a escrever esquemas gráficos corretamente.
