כדי לכתוב יישומים ברמות שונות של מורכבות, תחילה עליך לצבור ידע כיצד לעשות זאת. ורצוי להתחיל מעצם הבסיס של אלגוריתמיזציה ותכנות. על זה נדבר במאמר.
מה זה מדעי המחשב?
זהו שמו של מדע טכני מורכב, שתפקידו לסדר את שיטות היצירה, העיבוד, השידור, האחסון והשחזור של נתונים באמצעות טכנולוגיית מחשב. הוא כולל גם את עקרונות הפעולה ושיטות הניהול המסייעות בהשגת המטרה. המונח "מדעי המחשב" עצמו הוא ממקור צרפתי והוא הכלאה של המילים "מידע" ו"אוטומציה". היא נוצרה עקב פיתוח והפצה של טכנולוגיות חדשות לאיסוף, עיבוד והעברת נתונים, שהיו קשורות לקיבוען במדיה מכונה. זהו מקור מדעי המחשב. היסודות של אלגוריתמיזציה ותכנות הם אחד התחומים החשובים ביותר במדע זה.
מה היאעושה?
אינפורמטיקה עומדת בפני המשימות הבאות:
- תמיכה בחומרה ותוכנה עבור טכנולוגיית מחשבים.
- אמצעים להבטחת האינטראקציה של רכיבים אנושיים ומחשבים זה עם זה.
המונח "ממשק" משמש לעתים קרובות כדי להתייחס לחלק הטכני. כאן יש לנו תוכנית חינמית. היסודות של אלגוריתמיזציה ותכנות משמשים תמיד ביצירת מוצרים של הפצה המונית ש"צריכים" לזכות בקהל רחב. ואכן, בשביל פופולריות, האפליקציה שפותחה חייבת לעבוד ולהיראות בצורה מיטבית.
ייצוג אלגוריתמים
ניתן לכתוב אותם במספר לא מבוטל של דרכים. הפופולריים ביותר הם הבאים:
- תיאור מילולי של נוסחה. זה מרמז על מיקום טקסט ונוסחאות ספציפיות שיסבירו את תכונות האינטראקציה בכל המקרים הבודדים.
- דיאגרמת זרימה. נוכחותם של סמלים גרפיים משתמעת, המאפשרים להבין את תכונות האינטראקציה של התוכנית בתוך עצמה ועם יישומים אחרים או רכיב החומרה של המחשב. כל אחד מהם יכול להיות אחראי על פונקציה, נוהל או נוסחה נפרדים.
- שפות אלגוריתמיות. זה מרמז על יצירת דרכים נפרדות לתיאור עבור מקרים ספציפיים, המציגות את התכונות ורצף המשימות.
- סכימות מפעילים. אב טיפוס משתמע - זה יראה את האינטראקציה על סמך הנתיבים שאופרנדים בודדים יעברו.
פסאודוקוד. סקיצה של עמוד השדרה של התוכנית.
הקלטת האלגוריתם
איך להתחיל ליצור אב טיפוס של תוכנית, פונקציה או הליך? לשם כך, די להשתמש בהמלצות הכלליות הבאות:
- לכל אלגוריתם צריך להיות שם משלו, שמסביר את המשמעות שלו.
- הקפידו לדאוג לנוכחות ההתחלה והסוף.
- יש לתאר נתוני קלט ופלט.
- ציין פקודות שיבצעו פעולות מסוימות על מידע ספציפי.
שיטות כתיבה
יכולים להיות עד חמישה ייצוגים של האלגוריתם. אבל יש רק שתי דרכים לכתוב:
- פורמלית מילולית. הוא מאופיין בכך שהתיאור נעשה בעיקר באמצעות נוסחאות ומילים. התוכן, כמו גם רצף הביצוע של שלבי האלגוריתם במקרה זה, כתוב בשפה מקצועית טבעית בצורה שרירותית.
- גרפיקה. הנפוץ ביותר. סמלי בלוק או סכימות של אלגוריתמים משמשים עבורו. הקשר ביניהם מוצג באמצעות קווים מיוחדים.
פיתוח מבנה התוכנית
ישנם שלושה סוגים עיקריים:
- לינארית. עם מבנה זה, כל הפעולות מבוצעות ברצף לפי סדר עדיפות ורק פעם אחת. המעגל נראה כמו רצףבלוקים מסודרים מלמעלה למטה, בהתאם לסדר ביצועם. הנתונים העיקריים והביניים המתקבלים אינם יכולים להשפיע על כיוון התהליך החישובי.
- הסתעפות. מצא יישום רחב בפועל, בפתרון בעיות מורכבות. לכן, אם יש צורך לקחת בחשבון את התנאים ההתחלתיים או תוצאות הביניים, אזי החישובים הדרושים מבוצעים בהתאם להם וכיוון התהליך החישובי עשוי להשתנות בהתאם לתוצאה המתקבלת.
מחזורי. כדי להקל על עצמך לעבוד עם משימות רבות, הגיוני לחזור על חלקים מסוימים בקוד התוכנית פעמים רבות. כדי לא לקבוע כמה פעמים ומה צריך לעשות, נעשה שימוש במבנה מחזורי. הוא מספק רצף של פקודות שיחזור על עצמו עד שיתקיים תנאי נתון. השימוש בלולאות מאפשר לך להפחית משמעותית את המורכבות של כתיבת תוכנית.
תכנות
חשוב לבחור את שפת התכנות שבה ייווצרו התוכניות. יש לציין שרבים מהם "מותאמים" לתנאי עבודה ספציפיים (למשל בדפדפן). באופן כללי, שפות התכנות מחולקות לשתי קבוצות:
- פונקציונלי.
- מפעיל:
- לא פרוצדורלי;
- נוהל.
האם אתה יכול לנחש באילו משתמשים הכי הרבה? מפעיל-פרוצדורלי - זו התשובה. הם יכולים להיות מוכווני מכונה או עצמאיים. הראשונים הםאסמבלים, קודים אוטומטיים, קידוד סמלי. עצמאיים מחולקים על סמך הכיוון שלהם:
- פרוצדורלי;
- בעייתי;
- object.
לכל אחד מהם יש היקף משלו. אבל עבור כתיבת תוכניות (יישומים שימושיים או משחקים), לרוב משתמשים בשפות מונחה עצמים. כמובן, אתה יכול להשתמש באחרים, אבל העובדה היא שהם המפותחים ביותר ליצירת מוצרי צריכה סופיים להמונים. כן, ואם עדיין אין לך חזון מדויק מאיפה להתחיל, אני מציע לשים לב ליסודות האלגוריתמיזציה ותכנות מונחה עצמים. עכשיו זה אזור פופולרי מאוד שבו אתה יכול למצוא הרבה חומר חינוכי. באופן כללי, היסודות של אלגוריתמיזציה ושפות תכנות נחוצים כעת בשל העובדה שיש מחסור במפתחים מוסמכים, וחשיבותם רק תגדל בעתיד.
מסקנה
כשעובדים עם אלגוריתמים (ובהמשך עם תוכניות), יש לשאוף לחשוב על כל הפרטים עד הקטנים ביותר. בהמשך, זיהוי כל חלק לא מפותח בקוד יוביל רק לעבודה נוספת, לעלייה בעלויות הפיתוח ולעיתוי המשימה. תכנון קפדני ועיבוד של כל הניואנסים יחסכו באופן משמעותי זמן, מאמץ וכסף. ובכן, עכשיו הם יכולים לומר שאחרי קריאת המאמר הזה, יש לך מושג לגבי היסודות של אלגוריתמיזציה ותכנות. נותר רק ליישם את הידע הזה. אם ישהרצון ללמוד את הנושא ביתר פירוט, אני יכול לייעץ לספר "יסודות האלגוריתמיזציה והתכנות" (Semakin, Shestakov) 2012.
