Thuật toán: khái niệm, tính chất, cấu trúc và loại

Hầu như tất cả mọi thứ trong thế giới của chúng tôi phụ thuộc vào một số luật lệ và quy định. Khoa học hiện đại không đứng yên, do đó khối lượng của nhân loại biết đến công thức và các thuật toán, sau đó người ta có thể tính toán và để tái tạo một loạt các hoạt động và cơ cấu tạo bởi thiên nhiên, và mang đến cho cuộc sống ý tưởng của một con người gây ra.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về các khái niệm cơ bản của thuật toán.

Câu chuyện về thuật toán

Algorithm - một khái niệm được giới thiệu vào thế kỷ XII. Từ "thuật toán" có nguồn gốc từ tên Latin của việc giải thích của các nhà toán học nổi tiếng của Trung Đông Mohammed Al Khwarizmi, người đã viết cuốn sách "Trên tài khoản của Ấn Độ". Cuốn sách này mô tả làm thế nào để viết các số tự nhiên, sử dụng chữ số Ả Rập, và một thuật toán cột mô tả các hành động trên những con số này.

Trong thế kỷ XII cuốn sách "Trên tài khoản của Ấn Độ" đã được dịch sang tiếng Latin, sau đó, và không có định nghĩa này.

tương tác thuật toán với con người và máy

Tạo một thuật toán đòi hỏi một cách tiếp cận sáng tạo, vì vậy danh sách mới của các hành động liên tiếp chỉ có thể tạo một chúng sanh. Nhưng đối với việc thực hiện các quy định hiện hành không nhất thiết phải có trí tưởng tượng để đối phó với điều đó ngay cả những máy móc vô hồn.

Một ví dụ tuyệt vời về hướng dẫn thực hiện chính xác được đưa ra lò vi sóng trống, mà vẫn tiếp tục hoạt động bất chấp sự vắng mặt của thực phẩm bên trong.

Chủ đề hay đối tượng, mà không nhất thiết phải đi sâu vào bản chất của thuật toán được gọi là một người biểu diễn chính thức. Người cũng có thể trở thành một người biểu diễn chính thức, nhưng trong trường hợp phi lợi nhuận của một diễn viên hành động có đầu óc có thể làm tất cả mọi thứ của riêng mình. Do đó, các diễn viên chính là các máy tính, lò vi sóng, điện thoại và các thiết bị khác. Khái niệm về thuật toán trong khoa học máy tính là quan trọng nhất. Mỗi thuật toán được thực hiện với sự mong đợi của một vấn đề cụ thể, có tính đến các hành động cho phép. Các đối tượng mà chủ thể được quyền áp dụng các hướng dẫn tạo nên một trong những người biểu diễn.

Hầu như tất cả mọi thứ trong thế giới của chúng tôi phụ thuộc vào một số luật lệ và quy định. Khoa học hiện đại không đứng yên, do đó khối lượng của nhân loại biết đến công thức và các thuật toán, sau đó người ta có thể tính toán và tạo lại các thiết lập của các hành động và sáng tạo của thiên nhiên và nhận ra những ý tưởng phát minh bởi người đàn ông. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về các khái niệm cơ bản của thuật toán.

một thuật toán là gì?

Hầu hết các hành động mà chúng ta thực hiện trong quá trình của cuộc đời mình, đòi hỏi phải tuân thủ các quy tắc nhất định. Về cách một người có ý tưởng đúng về những gì, như thế nào và theo thứ tự nào nó nên phụ thuộc vào chất lượng và kết quả của nhiệm vụ của nó. Kể từ thời thơ ấu, cha mẹ đang cố gắng làm việc trong nó Chad thuật toán hoạt động cơ bản, chẳng hạn như: thức dậy, điền giường, rửa và đánh răng, làm bài tập, ăn sáng và như vậy, danh sách trong đó người đàn ông thực hiện trong suốt cuộc đời của mình vào buổi sáng cũng có thể được coi là một loại thuật toán ...

Algorithm - một khái niệm biểu thị một tập hợp các hướng dẫn mà một người phải thực hiện để giải quyết một vấn đề cụ thể.

Nói chung, các thuật toán có nhiều định nghĩa, một số nhà nghiên cứu mô tả nó một cách khác.

Nếu thuật toán được sử dụng bởi người đàn ông mỗi ngày, mọi người đều có riêng của mình, và có thể thay đổi tùy theo độ tuổi và tình huống trong đó là một người biểu diễn, sau đó một tập hợp các hành động được thực hiện để giải quyết một vấn đề toán học hoặc cho việc sử dụng các công nghệ, một cho tất cả và luôn luôn vẫn giữ nguyên.

Có một khái niệm khác nhau của thuật toán, một loạt các thuật toán khác nhau, quá - ví dụ, đối với một người theo đuổi mục đích nào, và cho công nghệ.

Trong thời đại của thông tin người công nghệ thực hiện bộ hàng ngày của soạn hướng dẫn cho họ bởi những người khác, bởi vì kỹ thuật này đòi hỏi phải sử dụng thực hiện chính xác của một số hành động. Do đó, nhiệm vụ chính của giáo viên trong nhà trường - để dạy trẻ em sử dụng các thuật toán để nhanh chóng nắm bắt và thay đổi quy định hiện hành, phù hợp với tình hình. Cấu trúc của thuật toán là một trong những khái niệm được học trong lớp Toán và Tin học tại mỗi trường.

Các tính chất cơ bản của thuật toán

1. Nghị quyết (chuỗi các hành động cá nhân) - bất kỳ thuật toán phải được thể hiện dưới dạng một loạt các bước đơn giản, mỗi trong số đó phải bắt đầu sau khi trước đó.

2. Định nghĩa - mọi hành động của thuật toán nên càng đơn giản và dễ hiểu đối với người biểu diễn không có câu hỏi và không có quyền tự do hành động.

3. Năng suất - mô tả của thuật toán phải rõ ràng và đầy đủ, vì vậy mà sau khi thực hiện tất cả các nhiệm vụ hướng dẫn đạt một kết thúc logic.

4. Khối lượng - các thuật toán phải được áp dụng cho một lớp học toàn bộ các vấn đề có thể được giải quyết chỉ bằng cách thay đổi các con số thuật toán. Mặc dù người ta tin rằng đoạn cuối cùng không áp dụng cho các thuật toán, và cho tất cả các phương pháp toán học nói chung.

Thông thường trong trường để cung cấp cho trẻ em một mô tả rõ ràng về thuật toán, giáo viên trích dẫn ví dụ về nấu ăn sách dạy nấu ăn, làm thuốc theo toa hoặc quá trình làm xà phòng được dựa trên lớp thạc sĩ. Tuy nhiên, do bất động sản thứ hai của thuật toán, trong đó nêu rằng tất cả các điểm của thuật toán phải quá rõ ràng rằng nó có thể thực hiện hoàn toàn bất cứ ai và ngay cả một máy, có thể kết luận rằng bất kỳ quá trình đó đòi hỏi phải có một biểu hiện của ít nhất một số thuật toán ưa thích nó không thể được gọi. Một nấu ăn và may vá đòi hỏi kỹ năng nhất định và trí tưởng tượng phát triển tốt.

Có nhiều loại khác nhau của các thuật toán, nhưng có ba cái chính.

thuật toán theo chu kỳ

Trong loại này, một số điểm được lặp đi lặp lại nhiều lần. Danh sách các hành động đó phải được lặp đi lặp lại để đạt được mục tiêu, gọi là cơ thể của thuật toán.

Lần lặp của vòng lặp - là hoàn thành tất cả các mục có trong cơ thể của vòng lặp.
Phần của chu kỳ liên tục thực hiện một số lần, được gọi là chu kỳ với một số cố định của lần lặp lại.

Những phần của chu kỳ, tần số lặp lại trong số đó phụ thuộc vào một số điều kiện được gọi là không xác định.

Hình thức đơn giản của chu kỳ - là cố định.

Có hai loại các thuật toán theo chu kỳ:

• Vòng lặp với một điều kiện tiên quyết. Trong trường hợp này, cơ thể của vòng lặp kiểm tra tình trạng của nó trước khi nó sẽ được thực thi.

• Chu kỳ với hậu điều kiện. Trong một chu kỳ với hậu điều kiện kiểm tra điều kiện đưa ra sau khi thực hiện vòng lặp.

loại tuyến tính của thuật toán

Chủ sở hữu của mạch như vậy được thực hiện một lần trong chuỗi, trong đó họ được trình bày. Ví dụ, một thuật toán tuyến tính có thể được coi như việc điền quá trình ngủ hoặc đánh răng. Cũng đề cập đến loại hình này ví dụ toán học, mà chỉ trình bày các hoạt động của cộng và trừ.

thuật toán phân nhánh

Các loại phân nhánh có nhiều lựa chọn, một số trong số họ sẽ được áp dụng tùy thuộc vào các điều kiện.

Ví dụ. Câu hỏi: "Có mưa?" câu trả lời có thể: "Có" hoặc "Không". Nếu "có" - mở ô, nếu "không" - đặt một chiếc ô trong một túi.

Thuật toán phụ trợ

Thuật toán phụ trợ có thể được sử dụng trong các thuật toán khác bằng cách xác định chỉ tên của nó.

Điều khoản trong thuật toán

Điều kiện là giữa dòng chữ "nếu" và "sau đó."

Ví dụ, nếu bạn biết tiếng Anh, nhấn một. Đề xuất này là một phần của tình trạng của cụm từ "bạn biết tiếng Anh."

Dữ liệu - thông tin mà chịu một số ý nghĩa và trình bày theo cách như vậy mà họ có thể được chuyển giao và sử dụng cho thuật toán này.

Quá trình thuật toán - một quyết định với dữ liệu nhất định của vấn đề bởi các thuật toán.

Cấu trúc của thuật toán

Thuật toán có thể có một cấu trúc khác nhau. Để mô tả các thuật toán, các khái niệm về phụ thuộc vào cấu trúc của nó, bạn có thể sử dụng một số cách khác nhau, chẳng hạn như: ngôn ngữ, đồ họa, với sự giúp đỡ của một ngôn ngữ thuật toán phát triển đặc biệt.

Phương pháp nào sẽ được sử dụng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: sự phức tạp của vấn đề, làm thế nào đến từng chi tiết quá trình giải quyết vấn đề, và vân vân ..

Phiên bản đồ họa phát triển thuật toán

Đồ họa thuật toán - một khái niệm nghĩa của việc mở rộng các hoạt động được thực hiện cho một nhiệm vụ cụ thể, cho hình dạng hình học nhất định.

Sơ đồ khối được miêu tả không phải là khủng khiếp. Để có thể hiểu được bất kỳ người nào thường xuyên nhất được sử dụng sơ đồ và strukturogrammy Nassi-Shneiderman.

Ngoài ra, các sơ đồ mô tả phù hợp với GOST 19.701-90 và GOST 19,003-80.
hình dạng đồ họa được sử dụng trong các thuật toán được chia thành:

• Key. hình ảnh quan trọng được sử dụng để tham khảo các hoạt động cần thiết cho việc xử lý dữ liệu trong việc giải quyết vấn đề.

• Phụ trợ. Phụ trợ cần hình ảnh để tham khảo các cá nhân, không phải là quan trọng nhất, các yếu tố của giải pháp.

Trong các thuật toán đồ họa hình học dùng để mô tả dữ liệu, được gọi là khối.

Tất cả các khối trong chuỗi là "từ trên xuống" và "trái" - đây là hướng đi đúng đắn của dòng chảy. Khi các dòng đúng trình tự nối các khối không chỉ hướng. Trong trường hợp khác, theo hướng dòng được chỉ định bởi các mũi tên.

Tại các thuật toán schema đúng không nên có nhiều hơn một lối ra từ các đơn vị chế biến và ít nhất hai kết quả đầu ra của các khối chịu trách nhiệm về hoạt động lý và các điều kiện.

Làm thế nào để xây dựng một quyền thuật toán?

Cấu trúc của thuật toán, như đã nói ở trên, phải được xây dựng phù hợp với GOST, nếu không nó sẽ không được rõ ràng và dễ tiếp cận cho người khác.

Thủ tục chung để ghi âm bao gồm các mục sau đây:

Tên tài khoản nó sẽ được rõ ràng những gì có thể đạt được với sự giúp đỡ của chương trình này.

Mỗi thuật toán phải được đánh dấu rõ ràng với một sự khởi đầu và kết thúc.

Trong thuật toán phải được mô tả rõ ràng tất cả các dữ liệu, cả đầu vào và đầu ra.

Trong việc xây dựng các thuật toán cần lưu ý các bước mà sẽ làm cho các bước cần thiết để giải quyết vấn đề trên dữ liệu đã chọn. Một hình thức đặc trưng của thuật toán:

• Tên schema.
• Dữ liệu.
• Bắt đầu.
• Đội.
• End.

xây dựng phù hợp của chương trình này rất nhiều sẽ tạo điều kiện cho các thuật toán tính toán.

hình học, chịu trách nhiệm về các bước khác nhau trong thuật toán

Theo chiều ngang thanh lý khoản xoan - đầu và kết thúc (hoàn thành token).

Ngang xử lý hình chữ nhật - tính toán, hoặc các hành động khác (quá trình đánh dấu).

Ngang xử lý hình bình hành - đầu vào hay đầu ra (đánh dấu dữ liệu).

kim cương theo chiều ngang hướng - việc xác minh (các giải pháp hiệu).

Các mọc dài, chiều ngang xử lý hình lục giác - sửa đổi (đánh dấu chuẩn bị).

các thuật toán mô hình được thể hiện trong hình bên dưới.

lựa chọn công thức bằng lời xây dựng một thuật toán.

Formula-bằng lời nói thuật toán bằng văn bản dưới mọi hình thức, trong thuật ngữ của các lĩnh vực mà các nhiệm vụ thuộc. Mô tả các hành động thực hiện theo cách như vậy với các từ và công thức.

Khái niệm về thuật toán trong khoa học máy tính

Trong lĩnh vực máy tính tất cả mọi thứ được dựa trên các thuật toán. Nếu không có hướng dẫn rõ ràng, được giới thiệu dưới dạng một mã số đặc biệt mà sẽ không làm việc, không có thiết bị hay phần mềm. Trên bài học của sinh viên khoa học máy tính để cố gắng đưa ra các khái niệm cơ bản của thuật toán, và học cách sử dụng chúng một cách độc lập để tạo ra chúng.

Sáng tạo và sử dụng các thuật toán trong khoa học máy tính - quá trình sáng tạo hơn, ví dụ, thực hiện các hướng dẫn để giải quyết vấn đề trong toán học.

Ngoài ra còn có một chương trình đặc biệt "Thuật toán", giúp mọi người ngu dốt trong lĩnh vực lập trình và tạo ra các chương trình riêng của họ. Tài liệu này có thể trở thành một công cụ không thể thiếu đối với những người thực hiện các bước đầu tiên của họ trong khoa học máy tính và muốn tạo trò chơi của riêng của họ hoặc bất kỳ chương trình khác.

Mặt khác, bất kỳ chương trình - thuật toán. Nhưng nếu các thuật toán mang chỉ các hành động mà cần phải thực hiện, chèn dữ liệu của bạn, chương trình đã có dữ liệu làm sẵn. Một điểm khác biệt - là chương trình có thể được cấp bằng sáng chế, và thuộc quyền sở hữu tư nhân, và thuật toán thì không. Algorithm - một khái niệm rộng hơn so với chương trình.

phần kết luận

Trong bài viết này, chúng tôi đã thảo luận về khái niệm của thuật toán và các loại của nó, học cách viết các chương trình đồ họa.