Създаване на съдържание /Алгоритъм/
- Алгоритъм
Въпреки че няма общоприета дефиниция за алгоритъм, можем да кажем, че точната последователност от действия, определени от правила, за да се реши дадена задача се нарича алгоритъм.
Примери за алгоритми: готварска рецепта за приготвяне на ястие, инструкция за инсталиране на някакъв уред, методът за решаване на квадратно уравнение. Често преди реализирането на компютърни програми предварително се изработват алгоритми.
2. Основни изисквания при съставяне на алгоритъм
За да е разбираем и приложим един алгоритъм, той трябва да отговаря на някои изисквания:
- Последователността, в която следва да се изпълняват елементарните действия, трябва да се опише ясно и точно.
- Елементарните действия трябва да са разбираеми и съобразени с възможностите на изпълнителя за тяхното осмисляне и изпълнение.
- Всяко сложно действие се представя като последователност от по-прости (елементарни) действия.
3. Свойства на алгоритмите
Определеност – решението на задача по определен алгоритъм може да се извърши многократно, по всяко време, от различни хора, като за едни и същи начални данни ще се получи еднакъв резултат.
Масовост – алгоритъмът може да се използва с различни данни, като решава определен тип задачи, а не конкретен пример.
Резултатност – решението на задачата по определен алгоритъм е процес, който завършва или с някакъв резултат или се извежда съобщение, че алгоритъм е процес, който завършва или с някакъв резултат, или се извежда съобщение, че алгоритъмът не може да се приложи към зададените му данни.
Крайност – изпълнението на алгоритъм и всяко негово действие завършва за крайно време.
Дискретност – алгоритъмът се състои от краен брой действия, като едва след изпълнение на текущото действие може да се пристъпи към изпълнение на следващото действие.
Формалност – изпълнителят на един алгоритъм може да няма представа за решаваната задача и за получените резултати. Той трябва само да изпълнява последователността от зададени действия (команди)
Сложност (ефективност) – за решаването на една задача могат да се използват различни алгоритми. Ефективността на алгоритъма показва използваните ресурси за решаване на задачата.
4. Видове алгоритми
В зависимост от типа на съставящите ги команди има различни видове алгоритми.
- линеен – алгоритъм, в който има последователност от действия, без поставяне на условие. Пример: Алгоритъм за намиране на лице на правоъгълник.
- разклонен – алгоритъм, в описанието на който има команда, която (в зависимост от изпълнението или не на дадено условие) определя следващите действия. Пример: Алгоритъм за намиране на корените на квадратното уравнение.
- цикличен – алгоритъм, в който има повтарящи се действия. Многократното повтаряне на едни и същи команди се нарича цикъл. Командите, които се повтарят се наричат тяло на цикъла. Когато действията трябва да се повтарят определен брой пъти се използва цикъл с брояч. Пример: Алгоритъм за изчисляване на сумата на целите числа от 1 до n.
5. Описание на алгоритъм
Съществуват различни средства на описание на алгоритмите.
Словесно описание. Представлява указания, в които чрез думи от естествен език се посочват действия, които трябва да бъдат извършени.
Представяне чрез псевдокод. Псевдокод е начин да бъде описан алгоритъм посредством естествен език, като се наподобява език за програмиране. Идеята е всички програмисти да могат да разберат алгоритъма дори и да бе познават едни и същи програмни езици.
Няма утвърден стандарт за писане на псевдо код, като преценката за използваните детайли и термини е на автора. Псевдокодът може да бъде комбиниран с код на истинския език за програмиране. На програмния език се описват основните фрагменти, а ясните и моловажните се описват с псевдокод. Той може да бъде съчетан с математически формули. Може да се използват различните типове конструкции – присвояване, сравняване, условие и други.
Описание с език за програмиране. Представянето на командите в алгоритъм чрез специални означения се нарича код или програма и е предназначено за изпълнение от компютър. В езика за програмиране са въведени строги правила за записване.
Приложението, с което се създават програми на определен компютърен език, се нарича среда за програмиране. В такава среда може да се:
- създава програма
- изпълнява програма
- вижда се резултатът от изпълнението
На фиг. 2 е даден пример за алгоритъм на езика за програмиране Visual Basic.
Описание чрез блок-схеми. Предлага визуална представа за връзките между отделните действия в алгоритъма. Описанието се извършва с така наречените блокове, като техният вид има точно определен смисъл. Последователността се задава чрез стрелки. Всеки блок определя действие, а когато е изпълнено, работата на алгоритъма продължава с блока, до който води излизащата стрелка. Блоковете имат вида на геометричните фигури: елипса, правоъгълник, ромб, успоредник.
Основни типове блокове
- Блокове за начало и край на алгоритъм. Те имат формата на елипса и определят мястото, от което започва изпълнението на алгоритъма (фиг. 3)
- Блокове за вход и изход. Те имат формата на успоредник и описват входните данни и данните в момента на извеждането (фиг. 4).
- Обработващ блок. Той има формата на правоъгълник и се използва за описание на безусловни указания (фиг. 5)
- Блок за проверка на условие (логически блок). Той има формата на ромб (фиг. 6) и се използва за описание на разклоненията в алгоритъма в зависимост от условието в него. Ако условието е изпълнено, алгоритъмът продължава с блока, към който сочи стрелката ДА, в противен случай алгоритъмът продължава с блока, към който сочи стрелката НЕ.
6. Представяне на алгоритъм чрез визуална среда
В интернет можем да открием много свободни визуални редактори на блок схеми.
Нека разгледаме редактора на адрес www.draw.Io
При отваряне на страницата се появява прозорец, в който можем да зададем мястото за съхранение на блок-схемите, както и да сменим езика. (фиг. 7)
Отваря се страницата, на която има панели с елементи за изработване на блок-схеми, както и работно поле.
Работата с редактора е лесна и интуитивна. Добавянето на елементи (блокове) става с влачене в работното поле или с щракване върху нужния елемент. Размерът на елементите може може да бъде променян съгласно нуждите. Това става, като се избере съответния елемент от
работното поле. Появяват се точки в ъглите и в средата на страните му, които служат за промяна на размера (фиг. 9)
Появяват се и бледи стрелки. Служат за изграждане на връзки между блоковете. При двойно щракване върху даден блок се появява курсор за въвеждане на текст, както и панел за форматиране на текста (вдясно от работното поле).
