בלימוד מדעי המחשב מוקדשת תשומת לב רבה לחקר האלגוריתמים וסוגיהם. מבלי לדעת את המידע הבסיסי עליהם, אינך יכול לכתוב תוכנית או לנתח את עבודתה. לימוד האלגוריתמים מתחיל בקורס מדעי המחשב בבית הספר. היום נשקול את המושג של אלגוריתם, מאפיינים של אלגוריתם, טיפוסים.
קונספט
אלגוריתם הוא רצף מסוים של פעולות שמוביל להשגת תוצאה מסוימת. בעת הידור אלגוריתם, כל פעולה של המבצע נקבעת בפירוט, מה שיוביל אותו מאוחר יותר לפתור את הבעיה.
לעיתים קרובות, אלגוריתמים משמשים במתמטיקה כדי לפתור בעיות מסוימות. לכן, אנשים רבים מכירים את האלגוריתם לפתרון משוואות ריבועיות עם חיפוש אחר אבחנה.
Properties
לפני ששוקלים את סוגי האלגוריתמים במדעי המחשב, יש צורך לברר את המאפיינים הבסיסיים שלהם.
בין המאפיינים העיקריים של אלגוריתמים, יש להדגיש את הדברים הבאים:
- דטרמיניזם, כלומר.וַדָאוּת. זה טמון בעובדה שכל אלגוריתם כרוך בהשגת תוצאה מסוימת עבור אלה ראשוניים נתונים.
- פרודוקטיביות. זה אומר שאם יש סדרה של נתונים ראשוניים, לאחר ביצוע סדרה של שלבים, תושג תוצאה מסוימת, צפויה.
- דמות המונית. ניתן להשתמש באלגוריתם שנכתב פעם אחת כדי לפתור את כל הבעיות מסוג נתון.
- דיסקרטיות. זה מרמז שניתן לחלק כל אלגוריתם לכמה שלבים, שלכל אחד מהם יש מטרה משלו.
שיטות כתיבה
לא משנה אילו סוגים של אלגוריתמים למדעי המחשב אתה מחשיב, ישנן מספר דרכים לכתוב אותם.
- מילולית.
- פורמולטיבי-מילולית.
- גרפיקה.
- שפת האלגוריתם.
האלגוריתם מתואר לרוב בצורה של דיאגרמת בלוקים, תוך שימוש בכינויים מיוחדים שנקבעו על ידי GOSTs.
מינים עיקריים
ישנן שלוש תוכניות עיקריות:
- אלגוריתם לינארי.
- אלגוריתם הסתעפות, או הסתעפות.
- מחזורי.
לאחר מכן, נבחן את סוגי האלגוריתמים במדעי המחשב, דוגמאות שיעזרו לך להבין איך הם עובדים ביתר פירוט.
לינארית
הפשוט ביותר במדעי המחשב הוא האלגוריתם הליניארי. הוא מניח רצף של פעולות. הבה ניתן את הדוגמה הפשוטה ביותר של אלגוריתם מסוג זה. בואו נקרא לזה "אוסף בית ספר".
1. אנחנו קמים כשהאזעקה מצלצלת.
2. שטיפה.
3. מצחצחים לנו שיניים.
4.אנחנו עושים תרגילים.
5. מתלבשים.
6. אוכלים.
7. נעל נעליים ולך לבית הספר.
8. סוף האלגוריתם.
אלגוריתם הסתעפות
כאשר בוחנים את סוגי האלגוריתמים במדעי המחשב, אי אפשר שלא להיזכר במבנה המסועף. סוג זה מניח קיומו של תנאי שבו, אם הוא מבוצע, הפעולות מתבצעות בסדר אחד, ובמקרה של כשל, בסדר אחר.
לדוגמה, קחו את המצב הבא - הולך רגל שחוצה את הכביש.
1. מתקרב לרמזור.
2. אנחנו מסתכלים ברמזור.
3. זה חייב להיות ירוק (זה תנאי).
4. אם התנאי מתקיים, נחצה את הכביש.
4.1 אם לא, המתן עד שהאור הירוק יידלק.
4.2 חציית הכביש.
5. סוף האלגוריתם.
אלגוריתם מחזורי
לחנו את סוגי האלגוריתמים במדעי המחשב, עלינו להתעכב על האלגוריתם המחזורי בפירוט. אלגוריתם זה מניח קטע של חישובים או פעולות שמתבצע עד לתנאי מסוים.
קח דוגמה פשוטה. אם סדרת המספרים היא מ-1 עד 100. אנחנו צריכים למצוא את כל המספרים הראשוניים, כלומר, אלה שמתחלקים באחד ובעצמם. בואו נקרא לאלגוריתם "מספרים ראשוניים".
1. אנחנו לוקחים את המספר 1.
2. בדוק אם הוא נמוך מ-100.
3. אם כן, בדוק אם המספר הזה הוא ראשוני.
4. אם התנאי מתקיים, רשום אותו.
5. אנחנו לוקחים את המספר 2.
6. בדוק אם הוא נמוך מ-100.
7. בדוק אם זה פשוט.
…. קח את המספר 8.
בדוק אם הוא נמוך מ-100.
בודק אם מספר הוא ראשוני.
לא, דלג על זה.
קח את המספר 9.
לפיכך, חזור על כל המספרים עד 100.
כפי שאתה יכול לראות, שלבים 1-4 יחזרו על עצמם מספר פעמים.
בין האלגוריתמים המחזוריים, ישנם אלגוריתמים עם תנאי מוקדם, כאשר התנאי נבדק בתחילת המחזור, או עם תנאי פוסט, כאשר הסימון הוא בסוף המחזור.
אפשרויות אחרות
ניתן לערבב את האלגוריתם. אז זה יכול להיות מחזורי ומסועף בו זמנית. במקרה זה, נעשה שימוש בתנאים שונים במקטעים שונים של האלגוריתם. מבנים מורכבים כאלה משמשים בעת כתיבת תוכניות ומשחקים מורכבים.
סימון בתרשים הבלוק
שקלנו אילו סוגי אלגוריתמים יש במדעי המחשב. אבל לא דיברנו על אילו סמלים משתמשים בהקלטה הגרפית שלהם.
- ההתחלה והסוף של האלגוריתם כתובים במסגרת אובלית.
- כל קבוצה קבועה במלבן.
- התנאי כתוב במעוין.
- כל חלקי האלגוריתם מחוברים באמצעות חיצים.
מסקנות
שקלנו את הנושא "אלגוריתמים, סוגים, מאפיינים". מדעי המחשב מקדישים זמן רב לחקר האלגוריתמים. הם משמשים בעת כתיבת תוכניות שונות הן לפתרון בעיות מתמטיות והן ליצירת משחקים וסוגים שונים של יישומים.
