Алгоритмы Введение в программирование

Алгоритм
Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) ученый из города Хорезма Абдулла (или Абу Джафар) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми создал книгу по математике, в которой описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Само слово алгоритм возникло в Европе после перевода на латынь книги этого математика.
Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Алгоритм открывания двери
1. Достать ключ из кармана.
2. Вставить ключ в замочную скважину.
3. Повернуть ключ два раза против часовой стрелки.
4. Вынуть ключ

Свойства алгоритмов
Дискретность (алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке);
Детерминированность (любое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае);
Конечность (каждое действие и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения);
Массовость (один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными);
Результативность (отсутствие ошибок, алгоритм должен приводить к правильному результату для всех допустимых входных значениях).

Дискретность
Процесс разбивается на ряд последовательных предписаний
1 -> 2 -> 3

Понятность
Представление алгоритма в виде текста, понятного для исполнения

Определенность
Получение одинакового результата каждым исполнителем, которому понятен алгоритм

Массовость
Справедливость алгоритма для различных наборов данных

Конечность
Количество последовательных действий не является бесконечным, их можно посчитать
1.
2.
3.
4.

Результативность
После точного выполнения всех предписанных действий непременно должен быть получен результат за конечное число шагов

Стадии создания алгоритма
Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной человеку, который его разрабатывает.
Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной тому объекту (в том числе и человеку), который будет выполнять описанные в алгоритме действия.

Исполнители алгоритмов
Объект, который будет выполнять алгоритм, обычно называют исполнителем.
Исполнитель - объект, который выполняет алгоритм.
Идеальными исполнителями являются машины, роботы, компьютеры...
Компьютер – автоматический исполнитель алгоритмов.
Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой.

Алгоритм терморегуляции
Измерить температуру в помещении
Если температура ниже заданной, включить обогреватель

Выполняемость алгоритма
Все процессы в компьютере выполняются по строгим алгоритмам (загрузка ОС, тестирование и т.д) и исполнителем в этом случае является – компьютер;
Компьютер «понимает» алгоритм только на машинном языке;
Исполнитель будет выполнять только те команды алгоритма, которые входят в его систему команд.

Формальность выполнения алгоритма
Алгоритм можно выполнять не вникая в содержание поставленной задачи, а только строго выполнять последовательность описанных действий

Виды алгоритмов
Линейный алгоритм (описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке);
Циклический алгоритм (описание действий, которые должны повторятся указанное число раз или пока не выполнено задание);
Разветвляющий алгоритм (алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий)
Вспомогательный алгоритм (алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя).

Представления алгоритма
В устной форме.
В письменной форме на естественном языке.
В письменной форме на формальном языке.
Для более наглядного представления алгоритма широко используется графическая форма - блок-схема, которая составляется из стандартных графических объектов.

Пример записи алгоритма в виде блок-схемы

Счетчик
Начало
Встречу?
Гуляю
Конец

Пример записи алгоритма в виде блок-схемы