АЛГОРИТМЫ Выполнила студентка 3100 группы Абрамова Наталия

ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА : Алгоритм - точное предписание исполнителю сове p шить определенную последовательность действий для достижения поставленной цели за конечное число шагов. Одним из фундаментальных понятий в информатике является понятие алгоритма. Происхождение самого термина « алгоритм » связано с математикой. Это слово происходит от Algorithmi – латинского написания имени Мухаммеда аль - Хорезми (787 – 850) выдающегося математика средневекового Востока. В своей книге " Об индийском счете " он сформулировал правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними столбиком. В дальнейшем алгоритмом стали называть точное предписание, определяющее последовательность действий, обеспечивающую получение требуемого результата из исходных данных.

СВОЙСТВА АЛГОРИТМОВ : Дискретность ( прерывность, раздельность ) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых ( или ранее определенных ) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего. Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

СВОЙСТВА АЛГОРИТМОВ : Результативность ( конечность ) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов. Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

ВИДЫ АЛГОРИТМОВ : Виды алгоритмов как логико - математических средств отражают указанные компоненты человеческой деятельности и тенденции, а сами алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий задачи, путей ее решения, определения действий исполнителя подразделяются следующим образом : Механические алгоритмы, или иначе детерминированные, жесткие ( например, алгоритм работы машины, двигателя и т. п.); Гибкие алгоритмы, например стохастические, т. е. вероятностные и эвристические. Механический алгоритм задает определенные действия, обозначая их в единственной и достоверной последовательности, обеспечивая тем самым однозначный требуемый или искомый результат, если выполняются те условия процесса, задачи, для которых разработан алгоритм.

ВИДЫ АЛГОРИТМОВ : Вероятностный ( стохастический ) алгоритм дает программу решения задачи несколькими путями или способами, приводящими к вероятному достижению результата. Эвристический алгоритм ( от греческого слова эврика ) – это такой алгоритм, в котором достижение конечного результата программы действий однозначно не предопределено, так же как не обозначена вся последовательность действий, не выявлены все действия исполнителя. К эвристическим алгоритмам относят, например, инструкции и предписания. В этих алгоритмах используются универсальные логические процедуры и способы принятия решений, основанные на аналогиях, ассоциациях и прошлом опыте решения схожих задач.

ВИДЫ АЛГОРИТМОВ : Линейный алгоритм – набор команд ( указаний ), выполняемых последовательно во времени друг за другом. Разветвляющийся алгоритм – алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого ЭВМ обеспечивает переход на один из двух возможных шагов. Циклический алгоритм – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия ( одних и тех же операций ) над новыми исходными данными. К циклическим алгоритмам сводится большинство методов вычислений, перебора вариантов.

ВИДЫ АЛГОРИТМОВ : Вспомогательный ( подчиненный ) алгоритм ( процедура ) – алгоритм, ранее разработанный и целиком используемый при алгоритмизации конкретной задачи. В некоторых случаях при наличии одинаковых последовательностей указаний ( команд ) для различных данных с целью сокращения записи также выделяют вспомогательный алгоритм. На всех этапах подготовки к алгоритмизации задачи широко используется структурное представление алгоритма.

ВИДЫ АЛГОРИТМОВ : Структурная ( блок -, граф -) схема алгоритма – графическое изображение алгоритма в виде схемы связанных между собой с помощью стрелок ( линий перехода ) блоков – графических символов, каждый из которых соответствует одному шагу алгоритма. Внутри блока дается описание соответствующего действия. Графическое изображение алгоритма широко используется перед программированием задачи вследствие его наглядности, т. к. зрительное восприятие обычно облегчает процесс написания программы, ее корректировки при возможных ошибках, осмысливание процесса обработки информации. Можно встретить даже такое утверждение : Внешне алгоритм представляет собой схему – набор прямоугольников и других символов, внутри которых записывается, что вычисляется, что вводится в машину и что выдается на печать и другие средства отображения информации. Здесь форма представления алгоритма смешивается с самим алгоритмом.

СХЕМА СТРУКТУРНОГО АЛГОРИТМА :

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АЛГОРИТМУ Первое правило – при построении алгоритма прежде всего необходимо задать множество объектов, с которыми будет работать алгоритм. Формализованное ( закодированное ) представление этих объектов носит название данных. Алгоритм приступает к работе с некоторым набором данных, которые называются входными, и в результате своей работы выдает данные, которые называются выходными. Таким образом, алгоритм преобразует входные данные в выходные. Это правило позволяет сразу отделить алгоритмы от методов и способов. Пока мы не имеем формализованных входных данных, мы не можем построить алгоритм.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АЛГОРИТМУ Второе правило – для работы алгоритма требуется память. В памяти размещаются входные данные, с которыми алгоритм начинает работать, промежуточные данные и выходные данные, которые являются результатом работы алгоритма. Память является дискретной, т. е. состоящей из отдельных ячеек. Поименованная ячейка памяти носит название переменной. В теории алгоритмов размеры памяти не ограничиваются, т. е. считается, что мы можем предоставить алгоритму любой необходимый для работы объем памяти. В школьной теории алгоритмов эти два правила не рассматриваются. В то же время практическая работа с алгоритмами ( программирование ) начинается именно с реализации этих правил.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АЛГОРИТМУ Третье правило – дискретность. Алгоритм строится из отдельных шагов ( действий, операций, команд ). Множество шагов, из которых составлен алгоритм, конечно. Четвертое правило – детерминированность. После каждого шага необходимо указывать, какой шаг выполняется следующим, либо давать команду остановки. Пятое правило – сходимость ( результативность ). Алгоритм должен завершать работу после конечного числа шагов. При этом необходимо указать, что считать результатом работы алгоритма.