Pratiquement tout dans notre monde est soumis à certaines lois et règles. La science moderne ne reste pas immobile, grâce à laquelle l'humanité connaît de nombreuses formules et algorithmes, à la suite desquels vous pouvez calculer et recréer de nombreuses actions et structures créées par la nature, et donner vie aux idées inventées par l'homme.
Dans cet article, nous allons analyser les concepts de base de l'algorithme.
L'histoire de l'émergence des algorithmes
Algorithme - un concept apparu au XIIe siècle. Le mot "algorithme" lui-même vient de l'interprétation latine du nom du célèbre mathématicien du Moyen-Orient Muhammad al-Khwarizmi, qui a écrit le livre "On Indian Counting". Ce livre décrit comment écrire correctement les nombres naturels en utilisant des chiffres arabes et décrit l'algorithme des actions avec une colonne sur ces nombres.
Au 12ème siècle, le livre "On the Indian Account" a été traduit en latin, puis cette définition est apparue.
Interaction de l'algorithme avec l'homme et la machine
CréationL'algorithme nécessite une approche créative, donc seul un être vivant peut créer une nouvelle liste d'actions séquentielles. Mais pour l'exécution des instructions existantes, il n'est pas nécessaire d'avoir un fantasme, même une technologie sans âme peut gérer cela.
Un excellent exemple de suivre exactement une instruction donnée est un four à micro-ondes vide qui continue de fonctionner malgré l'absence de nourriture à l'intérieur.
Un sujet ou un objet qui n'a pas besoin de comprendre l'essence de l'algorithme est appelé un exécuteur formel. Une personne peut également devenir un exécuteur formel, mais dans le cas où l'une ou l'autre action n'est pas rentable, un exécuteur pensant peut tout faire à sa manière. Par conséquent, les principaux acteurs sont les ordinateurs, les fours à micro-ondes, les téléphones et autres équipements. Le concept d'algorithme en informatique est de la plus haute importance. Chaque algorithme est compilé avec l'attente d'un sujet spécifique, en tenant compte des actions autorisées. Les objets auxquels le sujet peut appliquer des instructions constituent l'environnement de l'exécuteur.
Pratiquement tout dans notre monde est soumis à certaines lois et règles. La science moderne ne reste pas immobile, grâce à laquelle l'humanité connaît de nombreuses formules et algorithmes, à la suite desquels vous pouvez calculer et recréer de nombreuses actions et créations de la nature et donner vie aux idées inventées par l'homme. Dans cet article, nous allons analyser les concepts de base de l'algorithme.
Qu'est-ce qu'un algorithme ?
La plupart des activités que nous réalisons au cours de notre vie nécessitent le respect d'un certain nombre de règles. À partir de combien une personne a une idée correcte de bitce qu'il doit faire, comment et dans quel ordre, dépend de la qualité et du résultat des tâches qui lui sont confiées. Depuis l'enfance, les parents essaient de développer chez leur enfant un algorithme pour les actions principales, par exemple: se réveiller, faire le lit, se laver et se brosser les dents, faire des exercices, prendre le petit déjeuner, etc., la liste qu'une personne fait toute sa vie le matin peut aussi être considérée comme une sorte d'algorithme.
Un algorithme est un concept qui fait référence à un ensemble d'instructions qu'une personne doit suivre pour résoudre un certain problème.
En général, l'algorithme a de nombreuses définitions, plusieurs scientifiques le caractérisent différemment.
Si l'algorithme utilisé par une personne chaque jour est différent pour tout le monde, et peut changer en fonction de l'âge et des situations dans lesquelles l'interprète se trouve, alors l'ensemble des actions qui doivent être effectuées pour résoudre un problème mathématique ou utiliser la technologie est la même pour tout le monde et reste toujours la même.
Il existe un concept différent d'algorithme, les types d'algorithmes diffèrent également - par exemple, pour une personne qui poursuit un objectif et pour la technologie.
À notre époque des technologies de l'information, les gens suivent quotidiennement un ensemble d'instructions créées avant eux par d'autres personnes, car la technologie nécessite l'exécution précise d'une série d'actions lorsqu'elle est utilisée. Par conséquent, la tâche principale des enseignants dans les écoles est d'apprendre aux enfants à utiliser des algorithmes, à saisir rapidement et à modifier les règles existantes en fonction de la situation actuelle. La structure de l'algorithme est l'une de cellesconcepts, qui sont étudiés dans les cours de mathématiques et d'informatique de chaque école.
Propriétés de base de l'algorithme
1. Discrétion (séquence d'actions individuelles) - tout algorithme doit être représenté comme une série d'actions simples, chacune devant commencer après l'achèvement de la précédente.
2. Certitude - chaque action de l'algorithme doit être si simple et claire que l'interprète n'a pas de questions et n'a pas de liberté d'action.
3. Efficacité - la description de l'algorithme doit être claire et complète, de sorte qu'après l'exécution de toutes les instructions, la tâche atteigne sa fin logique.
4. Caractère de masse - l'algorithme doit être applicable à toute une classe de problèmes, qui ne peuvent être résolus qu'en modifiant les nombres dans l'algorithme. Bien qu'il y ait une opinion que le dernier point ne s'applique pas aux algorithmes, mais à toutes les méthodes mathématiques en général.
Souvent dans les écoles, pour donner aux enfants une meilleure compréhension des algorithmes, les enseignants utilisent l'exemple de la cuisine à partir d'un livre de cuisine, de la fabrication de médicaments à partir d'une ordonnance ou de la fabrication d'un processus de fabrication de savon basé sur une classe de maître. Cependant, en tenant compte de la deuxième propriété de l'algorithme, qui dit que chaque élément de l'algorithme doit être si clair qu'il peut être exécuté par absolument n'importe quelle personne et même une machine, nous pouvons conclure que tout processus qui nécessite au moins une sorte d'imagination, l'algorithme ne peut pas être nommé. Et la cuisine et la couture nécessitent certaines compétences et une imagination bien développée.
Il existe différents types d'algorithmes,mais il y en a trois principaux.
Algorithme cyclique
Dans ce type, certains éléments sont répétés plusieurs fois. La liste des actions qui doivent être répétées pour atteindre l'objectif est appelée le corps de l'algorithme.
L'itération d'une boucle est l'exécution de tous les éléments inclus dans le corps de la boucle. Les parties de la boucle qui sont constamment exécutées un certain nombre de fois sont appelées une boucle avec un nombre fixe d'itérations.
Ces parties du cycle, dont la fréquence dépend d'un certain nombre de conditions, sont dites indéterminées.
Le type de cycle le plus simple est fixe.
Il existe deux types d'algorithmes cycliques:
- Boucle avec précondition. Dans ce cas, le corps de la boucle vérifie sa condition avant son exécution.
- Une boucle avec une postcondition. Dans une boucle avec une postcondition, la condition est vérifiée après la fin de la boucle.
Types linéaires d'algorithmes
Les instructions de ces circuits sont exécutées une fois dans l'ordre dans lequel elles sont présentées. Par exemple, le processus de faire un lit ou de se brosser les dents peut être considéré comme un algorithme linéaire. Ce type comprend également des exemples mathématiques, où il n'y a que des opérations d'addition et de soustraction.
Algorithme de branchement
Il existe plusieurs options dans un type de branchement, celle qui sera appliquée dépend de la condition.
Exemple. Question: "Est-ce qu'il pleut ?" Options de réponse: "Oui" ou "Non". Si un"oui" - ouvrez le parapluie, si "non" - mettez le parapluie dans le sac.
Algorithme auxiliaire
L'algorithme auxiliaire peut être utilisé dans d'autres algorithmes en spécifiant uniquement son nom.
Termes trouvés dans les algorithmes
La condition est entre les mots "si" et "alors".
Par exemple: si vous connaissez l'anglais, appuyez sur un. Dans cette phrase, la partie de la phrase "vous connaissez l'anglais" sera la condition.
Les données sont des informations qui portent une certaine charge sémantique et sont présentées de manière à pouvoir être transmises et utilisées pour cet algorithme.
Processus algorithmique - résoudre un problème selon un algorithme utilisant certaines données.
Structure de l'algorithme
L'algorithme peut avoir une structure différente. Pour décrire un algorithme, dont le concept dépend également de sa structure, vous pouvez utiliser plusieurs manières différentes, par exemple: verbale, graphique, en utilisant un langage algorithmique spécialement développé.
La méthode qui sera utilisée dépend de plusieurs facteurs: la complexité de la tâche, le degré de détail du processus de résolution du problème, etc.
Version graphique de l'algorithme
Algorithme graphique - un concept qui implique la décomposition des actions qui doivent être effectuées pour résoudre un problème spécifique, selon certaines formes géométriques.
Les diagrammes graphiques ne sont pas affichés au hasard. Pour qu'ils puissentpour comprendre toute personne, les organigrammes et les structogrammes de Nassi-Schneiderman sont le plus souvent utilisés.
De plus, les schémas fonctionnels sont dessinés conformément aux normes GOST-19701-90 et GOST-19.003-80. Les figures graphiques utilisées dans l'algorithme sont divisées en:
- Basique. Les images principales sont utilisées pour indiquer les opérations nécessaires pour traiter les données lors de la résolution d'un problème.
- Auxiliaire. Des images auxiliaires sont nécessaires pour indiquer les éléments individuels, et non les plus importants, de la résolution du problème.
Dans un algorithme graphique, les formes géométriques utilisées pour représenter les données sont appelées blocs.
Tous les blocs vont dans l'ordre "de haut en bas" et "de gauche à droite" - c'est le bon sens d'écoulement. Avec la séquence correcte, les lignes reliant les blocs les uns aux autres n'indiquent pas la direction. Dans les autres cas, la direction des lignes est indiquée par des flèches.
Un schéma d'algorithme correct ne devrait pas avoir plus d'une sortie des blocs de traitement et moins de deux sorties des blocs responsables des opérations logiques et de la vérification des conditions.
Comment construire correctement un algorithme ?
La structure de l'algorithme, comme mentionné ci-dessus, doit être construite selon GOST, sinon il ne sera pas compréhensible et accessible aux autres.
La méthodologie générale d'enregistrement comprend les éléments suivants:
Le nom par lequel il sera clair quel problème peut être résolu en utilisant ce schéma.
Chaque algorithme doit avoir un début et une fin clairement marqués.
Algorithmestoutes les données, tant en entrée qu'en sortie, doivent être clairement et clairement décrites.
Lors de la compilation d'un algorithme, il convient de noter les actions qui permettront d'effectuer les actions nécessaires à la résolution du problème sur les données sélectionnées. Vue approximative de l'algorithme:
- Chema name.
- Données.
- Démarrer.
- Équipes.
- Fin.
Une bonne construction du circuit facilitera grandement le calcul des algorithmes.
Formes géométriques responsables de différentes actions dans l'algorithme
Ovale horizontal - début et fin (signe de fin).
Rectangle horizontal - calcul ou autres actions (signe de processus).
Parallélogramme horizontal - entrée ou sortie (signe de données).
Rhombe horizontal - contrôle de condition (signe de décision).
Hexagone horizontal allongé - modification (signe de préparation).
Les modèles d'algorithmes sont présentés ci-dessous.
Version formule-verbale de la construction de l'algorithme.
Les algorithmes de formule verbale sont écrits sous une forme arbitraire, dans la langue professionnelle du domaine auquel appartient la tâche. La description des actions de cette manière est effectuée à l'aide de mots et de formules.
Le concept d'algorithme en informatique
Dans le domaine informatique, tout repose sur des algorithmes. Sans instructions claires saisies sous la forme d'un code spécial, aucune technique ne fonctionnera ouprogramme. Aux cours d'informatique, les élèves essaient de donner les concepts de base des algorithmes, de leur apprendre à les utiliser et à les créer par eux-mêmes.
Créer et utiliser des algorithmes en informatique est un processus plus créatif que, par exemple, suivre des instructions pour résoudre un problème en mathématiques.
Il existe également un programme spécial "Algorithme" qui aide les personnes ignorantes dans le domaine de la programmation à créer leurs propres programmes. Une telle ressource peut devenir un assistant indispensable pour ceux qui font leurs premiers pas en informatique et qui souhaitent créer leurs propres jeux ou tout autre programme.
D'autre part, tout programme est un algorithme. Mais si l'algorithme ne porte que les actions qui doivent être effectuées en insérant ses données, alors le programme porte déjà les données finies. Une autre différence est que le programme peut être breveté et propriété privée, mais pas l'algorithme. Un algorithme est un concept plus large qu'un programme.
Conclusion
Dans cet article, nous avons analysé le concept d'algorithme et ses types, appris à écrire correctement des schémas graphiques.
