هنگام تحصیل در رشته کامپیوتر، توجه زیادی به مطالعه الگوریتم ها و انواع آنها می شود. بدون دانستن اطلاعات اولیه در مورد آنها، نمی توانید برنامه ای بنویسید یا کار آن را تجزیه و تحلیل کنید. مطالعه الگوریتم ها در دوره علوم کامپیوتر مدرسه آغاز می شود. امروز مفهوم یک الگوریتم، ویژگی های یک الگوریتم، انواع را در نظر خواهیم گرفت.
مفهوم
الگوریتم دنباله خاصی از اقدامات است که منجر به دستیابی به یک نتیجه خاص می شود. هنگام کامپایل یک الگوریتم، هر عمل انجام دهنده با جزئیات تجویز می شود، که بعداً او را به حل مشکل سوق می دهد.
اغلب، الگوریتم ها در ریاضیات برای حل مسائل خاص استفاده می شوند. بنابراین، بسیاری از مردم الگوریتم حل معادلات درجه دوم را با جستجوی ممیز می دانند.
خواص
قبل از بررسی انواع الگوریتم ها در علوم کامپیوتر، لازم است ویژگی های اساسی آنها را دریابیم.
در میان ویژگی های اصلی الگوریتم ها، موارد زیر باید برجسته شوند:
- جبرگرایی، یعنی.یقین - اطمینان - قطعیت. این در این واقعیت نهفته است که هر الگوریتمی مستلزم به دست آوردن یک نتیجه خاص برای نتایج اولیه است.
- بهره وری. به این معنی که اگر یک سری داده اولیه وجود داشته باشد، پس از انجام یک سری مراحل، یک نتیجه مشخص و مورد انتظار به دست می آید.
- شخصیت انبوه. الگوریتمی که یک بار نوشته می شود می تواند برای حل تمام مسائل از یک نوع معین استفاده شود.
- گسسته. به این معنی است که هر الگوریتمی را می توان به چند مرحله تقسیم کرد که هر کدام هدف خاص خود را دارد.
روشهای نوشتن
مهم نیست که چه نوع الگوریتم های علوم رایانه ای را در نظر می گیرید، راه های مختلفی برای نوشتن آنها وجود دارد.
- کلامی.
- فرمولی-کلامی.
- Graphic.
- زبان الگوریتم.
الگوریتم اغلب به صورت بلوک دیاگرام، با استفاده از عناوین خاصی که توسط GOST ها ثابت شده است، نشان داده می شود.
گونه اصلی
سه طرح اصلی وجود دارد:
- الگوریتم خطی.
- الگوریتم انشعاب یا انشعاب.
- دوره ای.
بعد، به انواع الگوریتم‌ها در علوم رایانه نگاه می‌کنیم، نمونه‌هایی که به شما کمک می‌کند تا نحوه عملکرد آنها را با جزئیات بیشتر درک کنید.
خطی
ساده ترین در علوم کامپیوتر الگوریتم خطی است. دنباله ای از اقدامات را در نظر می گیرد. اجازه دهید ساده ترین مثال از این نوع الگوریتم را ارائه دهیم. بیایید آن را "مجموعه مدرسه" بنامیم.
1. وقتی زنگ هشدار به صدا در می‌آید از خواب بیدار می‌شویم.
2. شستن.
3. مسواک زدن دندان هایمان.
4.ما تمرینات را انجام می دهیم.
5. لباس پوشیدن.
6. خوردن.
7. کفش بپوش و به مدرسه برو.
8. پایان الگوریتم.
الگوریتم انشعاب
هنگام در نظر گرفتن انواع الگوریتم ها در علوم کامپیوتر، نمی توان ساختار انشعاب را به یاد آورد. این نوع وجود شرایطی را فرض می کند که در صورت انجام آن، اقدامات به یک ترتیب و در صورت شکست به ترتیب دیگر انجام می شود.
برای مثال، وضعیت زیر را در نظر بگیرید - عبور عابر پیاده از جاده.
1. نزدیک شدن به چراغ راهنمایی.
2. ما به چراغ راهنمایی نگاه می کنیم.
3. باید سبز باشد (این یک شرط است).
4. اگر شرط رعایت شود، از جاده عبور می کنیم.
4.1 اگر نه، صبر کنید تا چراغ سبز روشن شود.
4.2 عبور از جاده.
5. پایان الگوریتم.
الگوریتم چرخه ای
در مطالعه انواع الگوریتم ها در علوم کامپیوتر، باید به تفصیل به الگوریتم چرخه ای بپردازیم. این الگوریتم بخشی از محاسبات یا اقدامات را در نظر می گیرد که تا زمانی که یک شرط خاص برآورده شود انجام می شود.
یک مثال ساده بزنید. اگر سری اعداد از 1 تا 100 باشد. باید همه اعداد اول را پیدا کنیم، یعنی آنهایی که بر یک و خودشان بخش پذیر هستند. بیایید الگوریتم را "اعداد اول" بنامیم.
1. عدد 1 را می گیریم.
2. بررسی کنید که آیا کمتر از 100 است.
3. اگر بله، اول بودن این عدد را بررسی کنید.
4. اگر شرط برقرار است، آن را یادداشت کنید.
5. عدد 2 را می گیریم.
6. بررسی کنید که آیا کمتر از 100 است.
7. بررسی کنید که آیا ساده است.
…. عدد 8 را بگیرید.
بررسی کنید که آیا کمتر از 100 است.
بررسی اول بودن یک عدد.
نه، از آن بگذرید.
عدد 9 را بگیرید.
بنابراین، روی همه اعداد تا 100 تکرار کنید.
همانطور که می بینید، مراحل 1-4 چندین بار تکرار می شود.
در میان الگوریتم‌های چرخه‌ای، الگوریتم‌هایی با پیش‌شرط وجود دارند، زمانی که شرط در ابتدای چرخه بررسی می‌شود، یا با شرط پس، زمانی که بررسی در پایان چرخه است.
گزینه های دیگر
الگوریتم را می توان مخلوط کرد. بنابراین، می تواند همزمان حلقوی و منشعب باشد. در این مورد، شرایط مختلف در بخش های مختلف الگوریتم استفاده می شود. چنین ساختارهای پیچیده ای هنگام نوشتن برنامه ها و بازی های پیچیده استفاده می شود.
نشان در بلوک دیاگرام
ما در نظر گرفته ایم که چه نوع الگوریتم هایی در علوم کامپیوتر وجود دارد. اما ما در مورد اینکه چه نمادهایی در ضبط گرافیکی آنها استفاده می شود صحبت نکردیم.
- شروع و پایان الگوریتم در یک قاب بیضی شکل نوشته شده است.
- هر تیم در یک مستطیل ثابت است.
- شرط به صورت لوزی نوشته شده است.
- همه بخش‌های الگوریتم با استفاده از فلش‌ها به هم متصل می‌شوند.
نتیجه گیری
ما موضوع "الگوریتم ها، انواع، خواص" را در نظر گرفته ایم. علوم کامپیوتر زمان زیادی را به مطالعه الگوریتم ها اختصاص می دهد. آنها هنگام نوشتن برنامه های مختلف هم برای حل مسائل ریاضی و هم برای ایجاد بازی ها و انواع برنامه ها استفاده می شوند.
