Un algoritmo es un paso en la resolución de un problema y puede definirse como cualquier método especial para resolver un determinado tipo de problema. En informática, los algoritmos se describen en lenguaje de algoritmos informáticos y los algoritmos representan una forma precisa y eficaz para que las computadoras resuelvan un tipo de problema. Algoritmo + estructura de datos = programa para resolver un problema computable o solucionable determinado. Diferentes personas pueden escribir diferentes programas para resolver el mismo problema. Aquí hay dos problemas: uno es un problema algorítmico estrechamente relacionado con el método de cálculo; el otro es un problema técnico en la programación. Existe una estrecha relación entre algoritmos y programas.
Un algoritmo es un conjunto limitado de reglas que especifica una serie de operaciones para resolver un tipo específico de problema y es una descripción precisa y completa de la solución. La creación de un algoritmo suele pasar por las etapas de diseño, verificación, análisis, codificación, prueba, depuración y sincronización.
Los algoritmos de aprendizaje incluyen cinco aspectos: ① Algoritmo de diseño. El diseño de algoritmos no se puede automatizar completamente. Debe aprender algunos métodos básicos de diseño de algoritmos que hayan demostrado ser útiles en la práctica. Estos métodos de diseño básicos se aplican no sólo a la informática, sino también a campos como la ingeniería eléctrica y la investigación de operaciones. ②Indica el algoritmo. Hay muchas formas de describir algoritmos, lenguaje natural y lenguaje algorítmico, cada uno con su propio entorno y características aplicables ③ Confirmar el algoritmo; El propósito de la verificación del algoritmo es hacer que la gente crea que el algoritmo puede funcionar correctamente, es decir, que el algoritmo es computable. Utilice el lenguaje de algoritmos informáticos para describir el algoritmo correcto, forme un programa de computadora, ejecútelo en la computadora y obtenga los resultados de la operación del algoritmo ④ Analice el algoritmo; El análisis de algoritmos es un análisis cuantitativo de cuánto tiempo de computación y espacio de almacenamiento requiere un algoritmo. El algoritmo de análisis puede predecir efectivamente el entorno en el que este algoritmo es adecuado para ejecutarse y comparar la efectividad de diferentes algoritmos para resolver el mismo problema; ⑤ Verificar el algoritmo; Si el algoritmo descrito en lenguaje informático es computable, efectivo y razonable requiere probar el programa. El trabajo de probar el programa incluye depurar y crear mapas de distribución espaciotemporal.
2. Características del algoritmo
Las características del algoritmo incluyen: ① Determinismo. Cada operación del algoritmo debe tener un significado claro. La acción que se realizará mediante esta operación debe ser inequívoca y tener un propósito claro; ② Viabilidad. Las operaciones que se implementarán en el algoritmo deben ser básicas y, al menos en principio, cada operación puede ser completada por humanos usando papel y lápiz en un tiempo limitado; Un algoritmo tiene cero o más entradas. El valor inicial de los datos requeridos por el algoritmo se proporciona antes de la operación del algoritmo. Estas entradas se toman de una colección específica de 4 salidas. Como resultado de la operación del algoritmo, el algoritmo produce una o más salidas, que son cantidades que tienen una cierta relación con la entrada ⑤ Hay pobreza; Un algoritmo siempre termina después de ejecutar un número finito de pasos, es decir, el algoritmo es accesible.
Un conjunto de reglas que satisface las primeras cuatro características sólo puede denominarse proceso informático, y el sistema operativo es un ejemplo de proceso informático. El sistema operativo se utiliza para administrar los recursos de la computadora y controlar la ejecución de los trabajos. Cuando no hay operación, el proceso de cálculo no se detiene, sino que queda en estado de espera.
3. Descripción del algoritmo
El método de descripción del algoritmo se puede resumir de la siguiente manera:
(1) Lenguaje natural;
(2) Gráficos, como n? diagramas y diagramas de flujo, cuyas descripciones corresponden a las descripciones de lenguajes algorítmicos;
(3) Lenguajes algorítmicos, es decir, lenguajes informáticos, lenguajes de programación y pseudocódigo;
(4) Lenguajes formales, utilizando métodos matemáticos, se puede evitar la ambigüedad del lenguaje natural.
Utilice varios algoritmos para describir el mismo algoritmo. Las funciones de los algoritmos son las mismas, lo que permite diferencias en la descripción del algoritmo y los métodos de implementación.
Las actividades de producción y la vida diaria de las personas son inseparables de los algoritmos, y todas las personas los utilizan consciente o inconscientemente. Por ejemplo, cuando las personas van a una tienda a comprar artículos, primero determinan qué artículos quieren comprar, preparan el dinero necesario y luego deciden a qué centros comerciales ir, cómo ir a los centros comerciales, la ruta a tomar, qué hacer si los artículos son de buena calidad, qué hacer si no están satisfechos y qué hacer si no están satisfechos después de comprar los artículos. El algoritmo de compra anterior se describe en lenguaje natural y también se puede describir utilizando otros métodos de descripción.