Алгоритмдер

«Алгоритмдер » 
 

 

Автор: А.Ш Базарбекова

 

Екібастұз, 2013 ж.

АЛГОРИТМ ТҮСІНІГІ

 

Алгоритм - информатика пәнінің негізгі

ұғымдарының бірі.Компьютерді  қоғам өмірінің қай

саласында болмасын пайдалана  білу үшін алгоритм

ұғымын меңгеру керек.

«Алгоритм» сөзі мағынасы жағынан нұсқау, жарлық, рецепт, ереже, тәртіп, заң, жоба сөздеріне синоним болып келеді. Алгоритм сөзі Орта Азияның

ортағасырлық ұлы ғалымы - Мұхамед ибн Мұса әл-

Хорезмидің атымен байланысты  шыққан. Ол өзінің 

«Арифметикалық трактат»  деген еңбегінде

арифметикалық амалдарды  орындау тәртібін ұсынған.

Анықтама. Алгоритм деп алдын-ала анықталған мақсатқа жету үшін, есептің шешімін табу үшін орындаушыға (адамға, компьютерге және т.б.) берілген түсінікті нұскаулардың тізбегін айтады.

Алгоритмнің қасиеттері

 

Дискреттік қасиеті. Алгоритмдік үрдіс жеке қадамдарға бөлінуі қажет. Әрбір келесі бұйрықты орындау үшін алдыңғы бұйрықты орындау қажет.

 

Түсініктілік қасиеті. Тәжірибе жүзінде қолданылатын алгоритмдер белгілі бір орындаушыға арналады, сондықтан ол алгоритмді құру үшін орындаушыға түсінікті болуы керек, яғни орьшдаушының бүйрықтар жүйесін білу қажет.

Анықтық немесе детерминдік  қасиеті. Алгоритм түсінікті болуымен қатар мағынасы әр түрлі бұйрықтардан тұрмауы қажет, яғни алгоритм орындаушының еркіндігіне жол бермеуі қажет.

 

Нәтижелілік қасиеті. Кез келген алгоритм қадамдарының саны шектеулі болу керек және белгілі бір нәтижеге жетуі қажет. Есептің шешімі жоқтығы да нәтиже болып есептеледі.

 

Көпшілік қасиеті немесе  жалпылылығы. Көптеген алгоритмдер тек қана бір есепті ғана емес, бір типті есептер кластарының шешімін табуға мүмкіндік береді. Қарапайым жағдайда көпшілік қасиеті алгоритмді әр түрлі алғашкы мәліметтер үшін қолдануға мүмкіндік береді.  

Алгоритмді беру және  сипаттау тәсілдері 

 

Алгоритмдегі жарлықтардың, нұсқаулардың берілу түріне қарай  алгоритмді жазу әдістерін ажыратуға  болады. Орындаушының өзіне тән  біліміне байланысты арнайы таңбалар, сөздер, іс-қимылдар, схемалар арқылы  алгоритмдерді жазудың тәсілдерін  ұйымдастыруға болады.

Мысалы, цирктегі кұстар  мен жануарларға алгоритмдер  арнайы дауыстар, іс-кимылдар арқылы, автокөлікті жүргізу алгоритмі, телевизор, магнитофонды жүмыс істету  алгоритмі арнайы пернелерді  басу, бұрау арқылы жүзеге асырылады; т.с.с. әртүрлі таңбалармен, белгілермен  берілген алгоритмдер көп кездеседі.

Орындаушы - адам болатын  жағдайда алгоритм көбінесе сөзбен  жазылады. Сөзбен жазылған алгоритмдер, ретпен орналасқан сөйлемдерден (нұсқаулардан) тұрады. Сонымен бірге  алгоритмдер арнайы таңбалар, блок-схемалар, формулалар, кесте түрінде, ноталар (сазгерлер үшін) арқылы жазылады.

Алгоритмді беру үшін  оның келесі элементтерін сипаттау  керек:

 

•  алгоритмді бастау ережесі;
• мүмкін алғашқы мәліметтер, аралық мәліметтер және қорытынды нәтижелер жиынтықтарын қүрайтын объектілер жиыны;
• мәліметтерді тікелей өңдеу ережелері (қимылдар тізбегінің сипаттамасы);
• нәтиже алу ережелері;
• алгоритмді тәмамдау ережелері;

Алгоритмдерді сипаттаудың  негізгі әдістері:

 

• сөзді-формулалы;
• қүрылымдық немесе блок-сызбалық;
• программалау тілдері көмегімен.

Енді сөзбен жазылған  алгоритмге мысалдар қарастырайық.

1-есеп. Екі бүтін санның  ең үлкен ортақ бөлгішін (ЕҮОБ)  табу керек. Бұл есепті шешу, үлкен санды кішісіне бөлу арқылы, сонан соң кіші санды қалдыққа бөлу, бірінші қалдықты екінші қалдыққа бөлу және т.с.с. қалдық нөл болғанша тізбектей бөлу арқылы жүзеге асырылады. Саны бойынша ең соңғы бөлгіш нәтиже болып табылады.

Бастапқы берілген екі  бүтін санды М және N деп белгілейік. Бөлуді қайталанып отыратын азайту амалымен алмастырайық. Онда алгоритмді келесі түрде ұйымдастыруға болады:

 

•  Басы
• (М, N) енгізіңдер.
• Егер М ≠ N болса, онда 4 пунктке, әйтпесе 7 пунктке өтіңдер.
• Егер М > N болса, онда 5 пунктке, әйтпесе 6 пунктке өтіңдер.
• М := М - N; 3 пунктке өтіңдер.
• N := N -М; 3 пунктке өтіңдер.
• ЕҮОБ:=М
• ЕҮОБ:=М жауапқа шығару.
• Соңы.

Блок-схема - арнайы геометриалық  фигуралар, нұсқамалар арқылы орындалатын  әрекеттер мен олардың орындалуы  ретін көрсететін графиктік схемалармен  берілетін алгоритм. Алгоритмнің  әр пункті геометриялық фигура - блоктың ішінде бейнеленеді. Орындалатын  іс-әрекеттердің түріне қарай  оларға әртүрлі геометриялык  фигуралар сәйкес келеді. Геометриялык  фигуралар арасындағы байланыс  жолдары нұсқама арқылы көрсетіледі.

Байланыс бағытын көрсету

 

Нұсқама

 

6

 

Қайталану процесстерінің  саны белгілі болған жағдайда  қолданылады

 

Циклдік немесе параметрлі  қайталану блогы

 

5

 

Берілген деректерді енгізу  және нәтижені жауапқа шығару

 

Енгізу-шығару

блогы

 

4

 

Шартқа байланысты алгоритмнің  орындалу бағытын таңдау

 

Логикалық блок

 

3

 

Есептеулер немесе есептеулер  тізбегі (ақпаратты өңдеу)

 

Есептеу блогы

(процесс)

 

2

 

Алгоритмнің басы мен  соңын, көмекші программаға кіру  мен шығу

 

Басы-соңы

(кіру-шығу)

 

1

 

Атқаратын қызметі

 

Таңба 

 

Таңбның атауы

 

№

 

Алгоритмді блок-схема  түрінде жазуда қолданылатын  геометриялық фигуралар 

Блок-схема түрінде жазылған  алгоритмге мысал қарастырайық.

 

1-есеп. Екі бүтін санның  ең үлкен ортақ бөлгішін (ЕҮОБ)  табу керек.

Программалау тілдері  көмегімен. Біздің ккк

кккжағдайымызда орындаушының  ролін ЭЕМ атқарады. Программалау  тілі деп, орындаушы ЭЕМ үшін  жазылған алгоритмді сипаттайтын  тілді айтамыз. Ал бағдарламалау  деп алгоритмді бағдарламалау  тілінде жазу процесін айтады.

 

Программалардың мынадай  түрлері бар: ЭЕМ-ге арналған программалар, станокты, роботтарды және басқа  кұрылғыларды басқаруға арналған  программалар.

Алгоритмді компьютерге  түсінікті тілде жазылуы үшін  арнайы бағдарламалау тілдері (бейсик, паскаль, фортран, т.с.с) қолданылады.

Алгоритмнің негізгі құрылымдары

 

Бұл элементарлық блок-сызбалардан  алгоритмдеу

тәжірибесінде қолданылатын 3 негізгі құрылым 

құрылады:

 

• тізбектік немесе сызықтық.
• тармақтық немесе альтернативалық.
• қайталану немесе циқлдік.

Тізбектік немесе сызықтық 

құрылымы-денесі тек ретімен

орындалатын командалардан 

тұратын алгоритмді айтады.

иә

 

жоқ

 

Тармақталу немесе альтернативалық  құрылым-шарттың орындалуына немесе орындалмауына байланысты тармақталып келетін алгоритмді айтады. Тармақталу немесе альтернативалық құрылымының өзі шарт қойылуына байланысты толық, қысқа, таңдау болып үшке бөлінеді.