Σημασία των αλγορίθμων

Όταν εκτελούμε ένα πρόγραμμα υπολογιστή, δεν μπορούμε να αρχίσουμε να γράφουμε προτάσεις (εντολές, οδηγίες) χωρίς περαιτέρω καθυστέρηση. Πριν, πρέπει να σχεδιάσουμε (και πιο διεξοδικά όσο μεγαλύτερο και πιο δύσκολο είναι το πρόγραμμα που θέλουμε build) τι ακριβώς πρόκειται να κάνει το πρόγραμμα και πώς θα το κάνει και, στη συνέχεια, μεταφράστε αυτόν τον αλγόριθμο σε οδηγίες.

Ορίζουμε έναν αλγόριθμο ως μια πεπερασμένη και δομημένη ακολουθία εντολών που αποτελούν το οδηγίες για υπολογιστή ή άλλη αναλογική μηχανή με δυνατότητες επεξεργασίας (όπως α smartphone).

Ο αλγόριθμος δεν είναι το ίδιο το πρόγραμμα, αλλά το τελευταίο είναι η υλοποίηση του αλγορίθμου σε ένα Γλώσσα ότι το μηχάνημα που πρέπει να το εκτελέσει μπορεί να το καταλάβει.

Και εδώ, μια μικρή διευκρίνιση: οι αλγόριθμοι γενικά υλοποιούνται σε υπολογιστές μέσω γλώσσες προγραμματισμού αρχεία υψηλού επιπέδου, τα οποία δεν είναι άμεσα εκτελέσιμα, αλλά είναι "μεταγλωττίσιμα" (μια διαδικασία που δημιουργεί λογισμικό που ο υπολογιστής μπορεί να κατανοήσει και να εκτελέσει).

Αυτή η γλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου βρίσκεται κάπου ανάμεσα σε κάτι κατανοητό για έναν άνθρωπο πόδι (αν και απαιτεί κάποιες τεχνικές γνώσεις) και τι μπορεί να γίνει κατανοητό και να εκτελεστεί απευθείας από α υπολογιστή.

Αν αναζητήσουμε έναν εγκυκλοπαιδικό ορισμό, οι αλγόριθμοι είναι τόσο παλιοί όσο οι πρώτες γραπτές οδηγίες για την εκτέλεση μιας εργασίας.

Ας πάρουμε ένα παράδειγμα: το άρμεγμα μιας αγελάδας. πρώτα ηρεμήστε το ζώο. Στη συνέχεια, βάλτε ένα δοχείο κάτω από τους μαστούς. Στη συνέχεια, καθίστε κοιτάζοντας τους μαστούς της αγελάδας. Τοποθετήστε τα χέρια σας γύρω από δύο από τους τέσσερις μαστούς του ζώου και πιέστε ελαφρά τη βάση κάθε μαστού. επαναλάβετε το κίνηση μέχρι να μην μείνει γάλα στους μαστούς. Τώρα κάντε το ίδιο για τους υπόλοιπους δύο μαστούς μέχρι να αδειάσουν και αυτοί. Αφαιρέστε το δοχείο που είναι γεμάτο με γάλα. Έχει τελειώσει.

Ας αναθεωρήσουμε: έχουμε ένα σύνολο από συγκεκριμένες οδηγίες που τελειώνουν σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Έχουμε έναν αλγόριθμο για το άρμεγμα αγελάδων.

Σε όλους τους αλγόριθμους βρίσκουμε στοιχεία που επαναλαμβάνονται, όπως βρόχους (επαναλάβετε την κίνηση), λήψη αποφάσεων (είναι άδειος ο μαστός; Όχι -> συνέχισε το άρμεγμα. αν -> μεταβείτε στα άλλα δύο ή τελειώστε) και ενέργειες.

Αυτά τα στοιχεία, βρόχοι, συνθήκες, άλματα και ενέργειες, έχουν τις αντιστοιχίες τους στις δομές των γλωσσών προγραμματισμού. προγραμματισμού, αν και διαθέτουν μεγαλύτερο αριθμό δομών για να μπορούν να αντιμετωπίσουν την επίλυση των συγκεκριμένων προβλημάτων που εμφανίζονται.

Ο αλγόριθμος είναι μια αφαίρεση της επίλυσης ενός προβλήματος, το οποίο, όταν υλοποιείται σε μια γλώσσα προγραμματισμού, απαιτεί πιο περίπλοκες δομές.

Αυτή είναι η περίπτωση συναρτήσεων, οι οποίες εκτελούν μια συγκεκριμένη εργασία και μπορούν να κληθούν από διαφορετικά μέρη του προγράμματος.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι έκφρασης αλγορίθμων.

Το πιο διαισθητικό είναι αυτό της φυσικής γλώσσας, όπως στην περίπτωση του αρμέγματος μιας αγελάδας που έχω εξηγήσει πριν. Αρκεί απλώς να περιγράψουμε με συνοπτικό τρόπο τις οδηγίες για την εκτέλεση μιας εργασίας. Ωστόσο, δεν είναι ένας τυποποιημένος τρόπος, λειτουργεί μόνο για τον εαυτό του ή για μια πολύ μικρή ομάδα ανθρώπων και για πραγματικά απλές εργασίες.

Αν ψάχνουμε για κάτι ρυθμισμένο και τυποποιημένο, έχουμε το διαγράμματα ροής, μια πολύ οπτική γραφική μορφή που αντιπροσωπεύει τις κύριες ενέργειες και αποφάσεις που λαμβάνονται κατά την εκτέλεση του αλγορίθμου.

Ο ψευδοκώδικας σε μια επίσημη αναπαράσταση σε κείμενο μοιάζει πολύ περισσότερο με μια γλώσσα προγραμματισμού, η οποία έχει τα στοιχεία της και μπορεί εύκολα να μεταφερθεί σε έναν μεταγλωττιζόμενο κώδικα.

Fotolia: doyata – hanss