Алгоритм типтері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Реферат

Пәні: МГКИ ЭЕМ-ды қолдану

Тақырыбы: Алгоритм түсінігі. Алгоритмнің қасиеттері мен атқарушылары. Алгоритмді ұсыну әдістері. Алгоритм типтері

Жоспар

Кіріспе . . . 3

Алгоритмнің қасиеттері мен атқарушылары . . . 4
Алгоритмді талдау . . . 5
Алгоритм. Ұсыну әдістері. . 6
Алгоритм типтері. . 7
Қорытынды . . . 10
Пайдаланылған Әдебиеттер тізімі . . . 11

Кіріспе

Алгоритм , алгорифм (ағылшынша: algorіthm, algorіsmus - Әл-Хорезмидің атынан шыққан) - бастапқы берілген мәліметтермен бір мәнде анықталатын нәтиже алу үшін қай амалды (жұмысты) қандай ретпен орындау қажеттігін белгілейтін есептерді (мәселелерді) шешу (математикалық есеп-қисаптар орындау, техникалық объектілердіжобалау, ғылыми-зерттеу жұмысын жүргізу т. б. ) тәсілдерінің дәл сипаттамасы. Алгоритм - математика мен кибернетиканың негізгі ұғымдарының бірі. Агоритмді орындау алгоритмдік процесс деп аталады. Жалпы Алгоритм деп алдын ала не істеу керек екені дәл көрсетілген есептеу процесін айтады. Есептеу процесі қандай болса да алғашқы мәндерден бастап, сол арқылы толық анықталған қорытынды шыққанша жүргізіледі. Алгоритм ұғымының алғышартына алгоритмдік процеспен қатар мүмкін болатын алғашқы деректер жиынтығының нұсқауы және қорытынды алуға байланысты жүргізілген процестің аяқталғандығын көрсететін ереже енеді. Белгілі бір бастапқы деректердің жиынына қолданылған Алгоритм тиянақты қорытындыға келмеуі немесе есептеу барысы аяқталмай тоқталуы мүмкін. Егер есептеу процесі белгілі бір қорытынды алумен аяқталса (не аяқталмай қалса), онда Алгоритм мүмкін болатын бастапқы деректерге қолданылады (не қолдануға болмайды) деп ұйғарылады. Алгоритм - қазіргі математикада, оның ішінде электронды есептеуіш машинада қолданылатын негізгі ұғымдардың бірі. Белгілі бір теңдеу түбірінің жуық мәнін кез келген дәлдікпен табу оған арналған Алгоритммен есептеледі. Компьютердің кең қолданылуына байланысты Алгоритм жаңа мағынаға ие болды. Берілген есепті шешу барысында орындаушыға біртіндеп қандай әрекеттер жасау керектігін түсінікті әрі дәл көрсететін нұсқау да Алгоритм деп аталады. Алогритмді орындаушы - адам, ЭЕМнемесе робот. Әрбір нұсқау - бұйрық. Ал орындаушының жүзеге асыра алатын бұйрықтар жиыны бұйрықтар жүйесі деп аталады. Мысалы, у = (ax + b) (cx - d) функциясынесептеу ЭЕМ-да мынадай әрекеттерден құралады:

а-ны x-ке көбейту R1 деп,
оған b-ны қосу нәтижесі R2 деп,
с-ны х-ке көбейту R3 деп,
сх-тан d-ны алу R4 деп,
R2-ні R4-ке көбейту у деп белгіленеді.

Алгоритмнің бұйрықтары бірінен кейін бірі кезекпен орындалады. Бағдарлама Алгоритм тілінде жазу, бейнелеу мағынасын береді. Компьютерде Алгоритмнің сызықты, тармақты, циклді, логикалық, модельдік, параллельдік, тізбекті т. б. түрлері қолданылады.

Алгоритмнің қасиеттері мен атқарушылары

Алгоритм ұғымның мәнін аша түсетін оның мынадай қасиеттері бар:

Алгоритм дискретті информациялармен жасалатын әрекеттерді тағайындайды және өрнектейді. Алгоритмге қатысты әрекеттердің бәрі дискретті болады. Алгоритмнің жұмысына қажетті материалдар ретінде символдық мәтіндер және сандар пайдаланылады.
Алгоритм біздің қалауымызға қарай өзгертуге болмайтын нақты нұсқау алгоритмде не істеу керектігі алдын-ала айқын береді. Мысалы, бір есепті шешудің алгоритмі берілсе онда ойланбай-ақ алгоритмде қандай нұсқаулар берілсе, сол нұсқауларды берілу ретімен орындасақ, есеп шығады. Алгоритмнің осы қасиетін оның анықталғандық қасиеті дейміз. Бұл жағдай адам сияқты емес ойлау қабілеті жоқ құрылғылардың мысалы, компьютердің көмегімен есептерді шешу мүмкіндігіне кепілдік берді. Мұндай құрылғылар алгоритмнің жарлықтарын ойланбастан формальды орындайды. Сондықтан алгоритмді есепті шығаруға қажеттінің бәрі бір мәнді анықталу және атқарушыға түсінікті әрі нақты болуы тиіс.
Бір алгоритмнің өзін бірнеше есептің шешімін табу үшін пайдалану мүмкіндігі, яғни бастапқы деректер мәндерінің жиынына пайдаланылу мүмкіндігі бар. Алгоритмнің мұндай қасиетін көпшілікке бірдейлік, басқаша айтқанда, жалпылық қасиеті деп атайды.
Әрбір алгоритм белгілі бір бастапқы деректердің болуын талап етеді және іздеген нәтижені алуға жеткізеді. Мысалы, екі санды қосу алгоритмнде қосылғыштар бастапқы деректерге, ал қосынды нәтижеге жатады. Осылайша, алгоритмдегі әрекеттердің белгілі бір санның орындалуынан кейін қажетті нәтиже алу мүмкіндігі алгоритімнің нәтижелілігі деп аталады.

Туғаннан бастап баланы тәрбиелеу, оларды әртүрлi ережелердi сақтауды, ертеңгiсiн жуыну, киiну, шешiну, тамақ iшу, сабаққа бару, жолдан өту . т. б. меңгерудi және қатаң орындауды талап етемiз. Одан әрi бала-бақшада және мектепте тәрбиеленудiң күн тәртiбi болады. Оларды оқыту белгiлi ретпен өтедi. Ал барлық мүмкiн болатын ойындар ереже бойынша ұйымдастырылады. Демек кез-келген iс-әрекеттер анықталған жарлық бойынша жүзеге асады, яғни анықталған алгоритм бойынша орындалады. Адам жас кезiнен бастап күнделiктi өмiрде алгоритмдi меңгередi және орындайды.

Әл- Алгоритмнің қасиеттері және оған қойылатын талаптар :

1. Алгоритмнің дискреттігі ( үздіктілігі) - ақпаратты өңдеу процесі ретімен жазылған, аяқталған нұсқаулардан құралған тізбектерден тұруы тиіс, яғни орындаушының келесі қадамға өтуі алдыңғы қадамның аяқталуынан кейін жүзеге асуы керек;

2. Алгоритмнің түсініктілігі - алгоритмді құру барысында оның орындаушыға түсінікті болатындығы ескерілуі керек;

3. Алгоритмнің анықтылығы - алгоритм жалпы түрде қабылданған символдарды, алфавитті пайдаланып жазылуы тиіс. Орындаушы (адам, компьютер) алгоритмді түсініп, орындай алатын болуы керек. Оның үстіне түрліше түсінілетін нұсқаулар енгізілмеуі тиіс.

Алгоритмді талдау

Алгоритмдерді талдаудың негізгі әдістері:

Сөздік-формулалық (табиғи тілдерде) ;
Құрылымды немесе блок-схемалар;
Арнайы алгоритмдік тілдерді қолдану;
Граф-схемалар көмегімен (граф - әр сызық екі нүктені қосатын, нүктелер мен сызықтар жиынтығы) . Нүктелер шыңдар деп аталады, сызықтар - қабырғалар;
Петри торының көмегімен.

Бағдарламаны жасау алдында көбінесе сөздік-формулалық және блок-схемалық әдістер қолданылады. Кейде ассемблер сияқты төменгі деңгейдегі тілдерде бағдарламаны жасау алдында, бағдарлама алгоритмін кейбір жоғарғы деңгейдегі бағдарламалау тілінің конструкцияларын қолдана отырып жазады. Күрделі бағдарламалық жүйелер алгоритмдерінің бағдарламалық сипаттамаларын қолдану ыңғайлы. Мысалы, ОЖ жұмыс істеу принциптерін сипаттау үшін Алголға ұқсас жоғарғы деңгейдегі бағдарламалау тілі қолданылды

Сөздік-формулалық әдісте алгоритм әрекеттер тізбегін анықтайтын, құрамында формулалары бар мәтіндік түрде жазылады. Мысалы, келесі өрнектің мәнін анықтау қажет болсын: у=2а-(х+6) . Сөздік-формулалық әдістпен бұл есептің алгоритмі келесі түрде жазылуы мүмкін:

а және х мәндерін енгізіңіз.
х және 6-ны қосу.
а на 2-ге көбейту.
2а -дан (х+6) қосындысын азайту.
Өрнектің есептелген нәтижесі ретінде у-ті шығару.

Блок-схемада бағдарламадағы барлық тармақтар, циклдар және ішкі бағдарламалар болуы қажет.

Хорезми бірінші рет арифметикалық амалдарды орындаудың ережелерін тұжырымдаған ғалым. Алгоритм ұғымы кез-келген программа құру кезінде негізгі орын алады, себебі программа - енгізілген берілгендерді өңдеу үшін арнайы және қатаң түрде қандай да бір программалау тілінде дайындалған алгоритм. Кез-келген алгоритм қандай да бір орындаушыға негізделген. Орындалған командалар жиынтығы орындаушының командалар жүйесі болып табылады. Орындаушы ретінде - адамдар және техникалық құрылғылар, яғни роботтар, компьютерлер және автоматтар болуы мүмкін. Яғни, алгоритм дегеніміз - жеке қадамдардан тұратын, формальды түрде жазылған реттелген нұсқаулар тізбегі. Алгоритм сөзі IX ғасырда өмір сүрген ұлы өзбек математигі Әл-Хорезмидің атымен аталған жазудың латындық формасы. Алгоритмнің көпшілікке бірдейлігі - қарастырылып отырған ақпараттың кез-келген мәндерінде нақты бір ғана тапсырманы емес, соған типтес бүкіл тапсырманы шеше білуі. Мысалы, квадрат теңдеуді шешу алгоритмі - коэффиценттің кез-келген мәнінде оның түбірін табуға мүмкіндік береді немесе жолда жүру ережесі барлығымызға бірдей.

Алгоритм. Ұсыну әдістері

ЭЕМ машиналық команда түрінде жазылған тек бір қарапайым арифметикалық не бір логикалық амалды ғана орындай алатын етіп құрылған. ЭЕМ арқылы информацияны өңдеунәтижесін табу үшін біртіндеп орындалатын амалдар, нұсқаулар тізбегін алдын ала дайындап алу керек. Нәтиже алу үшін арнайы ереже бойынша жинақты түрде дайындалған нұсқаулар тізбегі- алгоритм деп аталады.

Алгоритмді әр түрлі тәсілдерді пайдаланып дайындау мүмкін.

Берілгендер - информатикадағы негізгі ұғымдардың бірі ЭЕМ-ге ендірілетін, шығарылатын және ішкі кодталған түрде өңделетін информация - берілгендер деп аталады.

Алгоритмнің қарапайым операцияны орындауы үшін машинаға берілген әр нұсқауы машиналық команда деп, ал командада көрсетілген сан және символ -аргумент деп аталады.

Машинаға түсінікті командалар тізбегі арқылы жазылған есептің алгоритмі осы есептің программасы деп, программа құру процесі - программалау деп аталады.

Информацияны өңдеудің алгоритмін 3 түрлі жолмен құруға болады.

1) ауызша алгоритм

2) блок-схема түрінде

3) алгоритмдік тілде

Ауызша алгоритм - күнделікті пайдаланылатын сөздер мен математикалық символдарды қолданып жазылған жеке-жеке нұсаулар жиынтығынан тұрады.

Блок-схема - түрлі арнайы фигуралар, нұсқаулар арқылы программада орындалатын әрекеттер мен олардың орындалу ретін көрсететін графиктік схема. Мұнда алгоритмде орындалатынәрекеттер геометриялық фигуралар арқылы сызылып, олардың байланыс жолдары нұсқама арқылы көрсетіледі.

а) - алгоритмнің басы мен соңы

б) - берілгендерді ендіру және нәтижені шығару

в) - шартты тексеру

г) - информацияны өңдеу

д) - байланыс бағыттары

Мысал. n! мәнін есептеу алгоритмі

Ауызша алгоритм

алг факториал

1. оқу n

2. k:=1; r:=1

3. r=r*k

4. k:=k+1

5. егер k n өту 3

6. жазу “n!=”, r

7. соңы

Блок-схемасы

Алгоритмдік тіл - құрылымы нақтыланған бірыңғай және дәл жазылатын арнайы символдар мен ережелер жүйесінен тұрады. Пайдаланылатын символдар - тілдің алфавитін, ережелержүйесі-оның синтаксисін құрайды.

Алгоритмдік тілдің алфавитінде, мағынасы мен қолдану тәсіліне алдын-ала түсініктеме беріліп қойылған, қызметші сөздер деп аталатын символдар бар.

1. Алгоритм тақырыбы : алг , арг , нәт , берілг , керек ;

2. Алгоритмнің басталуы мен соңы: басы , соңы ;

3. Тармақталу командасы: егер , онда , әйтпесе , біті ;

4. Таңдау командасы: таңдау , жағдай , . . . , жағдай , әйтпесе , бітті

5. Қайталану командасы:

а) Цикл “әзірше”: цб , әзір , цс ;

б) Цикл “үшін” : цб , үшін , дан (дан, тан, тен) , бастап , дейін , қадам , келесі , цс ;

6. Құрама шарттар : және , немесе , емес ;

7. Функция: мән

Информацияны өңдеудің ауызша алгоритмі негізінен көмірленген жолдар бойынша құрылатындықтан, мұндай алгоритмді жолдық алгоритм деп атайды.

Әр түрлі мәндерді қабалдай алатын объектілерді - шамалар деп атайды. Әр шаманың аты, мәні, типі бар. Аты-айнымалы шаманың белгіленуі, тип-алгоритмнің орындалу кезінде осышаманың әр кезеңде қабылдайтын мәндерінің сипаттамасы. Тип бүтін, нақты, литерлік болуы мүмкін.

Литерлік мән деп мәні текст болатын шаманы айтамыз. Жалпы түрде жазылуы

алг алгоритмнің аты

арг арг-р аттары

нәт нәтижелер аттары

басы

алгоритм денесі

соңы

Алгоритмнің басы қызметші сөзіне дейінгі бастапқы бөлігі алгоритм тақырыбы деп, басы . . . соңы қызметші сөздерінің аралығында орналасатын командалар тізбегін алгоритм денесі депатайды.

Өңелетін информацияда берілген бастапқы шамаларды аргументтер деп, ал өңдеу қорытындысында табылатын шамаларды нәтижелер деп атайды.

Алгоритм типтері.

Мысал Қабырғалары а, в, с ауданын Герон формуласы бойынша есептеу алгоритмі және блок-схемасы.

алг аудан (нақ а, в, с, нақ s) ;

арг а, в, с

нәт s

басы нақ р

p:=(a+b+c) /2; S=sqrt [p*(p-a) (p-b) (p-c) ]

соңы

Алгоритм тақырыбына кірмейтін, бірақ алгоритм денесінде пайдаланылатын айнымалы - аралық шама деп аталады.

Құрылған алгоритмде командалар бірінен соң бірі ретімен орындалатының байқауға болады. Мұндай алгоритмді сызықтық алгоритм деп атайды.

Мысал.

алг функция ( нақ х, нақ у)

арг х

нәт у

басы

егер x<1

онда y:=x**2+7

әйтпесе у:=3*x+5

бітті

соңы

Осы алгоритмді тармақталу алгоритмі деп аталады, егер кез келген шарттың орындалу, не орындалмауына байланысты 1-командалар сериясы немесе 2-команда сериясы орындалса, мұндай алгоритмді тармақталу алгоритмі деп аталады.

Қайталану командаларынан тұратын алгоритм-циклдік алгоритм деп аталады. Цикл құрамы цб сөзінен басталып, цс - сөзімен аяқталады. Олардың аралығына-цикл денесі орналасады.

q рет қайталану командасының жалпы түрде жазылуы

цб q рет

цикл денесі

цс

“үшін” циклінің алгоритм денесі;

басы бүт k, r

цб к үшін 1 бастап n дейін

r:=r*k

цс

соңы

Алгоритм түсінігі негізігі математика түсінігінің қатарына жатады. Бұл үлкен даму қатарынан өткен. Мұнда математика дамымай тұрып та таза механикалық қасиеттердің белгілі ережелерге сүйеніп, бүкіл кластың тапсырмалары есептелетін әртүрлі есептеуіш процестері қалыптаса бастады. Алгоритм мысалдары болып мыналар табылады:
Сандармен жұмыс жасалатын арифметикалық әрекеттердің ережесі.
Ең үлкен ортақ бөлгішті табу ережесі. (Евклид алгоритмі) .
Квадраттық түбірден құтылу ережесі.
Квадраттық түбірдің шешімін табатын ереже.
Әрбір келтірілген мысалдардың біртекті шешім кластарымен немесе массалық проблемаларымен жұмыс істеуге тура келеді. Кластың мұндай шешімдері бір-бірімен параметрге кіретін мәндермен ажыратылады. Осылайша, квадраттық теңдеудің шешімін табуда мынадай үш параметр қатысады және с ; бұларды ауыстыра отырып бір кластың әртүрлі шешімдерін таба аламыз.
Айтылғандарға қарап алгоритм түсінігінің келесі анықтамасын беруімізге болады.
Алгоритм дегеніміз бір образды және берілген массалық проблеманың кез-келген тапсырмасының дәлме-дәл шешімі. Мұндай анықтаманы қатаң деп қарауға болмайды. Шынында да, мұнда дәл мағынасы берілмеген сөздер де кездеседі. Жекелей бұл «әдіс» сөзіне қатысты. Алгоритмнің мұндай қатаң емес анықтамасы интуитивтік деп аталады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.