Манай дэлхий дээрх бараг бүх зүйл зарим хууль дүрэмд захирагддаг. Орчин үеийн шинжлэх ухаан зогсохгүй байгаа бөгөөд үүний ачаар хүн төрөлхтөн маш олон томьёо, алгоритмыг мэддэг бөгөөд үүний ачаар та байгалиас бий болгосон олон үйлдэл, бүтцийг тооцоолж, дахин бүтээж, хүний зохион бүтээсэн санааг амьдралд хэрэгжүүлэх боломжтой.
Энэ нийтлэлд бид алгоритмын үндсэн ойлголтуудад дүн шинжилгээ хийх болно.
Алгоритм үүссэн түүх
Алгоритм - XII зуунд гарч ирсэн ойлголт. "Алгоритм" гэдэг үг нь өөрөө "Энэтхэгийн тооллогын тухай" номыг бичсэн Дундад дорнодын алдарт математикч Мухаммед аль-Хорезмигийн нэрийг латинаар орчуулснаас гаралтай. Энэхүү ном нь араб тоогоор натурал тоог хэрхэн зөв бичихийг тайлбарлаж, эдгээр тоон дээрх багана бүхий үйлдлийн алгоритмыг тайлбарласан болно.
12-р зуунд "Энэтхэгийн дансны тухай" номыг латин хэл рүү орчуулж, улмаар энэ тодорхойлолт гарч ирэв.
Хүн ба машинтай алгоритмын харилцан үйлчлэл
БүтээлтАлгоритм нь бүтээлч хандлагыг шаарддаг тул зөвхөн амьд биет л дараалсан үйлдлийн шинэ жагсаалтыг үүсгэж чадна. Гэхдээ одоо байгаа зааврыг хэрэгжүүлэхийн тулд уран зөгнөл байх шаардлагагүй, бүр сүнсгүй технологи ч үүнийг зохицуулж чадна.
Өгөгдсөн зааврыг ягштал дагаж мөрддөг гайхалтай жишээ бол дотор нь хоол байхгүй ч ажиллаж байгаа хоосон богино долгионы зуух юм.
Алгоритмын мөн чанарыг ойлгох шаардлагагүй субьект эсвэл объектыг албан ёсны гүйцэтгэгч гэж нэрлэдэг. Хүн мөн албан ёсны үүрэг гүйцэтгэгч болж чадна, гэхдээ нэг эсвэл өөр үйлдэл нь ашиггүй тохиолдолд сэтгэдэг гүйцэтгэгч бүх зүйлийг өөрийнхөөрөө хийж чадна. Тиймээс гол гүйцэтгэгчид нь компьютер, богино долгионы зуух, утас болон бусад тоног төхөөрөмж юм. Компьютерийн шинжлэх ухаанд алгоритмын тухай ойлголт хамгийн чухал юм. Алгоритм бүрийг зөвшөөрөгдсөн үйлдлүүдийг харгалзан тодорхой сэдвийн хүлээлтээр эмхэтгэсэн болно. Субьект зааварчилгааг хэрэглэж болох объектууд нь гүйцэтгэгчийн орчинг бүрдүүлдэг.
Манай дэлхий дээрх бараг бүх зүйл зарим хууль дүрэмд захирагддаг. Орчин үеийн шинжлэх ухаан зогсохгүй байгаа бөгөөд үүний ачаар хүн төрөлхтөн маш олон томьёо, алгоритмыг мэддэг бөгөөд үүний дагуу та байгалийн олон үйлдэл, бүтээлийг тооцоолж, дахин бүтээж, хүний зохион бүтээсэн санааг амьдралд хэрэгжүүлэх боломжтой болно. Энэ нийтлэлд бид алгоритмын үндсэн ойлголтуудад дүн шинжилгээ хийх болно.
Алгоритм гэж юу вэ?
Бидний амьдралынхаа туршид хийдэг ихэнх үйл ажиллагаа нь хэд хэдэн дүрмийг дагаж мөрдөхийг шаарддаг. Тухайн хүн хэр их зөв ойлголттой байдаг вэ гэдгээсюу, хэрхэн, ямар дарааллаар хийх нь түүнд өгсөн үүрэг даалгаврын чанар, үр дүнгээс хамаарна. Бага наснаасаа эхлэн эцэг эхчүүд хүүхдэдээ гол үйлдлүүдийн алгоритмыг хөгжүүлэхийг хичээдэг, жишээлбэл: сэрэх, ороо засах, шүдээ угааж, угаах, дасгал хийх, өглөөний цай уух гэх мэт хүний хийдэг жагсаалт. Түүний бүх амьдралынхаа өглөөг бас нэг төрлийн алгоритм гэж үзэж болно.
Алгоритм гэдэг нь тухайн хүн тодорхой асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд дагаж мөрдөх зааварчилгааг илэрхийлдэг ойлголт юм.
Ерөнхийдөө алгоритм нь олон тодорхойлолттой бөгөөд үүнийг хэд хэдэн эрдэмтэд өөр өөрөөр тодорхойлдог.
Хэрэв хүний өдөр тутам ашигладаг алгоритм нь хүн бүрийн хувьд өөр бөгөөд тухайн жүжигчний нас, нөхцөл байдлаас хамааран өөрчлөгдөж болох юм бол математикийн асуудлыг шийдэхийн тулд хийх шаардлагатай үйлдлүүдийн багц эсвэл технологийг ашиглах нь хүн бүрт адилхан бөгөөд үргэлж ижил хэвээр байна.
Алгоритм гэж өөр ойлголт байдаг, алгоритмын төрлүүд нь бас өөр өөр байдаг - жишээлбэл, зорилгынхоо төлөө явж буй хүн болон технологийн хувьд.
Мэдээллийн технологийн эрин зуунд хүмүүс өдөр бүр өөр хүмүүсийн өмнө нь бий болгосон зааврыг дагаж мөрддөг, учир нь технологи нь ашиглах үед хэд хэдэн үйлдлийг нарийн гүйцэтгэхийг шаарддаг. Тиймээс сургуулийн багш нарын гол үүрэг бол хүүхдүүдэд алгоритмыг хэрхэн ашиглах, одоо байгаа дүрмийг хурдан ойлгох, өнөөгийн нөхцөл байдалд тохируулан өөрчлөх явдал юм. Эдгээрийн нэг нь алгоритмын бүтэц юмСургууль бүрийн математик, компьютерийн шинжлэх ухааны хичээлд судлагдсан ойлголтууд.
Алгоритмын үндсэн шинж чанарууд
1. Салангид байдал (хувь хүний үйлдлүүдийн дараалал) - аливаа алгоритмыг энгийн үйлдлүүдийн дарааллаар дүрсэлсэн байх ёстой бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь өмнөх үйлдлийг хийж дууссаны дараа эхлэх ёстой.
2. Тодорхой байдал - алгоритмын үйлдэл бүр нь маш энгийн бөгөөд ойлгомжтой байх ёстой бөгөөд гүйцэтгэгчид ямар ч асуулт байхгүй бөгөөд үйлдлийн эрх чөлөөгүй байх ёстой.
3. Үр ашиг - алгоритмын тайлбар нь тодорхой бөгөөд бүрэн дүүрэн байх ёстой бөгөөд ингэснээр бүх зааврыг гүйцэтгэсний дараа даалгавар логик төгсгөлдөө хүрнэ.
4. Масс тэмдэгт - алгоритм нь бүхэл бүтэн ангиллын асуудалд хамаарах ёстой бөгөөд үүнийг зөвхөн алгоритм дахь тоог өөрчлөх замаар шийдэж болно. Хэдийгээр сүүлийн цэг нь алгоритмд хамаарахгүй, ерөнхийдөө бүх математик аргуудад хамаатай гэсэн үзэл бодол байдаг.
Сургуулиудад хүүхдүүдэд алгоритмын талаар илүү сайн ойлголт өгөхийн тулд багш нар хоолны номноос хоол хийх, жороор эм хийх, мастер анги дээр үндэслэн саван хийх процессыг жишээ болгон ашигладаг. Гэсэн хэдий ч алгоритмын хоёрдахь шинж чанарыг харгалзан үзэхэд алгоритмын зүйл бүрийг ямар ч хүн, тэр ч байтугай машин гүйцэтгэж чадахуйц тодорхой байх ёстой гэсэн үг юм. Төсөөллийн хувьд алгоритмыг нэрлэх боломжгүй. Мөн хоол хийх, зүү урлах нь тодорхой ур чадвар, сайн хөгжсөн төсөөлөл шаарддаг.
Өөр өөр төрлийн алгоритмууд байдаг,гэхдээ үндсэн гурван зүйл бий.
Цикл алгоритм
Энэ төрөлд зарим зүйл хэд хэдэн удаа давтагддаг. Зорилгодоо хүрэхийн тулд давтах ёстой үйлдлүүдийн жагсаалтыг алгоритмын бие гэж нэрлэдэг.
Давталтын давталт гэдэг нь давталтын үндсэн хэсэгт багтсан бүх зүйлийг гүйцэтгэх явдал юм. Тодорхой тооны удаа тогтмол хийгдэж байгаа давталтын хэсгүүдийг тогтмол тоотой давталт гэнэ. давталтын тоо.
Циклийн давтамж нь хэд хэдэн нөхцлөөс хамаардаг эдгээр хэсгүүдийг тодорхойгүй гэж нэрлэдэг.
Хамгийн энгийн мөчлөг нь тогтмол.
Хоёр төрлийн мөчлөгийн алгоритм байдаг:
- Урьдчилсан нөхцөлтэй давталт. Энэ тохиолдолд давталтын бие нь гүйцэтгэхээсээ өмнө түүний нөхцөл байдлыг шалгадаг.
- Дараах нөхцөл бүхий гогцоо. Дараах нөхцөл бүхий гогцоонд давталтын төгсгөлийн дараа нөхцөлийг шалгана.
Алгоритмуудын шугаман төрлүүд
Ийм хэлхээний зааварчилгааг үзүүлсэн дарааллаар нь нэг удаа гүйцэтгэнэ. Жишээлбэл, ор хийх эсвэл шүдээ угаах үйл явцыг шугаман алгоритм гэж үзэж болно. Энэ төрөлд зөвхөн нэмэх, хасах үйлдлүүд байдаг математик жишээнүүд бас багтана.
Салбарлах алгоритм
Салбарлах төрөлд хэд хэдэн сонголт байдаг бөгөөд аль нэгийг нь тухайн нөхцөл байдлаас шалтгаална.
Жишээ. Асуулт: "Бороо орж байна уу?" Хариултын сонголтууд: "Тийм" эсвэл "Үгүй". Хэрвээ"тийм" - шүхрээ нээ, "үгүй" бол шүхрээ цүнхэнд хийнэ.
Туслах алгоритм
Туслах алгоритмыг зөвхөн нэрийг нь зааж өгснөөр бусад алгоритмд ашиглаж болно.
Алгоритмуудаас олдсон нэр томъёо
Нөхцөл нь "хэрэв" болон "тэгвэл" гэсэн үгсийн хооронд байна.
Жишээ нь: хэрэв та англи хэл мэддэг бол нэгийг дарна уу. Энэ өгүүлбэрт "та англи хэл мэддэг" хэллэгийн хэсэг нь нөхцөл байх болно.
Өгөгдөл гэдэг нь тодорхой утгын ачааллыг агуулсан мэдээлэл бөгөөд үүнийг дамжуулж, энэ алгоритмд ашиглах боломжтой байдлаар илэрхийлэгддэг.
Алгоритмийн процесс - тодорхой өгөгдлийг ашиглан алгоритмын дагуу асуудлыг шийдвэрлэх.
Алгоритмын бүтэц
Алгоритм нь өөр бүтэцтэй байж болно. Үзэл баримтлал нь бүтцээс нь хамаардаг алгоритмыг тайлбарлахын тулд тусгайлан боловсруулсан алгоритмын хэлийг ашиглан аман, график гэх мэт хэд хэдэн аргыг ашиглаж болно.
Аль аргыг ашиглах нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс шалтгаална: даалгаврын нарийн төвөгтэй байдал, асуудлыг шийдвэрлэх үйл явц хэр нарийвчилсан байх шаардлагатай гэх мэт.
Алгоритмын график хувилбар
График алгоритм - тодорхой геометрийн дүрсийн дагуу тодорхой асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд хийх шаардлагатай үйлдлүүдийн задралыг илэрхийлсэн ойлголт.
График диаграмыг санамсаргүй байдлаар харуулаагүй. Тэд чадвартай байхын тулдЯмар ч хүнийг ойлгохын тулд урсгал диаграмм болон Насси-Шнайдерманы бүтцийн графикийг ихэвчлэн ашигладаг.
Мөн блок диаграммыг ГОСТ-19701-90 ба ГОСТ-19.003-80-ын дагуу зурсан. Алгоритмд ашигласан график дүрсийг дараах байдлаар хуваана:
- Үндсэн. Асуудлыг шийдвэрлэх үед өгөгдлийг боловсруулахад шаардлагатай үйлдлүүдийг харуулахын тулд үндсэн зургуудыг ашигладаг.
- Туслах. Туслах зургууд нь асуудлыг шийдвэрлэхэд хамгийн чухал биш, харин хувь хүнийх нь элементүүдийг харуулах шаардлагатай.
График алгоритмд өгөгдлийг илэрхийлэхэд ашигладаг геометрийн дүрсүүдийг блок гэж нэрлэдэг.
Бүх блокууд "дээрээс доош" болон "зүүнээс баруун тийш" гэсэн дарааллаар явдаг - энэ бол урсгалын зөв чиглэл юм. Зөв дарааллаар блокуудыг хооронд нь холбосон шугамууд чиглэлийг харуулахгүй. Бусад тохиолдолд шугамын чиглэлийг сумаар заана.
Зөв алгоритмын схем нь логик үйлдлүүд болон нөхцөл шалгах үүрэгтэй боловсруулах блокуудаас нэгээс олон гарц, блокоос хоёроос бага гарцтай байх ёсгүй.
Алгоритмыг хэрхэн зөв бүтээх вэ?
Алгоритмын бүтцийг дээр дурдсанчлан ГОСТ-ын дагуу хийх ёстой, эс тэгвээс бусдад ойлгомжтой, хүртээмжгүй байх болно.
Бичлэгийн ерөнхий аргачлалд дараах зүйлс багтана:
Энэ схемийг ашиглан ямар асуудлыг шийдэж болох нь тодорхой болох нэр.
Алгоритм бүр тодорхой тэмдэглэгдсэн эхлэл, төгсгөлтэй байх ёстой.
Алгоритмуудбүх өгөгдөл, оролт, гаралт хоёулаа тодорхой бөгөөд тодорхой дүрслэгдсэн байх ёстой.
Алгоритмыг эмхэтгэхдээ сонгосон өгөгдөл дээр асуудлыг шийдвэрлэхэд шаардлагатай үйлдлүүдийг хийх боломжтой үйлдлүүдийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Алгоритмын ойролцоо харагдац:
- Химийн нэр.
- Өгөгдөл.
- Эхлэх.
- Багууд.
- Төгсгөл.
Хэлхээг зөв барих нь алгоритмын тооцоог ихээхэн хөнгөвчлөх болно.
Алгоритм дахь янз бүрийн үйлдлийг хариуцдаг геометрийн дүрсүүд
Хэвтээ зууван - эхлэл ба төгсгөл (төгсгөлийн тэмдэг).
Хэвтээ тэгш өнцөгт - тооцоо эсвэл бусад үйлдэл (процессын тэмдэг).
Хэвтээ параллелограмм - оролт эсвэл гаралт (өгөгдлийн тэмдэг).
Хэвтээ ромб - нөхцөл шалгах (шийдвэрийн тэмдэг).
Унзгасан, хэвтээ зургаан өнцөгт - өөрчлөлт (бэлтгэлийн тэмдэг).
Алгоритм загваруудыг доор харуулав.
Алгоритм бүтээх томъёоны үг хэллэг.
Томъёо-амаар алгоритмыг дурын хэлбэрээр, тухайн даалгавар хамаарах бүсийн мэргэжлийн хэлээр бичдэг. Иймэрхүү үйлдлүүдийн тайлбарыг үг, томъёо ашиглан гүйцэтгэдэг.
Компьютерийн шинжлэх ухаан дахь алгоритмын тухай ойлголт
Компьютерийн талбарт бүх зүйл алгоритм дээр суурилдаг. Тусгай код хэлбэрээр оруулсан тодорхой зааваргүй бол ямар ч техник ажиллахгүйхөтөлбөр. Компьютерийн шинжлэх ухааны хичээл дээр оюутнууд алгоритмын үндсэн ойлголтуудыг өгч, тэдгээрийг хэрхэн ашиглах, бие даан бүтээхийг зааж өгөхийг хичээдэг.
Компьютерийн шинжлэх ухаанд алгоритм үүсгэх, ашиглах нь жишээлбэл математикийн асуудлыг шийдвэрлэх зааврыг дагахаас илүү бүтээлч үйл явц юм.
Програмчлалын тал дээр мэдлэг муутай хүмүүст өөрийн гэсэн программ зохиоход тусалдаг "Алгоритм" тусгай программ бас бий. Ийм эх сурвалж нь компьютерийн шинжлэх ухаанд анхны алхмуудаа хийж байгаа болон өөрийн тоглоом эсвэл бусад программ бүтээхийг хүсч буй хүмүүст зайлшгүй туслах болно.
Нөгөө талаар аливаа программ бол алгоритм юм. Гэхдээ хэрэв алгоритм нь зөвхөн өгөгдлийг оруулах замаар хийх шаардлагатай үйлдлүүдийг агуулдаг бол програм нь аль хэдийн дууссан өгөгдлийг агуулдаг. Өөр нэг ялгаа нь програм нь патентлагдсан, хувийн өмч байж болно, гэхдээ алгоритм нь тийм биш юм. Алгоритм нь программаас илүү өргөн ойлголт юм.
Дүгнэлт
Энэ нийтлэлд бид алгоритмын тухай ойлголт, түүний төрлүүдэд дүн шинжилгээ хийж, график схемүүдийг хэрхэн зөв бичих талаар сурсан.
