Понятие алгоритма

Понятие алгоритма

Каким образом на ЭВМ удается решать различные сложные задачи, если она умеет выполнять лишь простейшие операции?

Главная особенность всех вычислений машины состоит в том, что в основе ее работы лежит программный принцип управления. Это означает, что для решения как самой простой, так и самой сложной задачи пользователю необходимо использовать перечень инструкций или команд, следуя которым шаг за шагом ЭВМ выдаст необходимый результат.

Таким образом, для того, чтобы решать задачу на ЭВМ, ее необходимо сначала, как говорят, алгоритмизовать. Именно алгоритмический принцип и лежит в основе работы всех ЭВМ.

Не нужно думать, что изучение и построение алгоритмов понадобится только тем учащимся, которые изберут профессию программистов. Умение выделять алгоритмическую суть явления и строить алгоритмы — очень важно для человека любой профессии.

Понятие алгоритма ценно не только практическим использованием, оно имеет также важное общеобразовательное и мировоззренческое значение. Навыки алгоритмического мышления способствуютформированию особого стиля культуры человека, составляющими которого являются: целеустремленность и сосредоточенность, объективность и точность, логичность и последовательность в планировании и выполнении своих действии, умение четко и лаконично выражать свои мысли, правильно ставить задачу и находить окончательные пути ее решения, быстро ориентироваться в стремительном потоке информации.

Перед тем как приступить к изучению алгоритмов, необходимо определиться в очень важном понятии - исполнитель. Под исполнителем можно понимать человека-исполнителя, который сам разрабатывает алгоритм либо получает его в готовом виде и затем исполняет. В последующем под этим понятием мы будем иметь в виду компьютер (или другое устройство: автомат, робот), который может выполнять некоторый, вполне определенный набор действий.

Понятие алгоритма не есть для нас что-то новое и необычное. Встречаются они в нашей повседневной жизни почти на каждом шагу. Так, утром мама перед вашим уходом в школу дает нам такую инструкцию: "Когда придешь со школы, сразу пообедай и не забудь вымыть посуду. После этого подмети пол, купи в магазине молоко и хлеб. Сделав покупки, погуляй ча­сок и начинай выполнять домашнее задание".

Эта инструкция состоит из последовательности отдельных указаний, которые определяют ваше поведение. Это и есть - алгоритм.

Каждый из нас, не задумывались, ежедневно использует сотни различных алгоритмов. Например, правила сложения, вычитания, деления, умножения чисел; правила преобразования алгебраических выражений; грамматические правила правописания слов и предложений, а также различные инструкции и правила, рецепты и указания нес это алгоритмы.

Пример алгоритма. Для приготовления омлета с сыром можно руководствоваться следующей последовательностью действий:

  1. 50 г мякоти белого хлеба намочить в 3 столовых ложках молока и размять;

  2. разбить в эту смесь 3 яйца, и все это хорошо взбить ложкой;

  3. всыпать сюда 50 г тертого сыра;

  4. посолить, перемешать и вылить на горячую сковороду с 1 столовой ложкой масла;

  5. жарить на сильном огне, слегка помешивая.

Приведенный рецепт тоже относится к алгоритмам.

Много примеров алгоритмов имеется в школьных предметах. Но более всего таких примеров в школьном курсе математики. Это и понятно: ведь математика и занимается, по существу, изучением различных алгоритмов и созданием новых.

Происхождение самого термина "алгоритм" тоже связано с математикой. Слово "алгоритм" появилось в результате искаженного перевода с арабского на европейские языки имени узбекского ученого IX века Аль-Хорезми, который изложил правила арифметических действий над числами в позиционной десятичной системе счисления. Эти правила и назвали алгоритмами (Альхорезми [имя] + Аритмос [число] = алгоритм).

Таким образом, понятие алгоритма возникло значительно раньше появления ЭВМ. Но широкое распространение это понятие получило в эпоху автоматов и роботов.

Рассмотрим еще пример. Для того чтобы тронуться с места на автомобиле, необходимо выполнить ряд действий:

  1. сядьте за руль в машину автомобиля;

  2. рукой поверните ключ зажигания по часовой стрелке и запустите двигатель;

  3. левой ногой нажмите на педаль сцепления, а правой - включите рукоятку (или кнопку) первой передачи движения;

  4. одновременно медленно отпускайте левой ногой педаль сцепления, а правой - с той же силой нажимайте на педаль "ГАЗ";

  5. вращая рулевое колесо вправо-влево, направляйте автомобиль в нужную сторону движения.

Из приведенных примеров ясно, что алгоритмы, алгоритмические процессы неотделимы от нас и являются составной частью нашей жизни. Почти вся человеческая деятельность связана с алгоритмами.

Это и правила для учащихся (записанные в уставе школы), это и требования воинских уставов и уставов различных общественных организаций и партий. Это наказы избирателей, инструкции по технике безопасности, схемы электронных устройств, чертежи деталей и т.д. и т.п.

А в информатике под алгоритмом понимают понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи.

Алгоритм, как правило, формулируется в виде схемы или предложения (текста). Этот текст записывают на бумаге или вводят в память компьютера, используя специальные обозначения.

Понятие алгоритма в информатике является фундаментальным, т.е. таким, которое не определяется через другие, еще более простые понятия. Для сравнения вспомним, что в физике таким фундаментальным понятием является пространство и время, в математике - точка, в химии - вещество, поэтому приведенное выше определение не является всеобъемлющим, а смысл этого понятия будет уточняться нами по мере изучения всего курса.

Источник: www.pascal-c.ru