Всем Кибер привет! А что такое алгоритмизация? Вот сейчас и узнаем.
Давайте сначала разберем что значит алгоритм.
Алгоритм – это строго определенная последовательность действий, определяющих процесс перехода от исходных данных к искомому результату.
Каждый из нас, даже не подозревая этого, постоянно использует алгоритмы в повседневной жизни. Даже когда мы завариваем чай или варим пельмени, любой набор последовательных действий, который мы используем это и есть алгоритм. Такая сложная и такая простая штука этот алгоритм.
Порядок действий считается алгоритмом в том случае, если он обладает определенными свойствами. А какими свойствами?
Свойства алгоритма.
1. Дискретность. Алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательность выполнения простых действий (шагов, этапов). При этом для выполнения каждого действия алгоритма требуется время.
2. Детерминированность (Однозначность). Каждое действие (шаг, этап) должно быть четким, однозначным, исключающим произвольное толкование и не оставляющим места для двусмысленности. Выполнение алгоритма носит, по сути, механический характер и не требует никаких дополнительных указаний.
3. Результативность. Алгоритм должен приводить к решению задачи или сообщению, что задача решений не имеет за конечное число шагов.
4. Конечность. Каждое отдельное действие, как и весь алгоритм должны иметь возможность реального исполнения. Поэтому алгоритм имеет придел, т. е. конечен.
5.Массовость.Алгоритм разрабатывается в общем виде так, чтобы его можно было применять для класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные выбираются из некоторой области, которая называется областью применяемости алгоритма. Например, для решения квадратного уравнения ах^2 +bx+c=0, коэффициенты действительные числа, а ≠ 0, и а, в, с – различные.
Способы записи алгоритмов.
Существуют разные способы записи алгоритмов – словесно-формульный, графический, операторный (программа на алгоритмическом языке).
а) Словесно-формульный способ. Например, требуется решить квадратное уравнение ax^2 +bx+c=0 в области действительных чисел. Математической моделью этой задачи является известная формула корней квадратного уравнения:
На основании этой формулы запишем алгоритм:
1. Задать значения, а, b, c. 2.
2.Вычислить дискриминант d =b^2 -4ac.
3. Сравнить дискриминант с нулем, если он больше нуля, то вычислить корни по формуле нахождения корней и перейти к п. 4, иначе сообщить: «В области действительных чисел уравнение решений не имеет».
4. Записать результат: «Корни уравнения у1 и у2».
б) Графический способ описания алгоритма иначе называют блок - схемой. В блок-схемах используются геометрические фигуры, каждая из которых изображает какую-либо операцию или действие, а также этап процесса решения задачи. Каждая фигура называется блоком. Порядок выполнения этапов показывается стрелками, соединяющими блоки. Блоки необходимо размещать сверху вниз или слева направо в порядке их выполнения.
Правила построения алгоритмов на языке блок-схем.
1. Блок-схема строится сверху вниз.
2. В любой блок-схеме имеется один элемент, соответствующий началу, и один элемент, соответствующий концу.
3. Должен быть хотя бы один путь из начала блок-схемы к любому элементу.
4. Должен быть хотя бы один путь от каждого элемента блок-схемы в конец блок-схемы.
в) Операторный способ (алгоритмический язык). Алгоритм – это задание для исполнителя. Исполнитель выполняет алгоритм, т. е. делает то, что написано в алгоритме. Если исполнитель точно выполнит то, что написано в алгоритме, то он получит результат.
Человек, автоматическое устройство, компьютер – это разные исполнители алгоритмов. Для того чтобы компьютер мог выполнить алгоритм, его надо написать на понятном компьютеру языке. Компьютер понимает машинный язык. Например, равенство х = у на машинном языке имеет вид: 111101110011110111110101.
Понятно, что человеку трудно писать и читать алгоритмы на машинном языке. Человек легко может писать и читать на естественном языке. Но нельзя научить компьютер понимать естественный язык потому, что в естественном языке много слов и нет строгих правил записи предложений.
Для того чтобы человек и компьютер понимали друг друга, разработаны специальные языки для записей алгоритмов – алгоритмические языки. Самые известные алгоритмические языки – это Бейсик (Basic), Паскаль (Pascal), Фортран (Fortran).
Алгоритмический язык отличается от машинного языка тем, что состоит из слов и символов, как естественный язык. Алгоритмический язык отличается от естественного языка тем, что в нем мало основных слов (обычно 30-40) и очень строгие правила составления предложений. Основные слова алгоритмического языка называют служебными словами. В алгоритмических языках используют слова английского алфавита. Алгоритмический язык легко понимает и человек, и компьютер.
Алгоритм, который записан на алгоритмическом языке, – это программа для компьютера. Каждое предложение в программе – это оператор. Например, можно написать программу решения квадратного уравнения ax^2 +bx+c=0 на компьютере. На алгоритмическом языке Бейсик эта программа будет выглядеть так:
Типы алгоритмов.
Алгоритмы бывают линейные, разветвляющиеся и циклические.
Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором действия выполняются только один раз и строго в том порядке, в котором они записаны. Линейные алгоритмы в математике – это, например, вычисление площадей фигур.
Разветвляющийся алгоритм – это алгоритм, в котором то или иное действие выполняется после анализа условия. Процесс анализа условия и выбора одной из ветвей на блок-схеме показывают с помощью логического блока.
Процесс анализа условия и выбора одной из ветвей на блок-схеме показывают с помощью логического блока. Логический блок имеет один вход и два выхода (ветвь «да» и ветвь «нет»). В блок-схемах разветвляющихся алгоритмов всегда есть логический блок. Ничего сложного, правда?
Циклический алгоритм (цикл)- это алгоритм, в котором группа операторов выполняется несколько раз подряд.
Выполняется циклический алгоритм так: сначала проверяется условие, если условие верно (истина), то выполняется тело цикла (действия или группа операторов) и, далее, изменяются значения параметра цикла и снова проверяется условие и т. д. На каком-то шаге условие не выполнится (ложь) и тогда происходит выход из цикла и продолжается выполнение программы.
И так, основы мы разобрали. Мы молодцы. До скорых встреч в сети!