Κάθε άτομο στην καθημερινή του ζωή αναγκάζεται να λύσει έναν μεγάλο αριθμό διαφορετικών εργασιών. Δεν σκέφτεται να λύσει κάποια προβλήματα («αγορά ειδών παντοπωλείου»), ενώ άλλα προκαλούν δυσκολίες και μεγάλες σκέψεις («συλλογή του κύβου του Ρούμπικ»). Τα παραπάνω παραδείγματα απλών και πολύπλοκων εργασιών έχουν κοινά ότι μπορούν να αναλυθούν σε μεμονωμένα κατανοητά βήματα. Η ακολουθία τέτοιων βημάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υπενθύμιση για την επίλυση του προβλήματος. Αυτή η ακολουθία μπορεί να ονομαστεί αλγόριθμος.
Φυσικά, μπορείτε να συλλέξετε έναν κύβο Rubik χωρίς σημείωμα, απλά μετακινώντας τις άκρες με τυχαία σειρά. Ωστόσο, η απαρίθμηση πιθανών επιλογών μπορεί να διαρκέσει πολύ, θα είναι μια μη παραγωγική και μη βέλτιστη διαδικασία. Είναι πολύ πιο βολικό να υπάρχει μια λίστα βημάτων, η διαδοχική εκτέλεση των οποίων θα οδηγεί πάντα σε θετικό αποτέλεσμα. Αυτές οι αρχές διαμόρφωσαν μια τέτοια έννοια ως «αλγόριθμος».
Ο αλγόριθμος είναι ένα σύνολο οδηγιών (βημάτων) που περιγράφουν τη σειρά των λειτουργιών του εκτελεστή ώστε να επιτευχθεί το αποτέλεσμα της επίλυσης ενός προβλήματος σε έναν πεπερασμένο αριθμό ενεργειών.
Τι είναι ο ερμηνευτής
Για καλύτερη κατανόηση του αλγορίθμου εν γένει, είναι επίσης απαραίτητο να εξεταστεί η έννοια του «αλγόριθμου εκτελεστής». Ένας εκτελεστής στην έννοια ενός αλγορίθμου σημαίνει ένα αφηρημένο σύστημα ικανό να εκτελεί τις ενέργειες που περιγράφονται από τον αλγόριθμο, καθώς και να έχει έναν αριθμό χαρακτηριστικών. Ως ερμηνευτής, το ένα ή το άλλο τεχνικό μέσο εννοείται συχνότερα (ένας εκτυπωτής 3D, μια μηχανή CNC, ένας υπολογιστής), ωστόσο, πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτή είναι μια ευρεία έννοια: ο εκτελεστής μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ένα άτομο.
Ωστόσο, μόνο ένα σύστημα που διαθέτει ταυτόχρονα έναν αριθμό παραμέτρων μπορεί να ονομαστεί εκτελεστής:
- περιβάλλον;
- ένα σύστημα εντολών ·
- στοιχειώδεις δράσεις ·
- απορρίψεις, εάν η εκτέλεση των ενεργειών είναι αδύνατη.
Ιδιότητες αλγορίθμου
Οι περιορισμοί που επιβάλλονται στην έννοια του "εκτελεστή" οδηγούν στο γεγονός ότι η ίδια η έννοια του "αλγορίθμου" έχει επίσης ορισμένες ιδιότητες και περιορισμούς. Οι αλγόριθμοι έχουν εξαπλωθεί ακριβώς λόγω αυτών των περιορισμών, οι οποίοι συμβάλλουν στην τυποποίηση. Μεταξύ των ιδιοτήτων των αλγορίθμων είναι:
- μαζικότητα (η ικανότητα του αλγορίθμου να παραμένει σωστή για διαφορετικά σύνολα δεδομένων εισόδου) ·
- βεβαιότητα (σε οποιοδήποτε βήμα του αλγορίθμου, ο εκτελεστής πρέπει να διαθέτει αρκετά δεδομένα για να τον εκτελέσει) ·
- ντετερμινισμός (με τα ίδια σύνολα δεδομένων εισόδου, πρέπει να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα) ·
Γιατί χρειάζονται αλγόριθμοι
Οι παραπάνω ιδιότητες παρέχουν ευρεία χρήση των αλγορίθμων. Έτσι οι αλγόριθμοι χρησιμεύουν στην τυποποίηση περιγραφών οποιωνδήποτε διαδικασιών. Χωρίς αλγόριθμους, οποιοσδήποτε τύπος υπολογισμού θα ήταν αδύνατος και η λύση σε οποιοδήποτε πρόβλημα θα ξεκινούσε από το μηδέν - ακόμα κι αν είχε επιλυθεί πολλές φορές. Η χρήση αλγορίθμων σάς επιτρέπει να λύσετε γρήγορα προβλήματα του ίδιου τύπου, να μειώσετε το χρόνο που αφιερώσατε στην εξεύρεση λύσης, να αυτοματοποιήσετε τη διαδικασία εύρεσης και να διανείμετε τη λύση που βρέθηκε σε τυποποιημένη μορφή, πράγμα που σημαίνει ότι όλοι μπορούν να την καταλάβουν.
