Основы алгоритмизации.

Понятие алгоритма

Алгоритмизация –

1) этап решения задачи, заключающийся в конструировании алгоритма решения на основе условия задачи и ее требований к конечному результату;

2) раздел информатики, изучающий методы и приемы построений алгоритма, а также их свойства, т.е. алгоритмика задачи, построения модели и алгоритмизация.

Алгоритмизация задачи—процесс разработки (проектирования) алгоритма для решения задачи с помощью ЭВМ.

На этапе постановки задачи описываются исходные данные и предпосылки, формируются правила начала и окончания решения задачи (достижения цели), т.е. разрабатывается информационная или эквивалентная ей математическая модель. Алгоритмов построения моделей не существует. Методом проб и ошибок ведется поиск метода решения задачи (метода вычислений, метода перебора вариантов, метода распознавания образов). На основании этого метода разрабатывается исходный алгоритм, реализация которого принципиально возможна с помощью ЭВМ. При разработке исходного алгоритма и даже при выборе модели пользователь, т. е. человек, решающий конкретную задачу, должен иметь представление о математическом обеспечении ВС или ЭВМ.

Алгоритм—понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной пели или на решение поставленной задачи.

Термин алгоритм происходит от имени узбекского ученого IX в. Аль-Хорезми, который в своем труде «Арифметический трактат», переведенном в XII в. с арабского на латынь, изложил правила арифметических действий над числами в позиционной десятичной системе счисления. Эти правила и называли алгоритмами. Таким образом, изучающиеся в школе правила сложения, вычитания, деления, умножения чисел, правила преобразования алгебраических выражений, правила построения геометрических фигур, грамматические правила правописания слов и предложений – все это алгоритмы. Многие правила, инструкции, записанные в воинских уставах, функциональных, должностных обязанностях, представляют собой подробнейшие указания, годные во всевозможных ситуациях.

К пониманию такого рода трансформации идеи алгоритмичности подводит анализ человеческой деятельности: какой бы она ни была, в ней сосуществуют и противоборствуют два компонента – нормативный и вариативный. Первый закрепляет уже накопленный людьми опыт, а без второго не может быть творчества, развития, движения вперед. Виды алгоритмов как логико-математических средств отражают указанные компоненты человеческой деятельности и тенденции, а сами алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий задачи, путей ее решения, определения действий исполнителя подразделяются следующим образом:

— механические алгоритмы, или иначе детерминированные, жесткие (например, алгоритм работы машины, двигателя и т. п.);

— гибкие алгоритмы, например стохастические, т.е. вероятностные и эвристические.

Механический алгоритм задает определенные действия, обозначая их в единственной и достоверной последовательности, обеспечивая тем самым однозначный требуемый или искомый результат, если выполняются те условия процесса, задачи, для которых разработан алгоритм.

Вероятностный (стохастический) алгоритм дает программу решения задачи несколькими путями или способами, приводящими к вероятному достижению результата.

Эвристический алгоритм (от греческого слова «эврика» – «Я нашел») –это такой алгоритм, в котором достижение конечного результата программы действий однозначно не предопределено, так же как не обозначена вся последовательность действий, не выявлены все действия исполнителя. К эвристическим алгоритмам относят, например, инструкции и предписания.

В этих алгоритмах используются универсальные логические процедуры и способы принятия решений, основанные на аналогиях, ассоциациях и прошлом опыте решения схожих задач.

Алгоритм применительно к вычислительной машине –точное предписание, т.е. набор операций и правил их чередования, при помощи которого, начиная с некоторых исходных данных, можно решить любую задачу фиксированного типа.