Il concetto di algoritmo e proprietà dell'algoritmo. Tipi di algoritmi

Concetto di algoritmo e proprietà dell'algoritmorappresentano alcuni dei concetti più importanti dell'informatica. Molte persone oggi, nell'era della tecnologia informatica, pensano a cosa sia e gradualmente per un motivo o per l'altro iniziano ad approfondire le basi dell'informatica in modo più dettagliato, mentre la generazione moderna passa attraverso questo materiale già in sesta elementare.

Cos'è?

Qual è il concetto di algoritmo e le proprietà di un algoritmo?

Un algoritmo è una certa sequenza di azioni, cioè, in linea di principio, dobbiamo affrontarle ogni giorno, anche se potremmo non esserne nemmeno consapevoli.

Umano e algoritmo

Ad esempio, se chiediamo a uno dei nostri membrifamiglie per comprare qualcosa nel negozio, impostiamo un algoritmo di azioni, cioè diciamo in dettaglio quali prodotti specifici devono essere acquistati, in quale quantità e anche quali requisiti sono imposti a ciascuno di essi. In questo caso, come accennato in precedenza, viene impostato un chiaro algoritmo di azioni, ad esempio:

1. Vai in un negozio specifico.
2. Scopri se il pane bianco viene venduto lì.
3. Scopri se è fresco.
4. Se le risposte alle domande 2 e 3 sono "sì", vengono acquistati due pani.

Naturalmente, può sembrare che la procedura siaabbastanza normale, e una tale descrizione è piuttosto voluminosa. Ma in realtà, se stiamo parlando di qual è il concetto di algoritmo e le proprietà di un algoritmo nell'informatica moderna, allora le istruzioni possono essere molto più voluminose, poiché l'algoritmo di cui sopra è uno dei più semplici.

Algoritmi in natura

Ogni persona risolve costantemente il megliouna serie di compiti diversi di varia complessità, mentre alcuni di essi sono così semplici da essere risolti in modo completamente automatico, senza nemmeno essere percepiti come un compito specifico. Ad esempio: chiudere la porta con una chiave, lavare, fare colazione, dare da mangiare alla famiglia, ecc.

Ma ci sono altri compiti che lo sonocosì complesse che risolverle richiede lunghe riflessioni, oltre a un notevole sforzo per trovare inizialmente una soluzione e solo successivamente raggiungere l'obiettivo prefissato. Questi compiti includono: imparare una lingua straniera, guadagnare una certa somma di denaro e altri. In altre parole, queste attività richiedono molti passaggi più complessi di quelli necessari per completare l'attività di "acquisto del pane", ma in realtà anche le attività più semplici possono essere risolte in pochi passaggi.

Concetto, tipologie e proprietà

Sotto forma di una specifica sequenza di azioniè possibile descrivere la procedura per risolvere un numero enorme di problemi che una persona incontra nella vita di tutti i giorni, ed è questa sequenza che viene rappresentata in informatica come il concetto di algoritmo e le proprietà di un algoritmo.

Uno dei più famosi di tutti è il cosiddetto algoritmo di Euclide, che determina il massimo divisore di due numeri interi.

Si dovrebbe notare che,considerando il concetto di algoritmo e le sue proprietà, è necessario comprendere correttamente non solo le azioni stesse, ma anche l'ordine in cui vengono eseguite. In effetti, spesso si verificano situazioni in cui, quando viene modificato l'ordine delle azioni nell'algoritmo, in determinate circostanze può risultare non eseguibile. Ad esempio, se vai in un negozio, l'inizio dell'algoritmo sarà qualcosa del genere:

1. Vai in un negozio.
2. Scegli il pane.

O:

1. Scegli il pane.
2. Vai in un negozio.

Se consideriamo l'ultimo algoritmo, allora in taleNel caso, il pane viene inizialmente selezionato, e solo allora andiamo al negozio con un compito definito più precisamente, e se in effetti il ​​pane di cui abbiamo bisogno non è lì, allora l'algoritmo che abbiamo costruito alla fine risulterà essere non- eseguibile.

tipi

I tipi di algoritmi possono essere i seguenti:

• Ciclico. Un algoritmo in cui è presente una struttura ciclica, cioè più ripetizioni di varie azioni.
• Lineare. Un algoritmo che utilizza una struttura di sequenza, ovvero le azioni sono disposte una dopo l'altra.
• Ramificazione. Un algoritmo che utilizza una struttura ramificata in cui un'azione viene selezionata in base al rispetto di una determinata condizione.

proprietà

Le loro proprietà sono le seguenti:

• Determinismo. Quando vengono forniti gli stessi dati iniziali più volte, l'algoritmo inizia ad essere eseguito nello stesso modo, fornendo lo stesso segnale.
• Personaggio di massa. L'algoritmo risolve non solo un problema, ma un insieme di problemi di un certo tipo.
• Efficacia. L'utilizzo dell'algoritmo porta comunque alla soluzione del problema.
• Discrezione. L'algoritmo include una sequenza di azioni, la cui implementazione non presenta alcuna complessità.
• Arto. La sequenza di azioni dell'algoritmo non può essere illimitata o infinita.
• Correttezza. Se un algoritmo è formato per eseguire un'attività specifica, dovrebbe sempre produrre un risultato appropriato.

Algoritmo in informatica

Quando una persona approfondisce gradualmente l'informatica epenserà a quale sia il concetto di algoritmo e le sue proprietà, poi saprà che un algoritmo che ha un errore sarà in un certo senso migliore di quello che funziona, ma lo fa male. Dopotutto, se è presente un errore, il computer ce ne informerà e possiamo successivamente trovarlo e risolverlo, e se l'errore che fa funzionare l'algoritmo in modo errato appare solo in rari casi, allora in questo caso potrebbe appaiono nel momento più cruciale.

Quanto è facile comporre?

Per molte persone, sembra che l'elaborazione delle informazioniun compito abbastanza semplice, ma in realtà non lo è, perché prima devi almeno capire qual è il concetto di algoritmo, le proprietà di un algoritmo e i suoi esecutori. In particolare, si tratta della compilazione di un algoritmo necessario per la corretta elaborazione delle informazioni.

L'esempio più semplice èmanuale utente per un argomento specifico. Se è compilato in modo non professionale, in questo caso l'utente può semplicemente rompere l'oggetto, poiché sarà sbagliato utilizzarlo o non imparare a lavorarci, per non parlare del fatto che potrebbero esserci alcune lesioni fisiche, se noi stanno parlando di una seria tecnica domestica.

Molti diranno che non c'è davvero nientedifficile nella compilazione delle istruzioni per il dispositivo finito, ma in realtà non è così, perché in realtà è molto più facile per la maggior parte delle persone fare qualcosa da sola che spiegare a qualcun altro come farlo.

Ad esempio, quasi tutti gli studenti possono facilmenteutilizza un telefono cellulare oltre a tutte le funzioni in esso contenute e sembra estremamente semplice ed intuitivo. Ma in realtà, non è così facile spiegare come usare un telefono cellulare a una persona che non ha mai tenuto questo dispositivo tra le mani in vita sua, dal momento che avrà un numero enorme di domande, e alcune delle quali no persino sospetto. È in questa situazione che sarà difficile spiegare tutto in accordo con quello che sono il concetto di algoritmo e le proprietà di un algoritmo. La sequenza di azioni sarà incomprensibile e la persona non sarà in grado di eseguirle come necessario per il normale funzionamento del dispositivo.

Quali difficoltà possono sorgere?

Ad esempio, considera come fareun algoritmo per preparare il tè per qualche robot, che, in linea di principio, non sa nulla, e per lui una vera e propria fonte di informazioni sul compito è un algoritmo. Il concetto, i tipi, le proprietà: lo sappiamo tutti, ma per la maggior parte delle persone, il modello mentale di un tale algoritmo è approssimativamente il seguente:

• Prendi una tazza.
• Mettici dentro il tè.
• Aggiungi lo zucchero.
• Versare sopra l'acqua bollente.
• Agitare.

Ma in realtà, un tale algoritmo sarà quasi impossibile da eseguire, poiché il robot non ha buon senso e l'intera procedura è un insieme minimo di informazioni.

La precisione delle azioni è la base dell'algoritmo

La cosa principale da capire quando si considera il concettol'algoritmo e le proprietà dell'algoritmo - l'accuratezza delle azioni, perché il robot non sa nemmeno inizialmente dove prendere la tazza e quale esattamente deve essere presa, mentre anche se la prende, la terrà nella sua mani, dal momento che non aveva il comando di metterlo sul tavolo. Ora avrà bisogno di mettere il tè, ma ancora una volta puoi farlo con le mani, oppure puoi farlo con un cucchiaio, mentre devi conoscere la quantità. Pertanto, appare un numero enorme di vari problemi che devono essere risolti anche nella fase di costruzione di un algoritmo.

Come ti sembra giusto?

Ovviamente, considerando il concetto di algoritmo eproprietà dell'algoritmo, una descrizione accurata può essere formata quasi indefinitamente, ma la seguente sequenza di azioni sarà ottimale in questa situazione:

• Prendi una tazza nella credenza con la scritta "Working".
• Posiziona la tazza capovolta sul tavolo della cucina.
• Prendi i contenitori con le parole "Zucchero" e "Tè" fuori dal mobile, posto a destra del frigorifero, e poi mettili sul tavolo accanto alla tazza.
• Prendi un cucchiaino dalla credenza.
• Versare un cucchiaino pieno dal contenitore etichettato "Tè" nella tazza, seguito da due cucchiaini dal contenitore etichettato "Zucchero".
• Accendi il bollitore.
• Attendi che il bollitore inizi a bollire, quindi versa l'acqua nella tazza fino a quando non è piena per 2/3.
• Mescola il liquido in modo uniforme nella tazza con un cucchiaino per 30 secondi.

Quindi, considerando il concetto di algoritmo eproprietà dell'algoritmo, da cui ogni azione viene eseguita, così come molti altri elementi, sarà possibile arrivare alla costruzione di una sequenza ottimale di azioni. Anche l'algoritmo di cui sopra non può essere definito perfetto e prevede che il robot sappia un gran numero di cose, ma anche con questo esempio, puoi capire quanto sia difficile descrivere effettivamente certe cose che tu ed io conosciamo molto bene fin dall'infanzia.

Cosa devi sapere?

Prima di tutto prima, come truccarsialgoritmo, è necessario determinare quali sono le condizioni iniziali per l'esecuzione di un compito specifico e dovrebbe anche essere noto cosa è necessario ottenere. L'algoritmo stesso è già una sequenza finale di azioni per risolvere un determinato problema, che porta dalle informazioni iniziali a un determinato risultato. In ogni caso, il primato nello sviluppo di un algoritmo di azioni appartiene a una persona e varie persone o tutti i tipi di dispositivi, come satelliti, robot, computer, elettrodomestici avanzati e recentemente anche alcuni giocattoli hanno imparato a eseguire loro, sono impegnati nell'esecuzione di queste azioni.

storia

Al-Khorezmi è la persona che è stata la primaha definito il concetto di algoritmo e le proprietà dell'algoritmo. Questo concetto ha acquisito un carattere di massa dopo un certo tempo, quando ha ricevuto un significato più ampio, e ha anche iniziato a determinare le regole esatte per una determinata azione. Oggi, questo concetto è percepito da molti come uno dei concetti più importanti di una scienza come l'informatica, senza la quale è quasi impossibile immaginare.

Lo stesso Al-Khorezmi visse nel IX secolo d.C. eVale la pena notare che l'originale arabo originale, che esponeva le sue opere aritmetiche, è andato perduto, ma c'è una traduzione con la quale l'Europa occidentale è stata finalmente in grado di familiarizzare con il sistema numerico posizionale decimale, così come le regole di base per l'esecuzione varie operazioni aritmetiche.

Lo scienziato si è sforzato di garantire che le regole chesono stati formulati da lui, erano estremamente comprensibili per qualsiasi persona alfabetizzata. Era estremamente difficile raggiungere questo obiettivo in un secolo in cui non esisteva ancora un simbolismo matematico a tutti gli effetti, ma lo scienziato era in grado nei suoi scritti di ottenere alla fine una prescrizione verbale chiara e allo stesso tempo rigorosa, secondo la quale il lettore non avere l'opportunità di eludere i compiti prescritti o saltare determinate azioni. ...

Nella traduzione latina, le opere dello scienziato sono state presentate inl'unico libro intitolato Algorizmi Said. Nel tempo, le persone hanno iniziato a dimenticare gradualmente che Algorizmi è l'autore di tali regole, a seguito delle quali le regole hanno iniziato a essere chiamate algoritmi. Così, gradualmente "ha detto Algorizmi" è stato trasformato ed è diventato "dice l'algoritmo".