Вызначэнне, ўласцівасці і віды алгарытмаў

У свеце інфармацыйных тэхналогій паняцце алгарытму займае цэнтральнае месца. Сам тэрмін адбыўся ад імя Аль-Харэзм, узбекскага сярэднявечнага матэматыка, які ў 9 стагоддзі здолеў выразна апісаць правілы выканання простых арыфметычных дзеянняў - гэта значыць склаў першыя алгарытмы.

Алгарытм - вызначэнне

У сучаснай інфарматыцы і матэматыцы гэты тэрмін мае такія азначэнні:

- паслядоўнасць дзеянняў, у якой строга вызначаны правілы выканання;

- прадпісанне, якое вызначае паслядоўнасць і змест аперацый, выконваючы якія, зыходныя дадзеныя прыходзяць да шуканага выніку;

- дакладнае апісанне якога-небудзь вылічальнага працэсу або любой іншай паслядоўнасці дзеянняў;

- максімальна поўнае і дакладнае прадпісанне аб паслядоўнасці выканання канчатковага колькасці дзеянняў, якія неабходныя для спрыяльнага вырашэння любой задачы падобнага тыпу.

Алгарытм можа выконвацца чалавекам ці аўтаматычнай прыладай - так званым фармальным выканаўцам. Задача любога выканаўцу - максімальна дакладная рэалізацыя наяўнага алгарытму. Фармальны выканаўца не абавязаны ўнікаць у сутнасць працэсу, часцяком таму, што не здольны яе зразумець. У якасці прыкладу фармальнага выканаўцы можна прывесці пральную машыну, якая выканае зададзеную праграму мыцця нават у адсутнасць пральнага парашка або бялізны ў баку.

Выканаўца алгарытму можа выконваць каманды толькі з строга зададзенага спісу, які ўяўляе сабой сістэму каманд. Для кожнай каманды выканаўцы агавораны ўмовы прымянімасці і апісаны вынікі выканання. На кожны выклік каманды выканаўца адказвае адпаведным элементарным дзеяннем.

Універсальным выканаўцам алгарытму ў інфарматыцы з'яўляецца кампутар.

Алгарытм і яго ўласцівасці

1) Дыскрэтнасць (або паасобнымі, канечнага працэсу) азначае, што алгарытм ўяўляе працэс рашэння задач у выглядзе паслядоўнага выканання раней вызначаных простых крокаў. Кожнае наступнае дзеянне можа стацца толькі пасля заканчэння папярэдняга.

2) Пэўнасць мае на ўвазе, што ўсе правілы алгарытму павінны быць выразнымі і адназначнымі. Тады выкананне алгарытму набудзе неабходны механічны характар без дадатковых указанняў або звестак.

3) Выніковасць (або канечнасць) алгарытму азначае, што ён павінен прывесці да неабходнага выніку за канкрэтнае канчатковае лік крокаў.

4) Масавасць - гэта ўніверсальнасць прымянення алгарытму да групы некаторых падобных задач, якія адрозніваюцца толькі наборам зыходных дадзеных. Зыходныя дадзеныя пры гэтым могуць выбірацца з так званай вобласці дастасавальнасці алгарытму.

У залежнасці ад мэтаў, першапачатковых умоў, шляхоў вырашэння задачы, вызначэння дзеянняў выканаўцы, можна вылучыць наступныя віды алгарытмаў:

1) імавернасную (або стахастычныя) даюць некалькі шляхоў праграмы рашэння задачы, якія прыводзяць да магчымага дасягненню выніку.

2) эўрыстычнага віды алгарытмаў маюць на ўвазе, што дасягненне канчатковага выніку пасля выканання праграмы дзеянняў не вызначана адназначна. Сапраўды гэтак жа няма выразнай чарговасці дзеянняў выканаўцы. Да падобных алгарытмах можна аднесці, напрыклад, загады і інструкцыі. У іх напісанні выкарыстоўваюцца агульныя спосабы прыняцця рашэнняў і лагічныя працэдуры, выбудаваныя на аснове аналогій, якія ўзнікаюць у сувязі з мінулым вопытам.

3) Лінейныя віды алгарытмаў маюць на ўвазе пабудова набору каманд або указанняў, што выконваюцца ў строгай паслядоўнасці адзін за адным.

4) разветвляется алгарытмы ўтрымліваюць як мінімум адна ўмова, пасля праверкі якога ЭВМ можа перайсці на адзін з некалькіх магчымых крокаў.

5) Цыклічныя віды алгарытмаў прадугледжваюць шматразовае паўтарэнне аднаго дзеяння або аперацыі над новымі зыходнымі дадзенымі. Напрыклад, да гэтых алгарытмах ставіцца вялікая частка метадаў вылічэнні і перабору варыянтаў. Так з'яўляецца так званы цыкл праграмы - гэта значыць серыя, паслядоўнасць каманд (цела цыклу), якая выконваецца шматкроць, пакуль ня будзе задаволенае некаторы ўмова.