Сьогодні комп`ютерні технології тісно увійшли в наше життя. Вони внесли в словник звичайної людини безліч термінів, значення яких йому не завжди зрозумілі. Але користуються ними все. Наприклад, що таке алгоритм? Чіткої відповіді рядовий юзер вам дати не зможе, але знати це необхідно, так як ми стикаємося з цим кожен день.
Історія походження терміна
Поняття про алгоритм вперше було сформовано завдяки математику на ім`я Мухаммед Аль-Хорезмі. Він жив на Сході в 8-9-му століттях і написав два великих праці. Перший з них дав початок слову «алгебра», а другий - поняттю «алгоритм». Він позначав арифметичні операції, які ми знаємо як додавання, віднімання, множення і ділення. У 1957 році в одному з видань англійського словника автори вважали, що алгоритм - це поняття застаріле. Знову воно активно увійшло в побут лише з появою комп`ютерів. Їм позначали дії, які входили в певний процес. Але він не обов`язково повинен бути тільки математичним. Тут мається на увазі алгоритм дій будь-якого характеру, наприклад, приготування будь-якого блюда. З того часу це поняття не сходить з вуст багатьох людей.
Спроби визначення терміна
Довгий час цей термін розглядався виключно як алгоритм чисел і дій з ними. Адже і сама математика була здебільшого прикладною наукою. Формули, які застосовуються для обчислень, в той час і вважалися алгоритмами. Кроки, які виконувалися при вирішенні, були елементарними, а самі обчислення - дуже громіздкими і забирали багато часу і сил. Математики навіть не замислювалися над тим, щоб дати визначення цьому поняттю. Але з часом наука все більше розвивалася і з`являлися об`єкти, які раніше не зустрічалися (матриці, вектори, числа й т. Д.). Всіма ними потрібно було оперувати. Це і дало поштовх до розуміння того, що алгоритм - це непросте поняття, і його потрібно в точності визначити для подальшого використання. Вчені розділилися в думках з приводу цього питання. Одні вважали, що алгоритм застосуємо до всього, інші ж сумнівалися, що кожну проблему можна вирішити за його допомогою. Остання точка зору виявилася вірною, але обгрунтувати її можна було, лише давши точне визначення поняттю «алгоритм».
Що означає термін «алгоритм»?
Кожен день людині доводиться вирішувати завдання, які мають різну складність. До простих ми так звикли, що дії для їх вирішення здійснюємо автоматично. Над складними ж потрібно неабияк подумати. Коли з`являється проблема, ми вирішуємо її поетапно, діючи кроками. Так і в математиці, наприклад, для знаходження невідомого в рівнянні потрібно діяти покроково. Ці операції, поступово ведуть до вирішення поставленого завдання, і називаються алгоритмом. Алгоритм - це послідовність дій, які окремо є його кроками. Вони мають певне місце і повинні строго йти один за одним. Існують класи алгоритмів, їх називають класами складності. До кожного з них відносять певну безліч завдань, які мають приблизно однакову складність вирішення.
Властивості, загальні для всіх алгоритмів
Крім алгоритмів, в сучасному світі існує безліч інших інструкцій. Але завдяки деяким властивостям ми можемо відрізнити його від інших. До них відносяться:
- Дискретність - схема алгоритму передбачає рішення поставленого завдання через послідовні дії, які виконуються в строгій черговості.
- Визначеність - всі поставлені умови чіткі і не мають будь-якої двозначності. Алгоритм дій, таким чином, не дає місця для будь-яких імпровізацій. Це дозволяє механічно все виконувати, не потребуючи додаткових підказках.
- Результативність - за кілька етапів алгоритм завжди дає правильне рішення завдання.
- Масовість - алгоритм - це рішення проблеми, що має загальний вигляд. Тобто він застосуємо для всіх завдань певного класу, незалежно від вихідних даних. Їх вибирають з деякого поля під назвою "область застосовності алгоритму".
види алгоритмів
Залежно від різних умов, таких як мета, шлях вирішення, початкові дані, алгоритми поділяються на:
- Механічні - жорстка, єдино вірна послідовність для досягнення необхідного результату (забезпечення роботи двигуна і т. Д.).
- Гнучкі: 1) імовірнісні - мають кілька шляхів для досягнення вірного рішення-2) евристичні - схема алгоритму, яка не має однозначної програми дій (розпорядження і т. Д.), Адже вона заснована на особистих якостях людини, його досвіді.
- Допоміжні - раніше розроблені і повністю призначені для дозволу конкретної задачі.
Алгоритми в інформатиці
Для інформатики алгоритми мають особливе значення. У цій науці їх поділяють на такі види:
- Лінійний - всі дії виконуються послідовно, один за одним.
- Розгалужується алгоритм - це такий, в якому виконання певної умови призводить до вибору одного з двох можливих варіантів подальших дій.
- Циклічний - одні й ті ж дії повторюються над різними вихідними даними, таким чином підбираються найбільш підходящі.
структура алгоритмів
Алгоритми мають свою структуру, яка зазвичай відображається в схемі. Схемою алгоритму називають його графічне зображення у вигляді пов`язаних між собою блоків. Кожен з них відображає один з кроків алгоритму. Опис конкретного дії міститься всередині кожного блоку. Такі схеми зазвичай чертятся для полегшення програмування, так як вони наочні і дають можливість візуально сприйняти обсяг роботи, яку потрібно виконати. Людина може осмислити процес, скорегувати його ще до виникнення помилок.
Правила складання алгоритмів
- Першим правилом є те, що потрібно визначити велику кількість об`єктів, які зможуть піддатися побудованому алгоритму. Програміст за допомогою кодування переводить їх в дані. Вони бувають вхідні і вихідні. Перші служать для початку роботи, другі стають її результатом. Це називається перетворенням даних.
- Друге правило говорить про те, що робота з алгоритмом вимагає вільної пам`яті. Адже без неї не буде можливості розмістити вхідні дані, працювати з ними і отримати вихідні. Пам`ять складається з осередків. Якщо однією з них дати ім`я, вона стане змінною.
- Третє правило вже описувалося вище як одна з характеристик алгоритму, а саме - дискретність. Тобто алгоритм складається з окремих операцій, або кроків.
- Четверте правило нагадує про детермінованості алгоритму. Тобто після кожної дії потрібно вказати, яке буде наступним, або зупинити процес.
- Останнє правило говорить, що після певного числа кроків алгоритм завершує свою роботу, маючи той чи інший результат. А який саме, вказує сам програміст.
Таким чином, алгоритм - це складне поняття, яке до появи ЕОМ використовувалося тільки в математиці і вважалося застарілим. Сьогодні ж його застосовують у всіх сферах життя, однією з найважливіших є інформатика.
