Tietojenkäsittelytiedettä opiskellessa kiinnitetään paljon huomiota algoritmien ja niiden tyyppien tutkimiseen. Tietämättä perustietoja niistä, et voi kirjoittaa ohjelmaa tai analysoida sen työtä. Algoritmien opiskelu alkaa koulun tietojenkäsittelytieteen kurssilla. Tänään tarkastelemme algoritmin käsitettä, algoritmin ominaisuuksia, tyyppejä.
Konsepti
Algoritmi on tietty toimintosarja, joka johtaa tiettyyn tulokseen. Algoritmia koottaessa jokainen esiintyjän toiminta määrätään yksityiskohtaisesti, mikä johtaa hänet myöhemmin ratkaisemaan ongelman.
Matematiikassa käytetään usein algoritmeja tiettyjen ongelmien ratkaisemiseen. Joten monet ihmiset tietävät algoritmin toisen asteen yhtälöiden ratkaisemiseksi etsimällä erottajaa.
Ominaisuudet
Ennen kuin harkitaan tietojenkäsittelytieteen algoritmien tyyppejä, on tarpeen selvittää niiden perusominaisuudet.
Algoritmien pääominaisuuksista on korostettava seuraavaa:
- Determinismi, ts.varmuutta. Se johtuu siitä, että mikä tahansa algoritmi edellyttää tietyn tuloksen saamista annetuille alkutuloksille.
- Tuottavuus. Se tarkoittaa, että jos on olemassa sarja alkutietoja, vaiheiden suorittamisen jälkeen saavutetaan tietty odotettu tulos.
- Massahahmo. Kerran kirjoitetulla algoritmilla voidaan ratkaista kaikki tietyn tyyppiset ongelmat.
- Yksikkyys. Se tarkoittaa, että mikä tahansa algoritmi voidaan jakaa useisiin vaiheisiin, joista jokaisella on oma tarkoituksensa.
Kirjoitustavat
Riippumatta siitä, millaisia tietojenkäsittelyalgoritmeja harkitset, on olemassa useita tapoja kirjoittaa ne.
- Suullinen.
- Formulatiivinen-verbaalinen.
- Grafiikka.
- Algoritmikieli.
Algoritmi on useimmiten kuvattu lohkokaavion muodossa käyttäen GOST:ien vahvistamia erityisiä nimityksiä.
Päälajit
On olemassa kolme pääjärjestelmää:
- Lineaarinen algoritmi.
- Haaroitusalgoritmi tai haarautuminen.
- Cyclic.
Seuraavaksi tarkastelemme tietojenkäsittelytieteen algoritmien tyyppejä, esimerkkejä, jotka auttavat sinua ymmärtämään, kuinka ne toimivat tarkemmin.
Lineaarinen
Yksinkertaisin tietojenkäsittelytieteessä on lineaarinen algoritmi. Se edellyttää toimintojen sarjaa. Otetaan yksinkertaisin esimerkki tällaisesta algoritmista. Kutsutaan sitä "koulukokoelmaksi".
1. Nousemme, kun herätys soi.
2. Pesu.
3. Hampaiden harjaus.
4. Teemme harjoituksia.
5. Pukeutuminen.
6. Syöminen.
7. Laita kengät jalkaan ja mene kouluun.
8. Algoritmin loppu.
Haarautumisalgoritmi
Kun tarkastellaan tietojenkäsittelytieteen algoritmien tyyppejä, ei voi kuin muistaa haaroitusrakennetta. Tämä tyyppi olettaa sellaisen ehdon olemassaolon, jossa jos se suoritetaan, toiminnot suoritetaan yhdessä järjestyksessä ja epäonnistuessa toisessa järjestyksessä.
Otetaan esimerkiksi seuraava tilanne - jalankulkija ylittää tien.
1. Lähestymme liikennevaloa.
2. Katsomme liikennevaloa.
3. Sen on oltava vihreä (tämä on ehto).
4. Jos ehto täyttyy, ylitämme tien.
4.1 Jos ei, odota, kunnes vihreä valo syttyy.
4.2 Tien ylittäminen.
5. Algoritmin loppu.
Syklinen algoritmi
Tutkiessaan algoritmien tyyppejä tietojenkäsittelytieteessä, meidän tulisi keskittyä sykliseen algoritmiin yksityiskohtaisesti. Tämä algoritmi olettaa osan laskutoimituksia tai toimintoja, jotka suoritetaan, kunnes tietty ehto täyttyy.
Otetaan yksinkertainen esimerkki. Jos lukusarja on 1-100. Meidän on löydettävä kaikki alkuluvut, eli ne, jotka ovat jaollisia ykkösellä ja itsellään. Kutsutaan algoritmia "alkuluvuiksi".
1. Otamme numeron 1.
2. Tarkista, onko se pienempi kuin 100.
3. Jos kyllä, tarkista, onko tämä luku alkuluku.
4. Jos ehto täyttyy, kirjoita se ylös.
5. Otamme numeron 2.
6. Tarkista, onko se pienempi kuin 100.
7. Tarkista, onko se yksinkertaista.
…. Ota numero 8.
Tarkista, onko se pienempi kuin 100.
Tarkistaa, onko luku alkuluku.
Ei, ohita se.
Ota numero 9.
Toista siis kaikki luvut 100 asti.
Kuten näet, vaiheet 1-4 toistetaan useita kertoja.
Syklisten algoritmien joukossa on algoritmeja, joissa on ennakkoehto, kun ehto tarkistetaan syklin alussa, tai jälkiehdon kanssa, kun tarkistus on syklin lopussa.
Muut vaihtoehdot
Algoritmi voidaan sekoittaa. Joten se voi olla syklinen ja haarautunut samanaikaisesti. Tässä tapauksessa erilaisia ehtoja käytetään algoritmin eri osissa. Tällaisia monimutkaisia rakenteita käytetään monimutkaisten ohjelmien ja pelien kirjoittamisessa.
Merkintä lohkokaaviossa
Olemme pohtineet, millaisia algoritmeja tietojenkäsittelytieteessä on. Emme kuitenkaan puhuneet siitä, mitä symboleja niiden graafisessa tallenteessa käytetään.
- Algoritmin alku ja loppu on kirjoitettu soikeaan kehykseen.
- Jokainen joukkue on kiinnitetty suorakulmioon.
- Ehto on kirjoitettu rombukseen.
- Kaikki algoritmin osat on yhdistetty nuolilla.
Johtopäätökset
Olemme pohtineet aihetta "Algoritmit, tyypit, ominaisuudet". Tietojenkäsittelytiede omistaa paljon aikaa algoritmien tutkimiseen. Niitä käytetään kirjoitettaessa erilaisia ohjelmia sekä matemaattisten ongelmien ratkaisemiseen että pelien ja erilaisten sovellusten luomiseen.
