يضطر أي شخص في حياته اليومية إلى حل عدد كبير من المهام المختلفة. لا يفكر في حل بعض المشكلات ("شراء البقالة") ، بينما يتسبب البعض الآخر في صعوبات وانعكاسات طويلة ("تجميع مكعب روبيك"). تشترك الأمثلة المذكورة أعلاه للمهام البسيطة والمعقدة في إمكانية تقسيمها إلى خطوات فردية مفهومة. يمكن استخدام تسلسل هذه الخطوات كتذكير للمساعدة في حل المشكلة. يمكن أن يسمى هذا التسلسل خوارزمية.
بالطبع ، يمكنك جمع مكعب روبيك بدون مذكرة ، ببساطة عن طريق تحريك الحواف بترتيب عشوائي. لكن تعداد الخيارات الممكنة قد يستغرق وقتًا طويلاً ، وستكون عملية غير منتجة ودون المستوى الأمثل. من الأنسب أن يكون لديك قائمة بالخطوات ، والتي سيؤدي تنفيذها المتسلسل دائمًا إلى نتيجة إيجابية. هذه هي المبادئ التي شكلت مفهوم مثل "الخوارزمية".
الخوارزمية هي مجموعة من التعليمات (الخطوات) التي تصف ترتيب عمليات المنفذ لتحقيق نتيجة حل مشكلة في عدد محدود من الإجراءات.
ما هو المؤدي؟
من أجل فهم أفضل للخوارزمية بشكل عام ، من الضروري أيضًا مراعاة مفهوم "منفذ الخوارزمية". يعني المنفذ في مفهوم الخوارزمية نظامًا مجردًا قادرًا على تنفيذ الإجراءات الموصوفة بواسطة الخوارزمية ، بالإضافة إلى وجود عدد من الخصائص. بصفتك فنانًا ، غالبًا ما يُقصد بواحدة أو وسيلة تقنية أخرى (طابعة ثلاثية الأبعاد ، آلة CNC ، كمبيوتر) ، ومع ذلك ، يجب أن نفهم أن هذا مفهوم واسع: يمكن أن يكون المؤدي ، على سبيل المثال ، شخصًا.
ومع ذلك ، فقط النظام الذي يمتلك عددًا من المعلمات في وقت واحد يمكن أن يسمى مؤدٍ:
- بيئة؛
- نظام الأوامر ؛
- الإجراءات الأولية.
- الرفض ، إذا كان تنفيذ الإجراءات مستحيلاً.
خصائص الخوارزمية
تؤدي القيود المفروضة على مفهوم "المؤدي" إلى حقيقة أن مفهوم "الخوارزمية" ذاته له أيضًا عدد من الخصائص والقيود. انتشرت الخوارزميات على وجه التحديد بسبب هذه القيود التي تساهم في التوحيد القياسي. من بين خصائص الخوارزميات:
- الضخامة (قدرة الخوارزمية على البقاء صحيحة لمجموعات مختلفة من بيانات الإدخال) ؛
- اليقين (في أي خطوة من الخوارزمية ، يجب أن يكون لدى المؤدي بيانات كافية لتنفيذها) ؛
- الحتمية (مع نفس مجموعات بيانات الإدخال ، يجب الحصول على نفس النتيجة) ؛
لماذا الخوارزميات مطلوبة؟
توفر الخصائص المذكورة أعلاه استخدامًا واسع النطاق للخوارزميات. لذا تعمل الخوارزميات على توحيد أوصاف أي عمليات. بدون الخوارزميات ، سيكون أي نوع من الحسابات مستحيلًا ، وسيبدأ حل أي مشكلة من الصفر - حتى لو تم حلها عدة مرات. يتيح لك استخدام الخوارزميات حل المشكلات من نفس النوع بسرعة ، وتقليل الوقت الذي تقضيه في البحث عن حل ، وأتمتة عملية العثور عليه ، وكذلك توزيع الحل الموجود في شكل موحد ، مما يعني أنه يمكن للجميع فهمه.
