Kwa kweli kila kitu katika ulimwengu wetu kiko chini ya sheria na kanuni fulani. Sayansi ya kisasa haisimama tuli, shukrani ambayo mwanadamu anajua kanuni na kanuni nyingi, kufuatia ambayo, unaweza kuhesabu na kuunda upya vitendo na miundo mingi iliyoundwa na asili, na kuleta uhai mawazo yaliyovumbuliwa na mwanadamu.
Katika makala haya tutachanganua dhana za msingi za algoriti.
Historia ya kuibuka kwa algoriti
Algorithm - dhana iliyojitokeza katika karne ya XII. Neno "algorithm" lenyewe linatokana na tafsiri ya Kilatini ya jina la mwanahisabati maarufu wa mashariki ya kati Muhammad al-Khwarizmi, ambaye aliandika kitabu "On Indian Counting". Kitabu hiki kinaelezea jinsi ya kuandika nambari asili kwa usahihi kwa kutumia nambari za Kiarabu, na kinaelezea kanuni ya vitendo kwa kutumia safu wima juu ya nambari kama hizo.
Katika karne ya 12, kitabu "On the Indian Account" kilitafsiriwa kwa Kilatini, na kisha ufafanuzi huu ukaonekana.
Muingiliano wa kanuni na mwanadamu na mashine
Uumbajialgorithm inahitaji mbinu ya ubunifu, kwa hivyo kiumbe hai pekee ndiye anayeweza kuunda orodha mpya ya vitendo vinavyofuatana. Lakini kwa utekelezaji wa maagizo yaliyopo, si lazima kuwa na ndoto, hata teknolojia isiyo na roho inaweza kushughulikia hili.
Mfano bora wa kufuata haswa maagizo uliyopewa ni tanuri tupu ya microwave ambayo inaendelea kufanya kazi licha ya kukosekana kwa chakula ndani yake.
Somo au kitu ambacho hakihitaji kuelewa kiini cha algoriti huitwa mtekelezaji rasmi. Mtu anaweza pia kuwa mtekelezaji rasmi, lakini katika tukio ambalo hatua moja au nyingine haina faida, mtekelezaji anayefikiri anaweza kufanya kila kitu kwa njia yake mwenyewe. Kwa hiyo, watendaji wakuu ni kompyuta, tanuri za microwave, simu na vifaa vingine. Wazo la algorithm katika sayansi ya kompyuta ni ya umuhimu mkubwa. Kila algorithm imeundwa na matarajio ya somo maalum, kwa kuzingatia vitendo vinavyoruhusiwa. Vitu hivyo ambavyo mhusika anaweza kutumia maagizo hujumuisha mazingira ya mtekelezaji.
Kwa kweli kila kitu katika ulimwengu wetu kiko chini ya sheria na kanuni fulani. Sayansi ya kisasa haijasimama, shukrani ambayo wanadamu wanajua fomula nyingi na algorithms, kufuatia ambayo unaweza kuhesabu na kuunda tena vitendo vingi na ubunifu wa maumbile na kuleta maisha mawazo yaliyobuniwa na mwanadamu. Katika makala haya, tutachambua dhana za msingi za kanuni.
Algoriti ni nini?
Shughuli nyingi tunazofanya wakati wa maisha yetu zinahitaji uzingatiaji wa sheria kadhaa. Kutoka kwa kiasi gani mtu ana wazo sahihi la \u200b\u200bitnini, jinsi gani na katika mlolongo gani anapaswa kufanya, inategemea ubora na matokeo ya kazi aliyopewa. Tangu utotoni, wazazi wamekuwa wakijaribu kukuza algorithm kwa mtoto wao kwa vitendo kuu, kwa mfano: kuamka, kutandika kitanda, kuosha na kupiga mswaki meno yako, kufanya mazoezi, kula kifungua kinywa, nk, orodha ambayo mtu hufanya. maisha yake yote asubuhi pia yanaweza kuchukuliwa kuwa aina ya kanuni.
Algorithm ni dhana inayorejelea seti ya maagizo ambayo mtu anahitaji kufuata ili kutatua tatizo fulani.
Kwa ujumla, algoriti ina ufafanuzi mwingi, wanasayansi kadhaa wanaibainisha kwa njia tofauti.
Ikiwa algorithm inayotumiwa na mtu kila siku ni tofauti kwa kila mtu, na inaweza kubadilika kulingana na umri na hali ambayo mtendaji anajikuta, basi seti ya vitendo vinavyohitajika kufanywa ili kutatua shida ya kihesabu. au kutumia teknolojia ni sawa kwa kila mtu na daima hubaki vile vile.
Kuna dhana tofauti ya algoriti, aina za algoriti pia hutofautiana - kwa mfano, kwa mtu anayefuatilia lengo, na kwa teknolojia.
Katika enzi yetu ya teknolojia ya habari, watu kila siku hufuata seti ya maagizo yaliyotolewa mbele yao na watu wengine, kwa sababu teknolojia inahitaji utekelezaji mahususi wa mfululizo wa vitendo inapotumiwa. Kwa hiyo, kazi kuu ya walimu shuleni ni kufundisha watoto jinsi ya kutumia algorithms, kufahamu haraka na kubadilisha sheria zilizopo kwa mujibu wa hali ya sasa. Muundo wa algorithm ni moja wapodhana, ambayo inasomwa katika somo la hisabati na sayansi ya kompyuta katika kila shule.
Sifa za kimsingi za kanuni
1. Uadilifu (mlolongo wa vitendo vya mtu binafsi) - algoriti yoyote inapaswa kuwakilishwa kama mfululizo wa vitendo rahisi, ambavyo kila kimoja kinapaswa kuanza baada ya kukamilika kwa kilichotangulia.
2. Uhakika - kila kitendo cha kanuni lazima kiwe rahisi na wazi kiasi kwamba mtendaji hana maswali yoyote na hana uhuru wa kutenda.
3. Ufanisi - maelezo ya algorithm inapaswa kuwa wazi na kamili, ili baada ya utekelezaji wa maagizo yote, kazi ifikie mwisho wake wa kimantiki.
4. Tabia ya wingi - algorithm inapaswa kutumika kwa darasa zima la matatizo, ambayo yanaweza kutatuliwa tu kwa kubadilisha namba katika algorithm. Ingawa kuna maoni kwamba hoja ya mwisho haitumiki kwa algoriti, lakini kwa mbinu zote za hisabati kwa ujumla.
Mara nyingi shuleni, ili kuwapa watoto ufahamu bora wa algoriti, walimu hutumia mfano wa kupika kutoka kwenye kitabu cha upishi, kutengeneza dawa kwa kutumia maagizo, au kutengeneza sabuni kulingana na darasa kuu. Walakini, kwa kuzingatia mali ya pili ya algorithm, ambayo inasema kwamba kila kitu cha algorithm lazima iwe wazi sana kwamba inaweza kufanywa na mtu yeyote na hata mashine, tunaweza kuhitimisha kuwa mchakato wowote unaohitaji angalau aina fulani. ya mawazo, algorithm haiwezi kutajwa. Na upishi na ushonaji huhitaji ujuzi fulani na mawazo yaliyokuzwa.
Kuna aina tofauti za algoriti,lakini kuna tatu kuu.
Algorithm ya mzunguko
Katika aina hii, baadhi ya vipengee hurudiwa mara kadhaa. Orodha ya vitendo ambayo lazima irudiwe ili kufikia lengo inaitwa mwili wa kanuni.
Marudio ya kitanzi ni utekelezaji wa vitu vyote vilivyojumuishwa kwenye mwili wa kitanzi. Sehemu za kitanzi ambazo hutekelezwa kila mara kwa idadi fulani ya nyakati huitwa kitanzi chenye nambari maalum. ya marudio.
Sehemu hizo za mzunguko, ambazo marudio yake hutegemea idadi ya masharti, huitwa indeterminate.
Aina rahisi zaidi ya mzunguko imerekebishwa.
Kuna aina mbili za kanuni za mzunguko:
- Kitanzi chenye masharti ya awali. Katika hali hii, mwili wa kitanzi hukagua hali yake kabla ya kutekelezwa.
- Kitanzi chenye hali ya posta. Katika kitanzi kilicho na hali ya posta, hali huangaliwa baada ya mwisho wa kitanzi.
Aina laini za algoriti
Maelekezo ya saketi kama hizo hutekelezwa mara moja kwa mpangilio ambao yanawasilishwa. Kwa mfano, mchakato wa kutengeneza kitanda au kusafisha meno inaweza kuchukuliwa kuwa algorithm ya mstari. Aina hii pia inajumuisha mifano ya hisabati, ambapo kuna shughuli za kuongeza na kutoa pekee.
Algorithm ya matawi
Kuna chaguo kadhaa katika aina ya tawi, ambayo moja itatumika inategemea na hali.
Mfano. Swali: "Je, kunanyesha?" Chaguzi za kujibu: "Ndiyo" au "Hapana". Ikiwa a"ndio" - fungua mwavuli, ikiwa "hapana" - weka mwavuli kwenye begi.
algorithms saidizi
Algorithms saidizi inaweza kutumika katika algoriti zingine kwa kubainisha jina lake pekee.
Sheria na masharti yanapatikana katika kanuni
Sharti ni kati ya maneno "kama" na "basi".
Kwa mfano: kama unajua Kiingereza, basi bonyeza moja. Katika sentensi hii, sehemu ya maneno "unajua Kiingereza" itakuwa sharti.
Data ni maelezo ambayo hubeba mzigo fulani wa kisemantiki na huwasilishwa kwa njia ambayo inaweza kupitishwa na kutumika kwa algoriti hii.
Mchakato wa algoriti - kutatua tatizo kulingana na algoriti kwa kutumia data fulani.
Muundo wa kanuni
Algoriti inaweza kuwa na muundo tofauti. Ili kuelezea algorithm, dhana ambayo pia inategemea muundo wake, unaweza kutumia idadi ya njia tofauti, kwa mfano: matusi, picha, kwa kutumia lugha maalum ya algorithmic iliyotengenezwa.
Njia ipi itatumika inategemea mambo kadhaa: utata wa kazi, jinsi mchakato wa kutatua tatizo unahitaji kuwa wa kina, n.k.
Toleo la mchoro la kanuni
Mchoro wa algoriti - dhana inayodokeza mtengano wa vitendo vinavyohitaji kufanywa ili kutatua tatizo mahususi, kulingana na maumbo fulani ya kijiometri.
Michoro ya picha haionyeshwa nasibu. Ili wawezekuelewa mtu yeyote, chati za mtiririko na muundo wa Nassi-Schneiderman hutumiwa mara nyingi zaidi.
Pia, michoro ya vitalu imechorwa kwa mujibu wa GOST-19701-90 na GOST-19.003-80. Takwimu za mchoro zinazotumika katika algoriti zimegawanywa katika:
- Msingi. Picha kuu hutumika kuonyesha shughuli zinazohitajika ili kuchakata data wakati wa kutatua tatizo.
- Msaidizi. Picha za usaidizi zinahitajika ili kuashiria vipengele vya mtu binafsi, sio muhimu zaidi vya kutatua tatizo.
Katika algoriti ya mchoro, maumbo ya kijiometri yanayotumika kuwakilisha data yanaitwa vizuizi.
Vizuizi vyote huenda kwa mfuatano "kutoka juu hadi chini" na "kushoto kwenda kulia" - huu ndio mwelekeo sahihi wa mtiririko. Kwa mlolongo sahihi, mistari inayounganisha vitalu kwa kila mmoja haionyeshi mwelekeo. Katika hali nyingine, mwelekeo wa mistari huonyeshwa kwa mishale.
Mpango sahihi wa algoriti haufai kuwa na zaidi ya njia moja ya kutoka kutoka kwa vizuizi vya uchakataji na chini ya njia mbili za kutoka kwenye vizuizi vinavyohusika na utendakazi wa kimantiki na ukaguzi wa hali.
Jinsi ya kuunda algoriti kwa usahihi?
Muundo wa kanuni, kama ilivyotajwa hapo juu, lazima uundwe kulingana na GOST, vinginevyo hautaeleweka na kufikiwa na wengine.
Mbinu ya jumla ya kurekodi inajumuisha vitu vifuatavyo:
Jina ambalo litafahamika wazi ni tatizo gani linaweza kutatuliwa kwa kutumia mpango huu.
Kila algoriti lazima iwe na mwanzo na mwisho uliowekwa alama wazi.
Algorithmsdata zote, ingizo na pato, lazima zifafanuliwe kwa uwazi na kwa uwazi.
Wakati wa kuunda algoriti, mtu anapaswa kuzingatia vitendo ambavyo vitaruhusu kutekeleza vitendo muhimu kwa kutatua tatizo kwenye data iliyochaguliwa. Mwonekano wa takriban wa kanuni:
- Jina la Chema.
- Takwimu.
- Anza.
- Timu.
- Mwisho.
Ujenzi sahihi wa saketi utarahisisha kwa kiasi kikubwa kuhesabu algoriti.
Miundo ya kijiometri inayowajibika kwa vitendo tofauti katika kanuni
Mviringo mlalo - mwanzo na mwisho (alama ya mwisho).
Mstatili mlalo - hesabu au vitendo vingine (alama ya mchakato).
Paralelogramu mlalo - ingizo au pato (ishara ya data).
Rombus mlalo - kuangalia hali (ishara ya uamuzi).
Ninuko, pembe tatu mlalo - urekebishaji (ishara ya maandalizi).
Miundo ya algorithm imeonyeshwa hapa chini.
Toleo la mfumo wa maneno la muundo wa algoriti.
Algoriti za fomula-matamshi zimeandikwa kwa njia ya kiholela, katika lugha ya kitaalamu ya eneo ambalo jukumu hilo linahusika. Ufafanuzi wa vitendo kwa njia hii unafanywa kwa kutumia maneno na fomula.
Dhana ya algoriti katika sayansi ya kompyuta
Katika uga wa kompyuta, kila kitu kinategemea algoriti. Bila maelekezo ya wazi yaliyoingia kwa namna ya kanuni maalum, hakuna mbinu itafanya kazi auprogramu. Katika masomo ya sayansi ya kompyuta, wanafunzi wanajaribu kutoa dhana za msingi za algoriti, kuwafundisha jinsi ya kuzitumia na kuziunda wao wenyewe.
Kuunda na kutumia algoriti katika sayansi ya kompyuta ni mchakato bunifu zaidi kuliko, kwa mfano, kufuata maagizo ya kutatua tatizo katika hisabati.
Pia kuna programu maalum "Algorithm" ambayo huwasaidia watu wasio na ufahamu katika uwanja wa kupanga programu kuunda programu zao wenyewe. Nyenzo kama hiyo inaweza kuwa msaidizi wa lazima kwa wale wanaochukua hatua zao za kwanza katika sayansi ya kompyuta na wanataka kuunda michezo yao wenyewe au programu zingine zozote.
Kwa upande mwingine, mpango wowote ni algoriti. Lakini ikiwa algorithm hubeba tu vitendo vinavyohitajika kufanywa kwa kuingiza data yake, basi programu tayari hubeba data iliyokamilishwa. Tofauti nyingine ni kwamba programu inaweza kuwa na hati miliki na mali ya kibinafsi, lakini algorithm sio. Kanuni ni dhana pana zaidi kuliko programu.
Hitimisho
Katika makala haya, tulichanganua dhana ya algoriti na aina zake, tukajifunza jinsi ya kuandika michoro kwa usahihi.
