Bet kuris žmogus savo kasdieniame gyvenime yra priverstas spręsti daugybę skirtingų užduočių. Jis negalvoja apie kai kurių problemų sprendimą („maisto prekių pirkimas“), o kitos sukelia sunkumų ir ilgus apmąstymus („Rubiko kubo rinkimas“). Minėti paprastų ir sudėtingų užduočių pavyzdžiai yra bendri, todėl juos galima suskirstyti į atskirus suprantamus žingsnius. Tokių veiksmų seka gali būti naudojama kaip priminimas, padedantis išspręsti problemą. Ši seka gali būti vadinama algoritmu.
Žinoma, jūs galite surinkti Rubiko kubą be atmintinės, paprasčiausiai perkeldami kraštus atsitiktine tvarka. Bet galimų variantų išvardinimas gali užtrukti ilgai, tai bus neproduktyvus ir neoptimalus procesas. Daug patogiau turėti žingsnių sąrašą, kurio nuoseklus vykdymas visada duos teigiamą rezultatą. Būtent šie principai suformavo tokią koncepciją kaip „algoritmas“.
Algoritmas yra instrukcijų (žingsnių) rinkinys, apibūdinantis vykdytojo operacijų eiliškumą, norint pasiekti problemos sprendimo rezultatą baigtiniu skaičiumi veiksmų.
Kas yra atlikėjas?
Norint geriau suprasti algoritmą apskritai, taip pat būtina atsižvelgti į „algoritmo vykdytojo“sąvoką. Vykdytojas algoritmo sąvokoje reiškia abstrakčią sistemą, galinčią atlikti algoritme aprašytus veiksmus, taip pat turinčią daugybę charakteristikų. Kaip atlikėjas, dažniausiai turima omenyje viena ar kita techninė priemonė (3D spausdintuvas, CNC aparatas, kompiuteris), tačiau reikėtų suprasti, kad tai yra plati sąvoka: atlikėjas gali būti, pavyzdžiui, asmuo.
Nepaisant to, atlikėja gali būti vadinama tik sistema, turinti keletą parametrų:
- aplinka;
- komandų sistema;
- elementarūs veiksmai;
- atsisakymai, jei veiksmų įvykdyti neįmanoma.
Algoritmo savybės
„Atlikėjo“sąvokai nustatyti apribojimai lemia tai, kad pati „algoritmo“sąvoka taip pat turi daug savybių ir apribojimų. Algoritmai tapo plačiai paplitę būtent dėl šių apribojimų, kurie prisideda prie standartizavimo. Tarp algoritmų savybių yra:
- masyvumas (algoritmo galimybė išlikti teisingam skirtingiems įvesties duomenų rinkiniams);
- tikrumas (bet kuriame algoritmo etape atlikėjas turi turėti pakankamai duomenų jiems vykdyti);
- determinizmas (turint tuos pačius įvesties duomenų rinkinius, reikia gauti tą patį rezultatą);
Kodėl reikalingi algoritmai?
Aukščiau nurodytos savybės leidžia plačiai naudoti algoritmus. Taigi algoritmai padeda standartizuoti bet kokių procesų aprašymus. Be algoritmų bet koks skaičiavimas būtų neįmanomas, o bet kurios problemos sprendimas prasidėtų nuo nulio - net jei tai būtų išspręsta daug kartų. Algoritmų naudojimas leidžia greitai išspręsti to paties tipo problemas, sutrumpinti laiką, praleistą sprendimui rasti, automatizuoti jo paieškos procesą, taip pat išplatinti rastą sprendimą standartizuota forma, o tai reiškia, kad visi gali tai suprasti.
