Понятие алгоритма

Понятие алгоритма

Построение информационной модели представляет собой первый, но не единственный этап изучения или использования в практических целях рассматриваемого объекта, явления. После построения информационной или математической модели всегда приходится выполнять соответствующую модели обработку конкретной информации (данных).

Осознанная обработка информации до последнего времени происходила в основном мозгу человека или же применялись достаточно простые приспособления – пальцы на руках, камешки, счеты, арифмометры, логарифмические линейки и т. д. Однако схему обработки информации, последовательность действий, которые необходимо выполнить, человек либо запоминал, либо записывал на бумаге для долговременного хранения или передачи в другие руки.

Последовательность действий, которую необходимо выполнить над исходными данными, чтобы достичь поставленной цели, принято называть алгоритмом.

Важно отметить, что приведенное определение понятия алгоритма является не строгим. Его можно считать скорее объяснением на уровне бытового использования термина.

Возникновение термина «алгоритм» связывают с именем великого узбекского математика IX века Аль Хорезми, который дал определение правил выполнения основных арифметических операций. В европейских странах его имя трансформировалось в слово «алгорифм», а затем уже в «алгоритм». В дальнейшем этот термин стали использовать для обозначения любой совокупности правил, определяющих последовательность действий, выполнение которых приведет к достижению поставленной цели. Имеется несколько в общем схожих объяснений понятия. Для большей полноты восприятия понятия «алгоритм» можно привести ещё два часто используемых его объяснения.

Под алгоритмом понимается строгая, конечная система правил, инструкций для исполнителя, определяющая некую последовательность действий и после конечного числа шагов приводящая к достижению поставленной цели. Алгоритм есть описание способа решения задачи, достижения цели, а собственно решение задачи или выполнение действий по данному способу является исполнением алгоритма.

Важным моментом в последних объяснениях является использование ещё одного понятия – «исполнитель алгоритма». В общем случае исполнять алгоритмы может не только человек. Животные, насекомые и даже растения в процессе своей жизнедеятельности выполняют определенные алгоритмы. В принципе, поручить исполнения алгоритма можно и неодушевленным механизмам и устройствам.

Если провести более или менее внимательный анализ, то окажется, что подавляющее большинство своих действий человек выполняет по определенным алгоритмам, иногда даже не осознавая этого. По определенным схемам осуществляется пошив одежды, выплавка стали, выращивается зерно, выполняются лабораторные работы по информатике и т. п. Различные справочники в значительной мере являются сборниками алгоритмов, которые представляют собой решения тех или иных задач, разработанные той или иной научной или технической дисциплиной.

Свойства алгоритма

Так что роль алгоритмов в жизни человека весь многогранна и не сводится только к обработке информации. Однако в процессе обработки информации алгоритмы играют первостепенную роль.

Алгоритмы обладают важнейшим качеством –исполнение одного и того же алгоритма в одних и тех же условиях различными людьми, как правило, приводит к одинаковым результатам. Следовательно можно утверждать, что алгоритмы обладают некоторыми свойствами, которые обеспечивают этот эффект, а именно:

Дискретность - это свойство алгоритма, когда алгоритм разбивается на конечное число элементарных действий (шагов).

Понятность - свойство алгоритма, при котором каждое из этих элементарных действий (шагов) являются законченными и понятными.

Детерминированность - свойство, когда каждое действие должно пониматься в строго определённом смысле, чтобы не оставалась места произвольному толкованию. чтобы каждый, прочитавший указание, понимал его однозначно.

Массовость - свойство, когда по данному алгоритму должна решаться не одна, а целый класс подобных задач.

Результативность – свойство, при котором любой алгоритм в процессе выполнения должен приводить к определённому результату. Отрицательный результат также является результатом.

Способы записи алгоритмов

Способы записи алгоритмов также весьма разнообразны. В частности, можно отметить словесный способ задания алгоритма – на уровне естественного языка: запись музыкальной мелодии в виде нот. Графические способы задания алгоритма: чертеж, маршрут или нарисованная по специальным правилам схема выполнения какой-либо последовательности действий и т. п. Поэтому в информатике применяется ряд специальных способов, языков задания записи алгоритмов, которые, во-первых, призваны обеспечить соответствие алгоритма всем необходимым требованиям, а во-вторых, приспособлены для их использования человеком, так и – после специальной обработки – компьютером. Такие искусственные языки, использующиеся для записи алгоритмов и обеспечивающие им наличие всех необходимых свойств, называются алгоритмическими языками. Существует очень большое число различных по своим возможностям и классам языков (Паскаль, Си, Ява).

Разработка алгоритмов решения практических задач в различных областях человеческой деятельности осуществляется специалистами в сфере обработки данных, которых называют проблемными программистами.