أهمية الخوارزميات

عندما نقوم بتنفيذ برنامج كمبيوتر ، لا يمكننا البدء في كتابة جمل (أوامر ، تعليمات) دون مزيد من اللغط. في السابق ، علينا التخطيط (وبشكل أكثر شمولاً كلما كان البرنامج الذي نريده أكبر وأصعب بناء) ما الذي سيفعله البرنامج بالضبط وكيف سيفعله ، ثم ترجم هذه الخوارزمية إلى تعليمات.

نحدد الخوارزمية على أنها تسلسل محدود ومنظم للأوامر التي تشكل تعليمات لجهاز كمبيوتر أو جهاز تناظري آخر مزود بإمكانيات معالجة (مثل ملف هاتف ذكي).

الخوارزمية ليست البرنامج نفسه ، بل الأخيرة هي تحقيق الخوارزمية في ملف لغة أن الآلة التي يجب أن تنفذها تستطيع فهمها.

وهنا القليل من التوضيح: الخوارزميات تُطبَّق بشكل عام في أجهزة الكمبيوتر عن طريق لغات البرمجة الملفات عالية المستوى ، والتي لا تكون قابلة للتنفيذ بشكل مباشر ، ولكنها "قابلة للترجمة" (عملية تولد ملف برمجة يمكن للكمبيوتر فهمها وتنفيذها).

تقع لغة البرمجة عالية المستوى هذه في مكان ما بين شيء يمكن فهمه بالنسبة للإنسان قدم (على الرغم من أنها تتطلب بعض المعرفة التقنية) وما يمكن فهمه وتنفيذه مباشرة من قبل أ حاسوب.

إذا بحثنا عن تعريف موسوعي ، فإن الخوارزميات قديمة قدم التعليمات المكتوبة الأولى لتنفيذ مهمة ما.

لنأخذ مثالاً: حلب بقرة. أولا تهدئة الحيوان. ثم ضع وعاء تحت الضرع. بعد ذلك ، اجلس تنظر إلى ضرع البقرة. ضع يديك حول اثنين من ضرع الحيوان الأربعة واضغط برفق على قاعدة كل ضرع. تكرار حركة حتى لا يتبقى لبن في الضرع. افعل نفس الشيء الآن مع الضرعين المتبقيين حتى يفرغوا أيضًا. انزع الوعاء المليء بالحليب. لقد انتهى.

دعنا نراجع: لدينا مجموعة من التعليمات المحددة التي تنتهي عند نقطة معينة. لدينا خوارزمية لحلب الأبقار.

في جميع الخوارزميات نجد العناصر التي تتكرر مثل الحلقات (تكرار الحركة) واتخاذ القرار (هل الضرع فارغ؟ لا -> استمر في الحلب ؛ إذا -> انتقل إلى الاثنين الآخرين أو النهاية) ، والإجراءات.

هذه العناصر ، الحلقات ، الشروط ، القفزات والإجراءات ، لها تطابقها في تراكيب لغات البرمجة. البرمجة ، على الرغم من أن لديهم عددًا أكبر من الهياكل لتتمكن من التعامل مع حل المشكلات المحددة التي يظهرون.

الخوارزمية عبارة عن تجريد لحل مشكلة ، والتي ، عند تنفيذها بلغة برمجة ، تتطلب هياكل أكثر تعقيدًا.

هذه هي حالة الوظائف ، التي تؤدي مهمة محددة ويمكن استدعاؤها من أجزاء مختلفة من البرنامج.

هناك طرق مختلفة للتعبير عن الخوارزميات.

الأكثر بديهية هي لغة الطبيعة ، كما في حالة حلب البقرة التي شرحتها من قبل. يكفي ببساطة أن نصف بإيجاز التعليمات لتنفيذ مهمة ما. ومع ذلك ، فهي ليست طريقة موحدة ، فهي تعمل فقط مع الشخص نفسه أو بين مجموعة صغيرة جدًا من الأشخاص ، وللمهام البسيطة حقًا.

إذا كنا نبحث عن شيء منظم وموحد ، فلدينا المخططات الانسيابية، شكل رسومي مرئي للغاية يمثل الإجراءات والقرارات الرئيسية التي يتم اتخاذها في تنفيذ الخوارزمية.

الكود الزائف في التمثيل الرسمي في النص يشبه إلى حد كبير لغة البرمجة ، التي تحتوي على عناصرها والتي يمكن تحويلها بسهولة إلى رمز قابل للترجمة.

فوتوليا: دوياتا - هانس