بزارین اولیش رو خودم بگم...
الگوریتم ها
برای حل مسائل مختلف توسط کامپیوتر باید این مسائل را به صورت مراحل عملیاتی و تصمیم گیری ساده ای که کامپیوتر قادر به اجرای آن باشد تبدیل کرد. بدین ترتیب لیست مرتبی از مراحل عملیاتی بدست می آید که اجرای مرتب آنها منجر به حل مسئله توسط کامپیوتر می شود. این لیست مرتب از مراحل عملیاتی و تصمیم گیری ، الگوریتم نامیده می شود.
در حالت کلی الگوریتم ها باید ویژگی های زیر را داشته باشند:
الف) الگوریتم باید ما را به نتیجه مورد نظر برساند.
ب) در زمان محدود پایان یابد.
ج) دستورالعملها باید به ترتیب منطقی پشت سرهم قرار گیرند.
د) جملات الگوریتم ها باید به صورت امری ، سؤالی باشند.
ه) هر الگوریتم باید نقطه آغاز و پایان داشته باشد.
یکی از توانایی هایی که در کامپیوتر وجود دارد استفاده از خانه های حافظه است که می توان در آن اطلاعات را قرار داد و در هر لحظه از اجرای الگوریتم می توان محتویات آن را تغییر داده و مقدار جدیدی را در آن قرار دهیم این ویژگی کارایی ما را برای حل مسائل پیچیده تر افزایش می دهد.
مثال : الگوریتم تعویض چرخ پنچر شده یک اتومبیل.
0- شروع.
1- جک را زیر اتومبیل بگذارید.
2- پیچهای چرخ پنچر شده را باز کنید.
3- چرخ را خارج کنید.
4- چرخ یدک را به جای چرخ پنچر شده بگذارید.
5- پیچها را ببندید.
6- اگر پیچها سفت نشده اند به مرحله 5 برو.
7- جک را پایین بیاورید.
8- چرخ پنچر شده را در صندوق عقب اتومبیل بگذارید.
9- پایان.
مثال : الگوریتمی بنویسید که دو عدد از ورودی دریافت شود و سپس تعیین شود که مجموع دو عدد بزرگتر از 20 است یا نه.
0- شروع .
1- دو عدد a و b را از ورودی در یافت کن.
2- a+b را محاسبه کن.
3- آیا a+b>20 است؟ اگر بلی به مرحله 6 برو.
4- بنویس خیر.
5- به مرحله 7 برو.
6- بنویس بلی.
7- پایان.
با برنامه ریزی و ساماندهی دقیق می توان به راه حلی مناسب جهت حل یک مسئله به کمک کامپیوتر رسید. هرگونه کم توجهی و بی دقتی در نوشتن الگوریتم ضمن بروز مشکلات بسیار، برنامه نویس را نیز از هدف خود دور خواهد کرد؛ لذا برای به هدف رسیدن باید درک صحیح و کاملی از صورت مسئله داشت و سپس راه حل مورد نظر را به صورت الگوریتم بنویسیم. و در نهایت الگوریتم مورد نظر را به زبان برنامه نویسی مورد نظر تبدیل کنیم. برای درک بهتر شیوه حل مسائل و نوشتن الگوریتم به مثالهای زیر توجه کنید:
مثال : الگوریتمی بنویسید که مجموع اعداد طبیعی مضرب 7 و کوچکتر از 50 را حساب کند.
برای نوشتن این الگوریتم به دو خانه حافظه نیاز داریم.
0- شروع.
1- در خانه حافظه sum عدد صفر را قرار بده.
2- در خانه حافظه index عدد 7 را قرار بده.
3- مقدار index را با مقدارsum جمع کن
و حاصل را در sum قرار بده.
4- مقدار 7 را با مقدار index جمع کن
و حاصل را در index قرار بده.
5- آیاindex بزگتراز 50 است،اگر خیر به مرحله 3 برو.
6- محتوای sum را چاپ کن.
7- پایان.
در الگوریتم فوق مقادیر حافظه sum و index تغییر می کند، تا اینکه سرانجام شرط " آیا index بزرگتر از 50 است " بلی می شود لذا محتوای sum در خروجی چاپ خواهد شد و الگوریتم به پایان می رسد. اما در مراحل قبلی شرط فوق خیر می باشد، لذا الگوریتم ادامه پیدا می کند.
مثال : الگوریتمی بنویسید که 1000 عدد را از ورودی دریافت کرده و کوچکترین را چاپ کند.
فرض کنید که به شما لیستی از اعداد را می دهند، برای پیدا کردن کوچکترین عدد در لیست اولین عدد را به عنوان کوچکترین در نظر می گیرید سپس عدد بعدی را با آن مقایسه می کنید، اگر عدد جدید از عدد قبلی کوچکتر بود عدد جدید را به عنوان کوچکترین در نظر می گیرید و گر نه همان عدد قبلی کوچکترین خواهد بود. این روند را تا انتهای لیست ادامه می دهید؛ در پایان عددی که در هر بررسی به عنوان کوچکترین عدد بود، جواب مورد نظر ما خواهد بود. توجه کنید که در این روال شما همواره یک عدد را در ذهن خود در نظر گرفته بودید، برای نوشتن الگوریتم مورد نظر ما یک خانه حافظه را به کوچکترین عدد درهر مرحله اختصاص می دهیم.
0- شروع.
1- min را دریافت کن.
2- i =1 .
3- a را دریافت کن.
4- اگر a<min آنگاه min = a .
5- i = i + 1 .
6- اگر i>=1000 به مرحله 8 برو.
7- به مرحله 3 برو.
8- min را چاپ کن.
9- پایان.
الگوریتم های قبلی به صورت جملات فارسی بودند که سبب طولانی و حجیم شدن الگوریتم می شدند. ولی الگوریتم اخیر بیشتر به صورت جملات ریاضی بود. این شیوه سبب راحتی درک الگوریتم و ساده شدن نگارش آن می شود. از این به بعد نیز الگوریتم ها را به شیوه جدید نگارش خواهیم کرد. شما نیز سعی کنید از این شیوه استفاده کنید.
مثال : الگوریتمی بنویسید که سه عدد از ورودی دریافت شود و تعیین شود که این اعداد می توانند اضلاع مثلث باشند یا خیر.
0- شروع.
1- a وb وc را از ورودی بگیر.
2- اگر a>b+c به 7 برو.
3- اگر b>a+c به 7 برو.
4- اگرc>a+b به 7 برو.
5- بنویس " بلی ".
6- به 8 برو.
7- بنویس " خیر ".
8- پایان.
فلوچارت
در عمل برای نمایش الگوریتم از یک فلوچارت ( شمای جریان عملیات ) استفاده می شود. در حقیقت فلوچارت روش تصویری و استاندارد نمایش الگوریتم است.
در رسم فلوچارت علائم و نمادهای استانداردی به کار می رود که هر کدام دارای معانی ویژه ای هستند.
از شکل بیضی افقی برای شروع و پایان عملیات استفاده می شود.
|
از شکل مستطیل برای نمایش مراحل پردازشی استفاده می شود و در داخل آن عمل مورد نظر نوشته می شود. این نماد ممکن است چندین ورودی داشته باشد ولی تنها یک خروجی دارد.
|
|
|
از نماد لوزی برای نشان دادن مراحل تصمیم گیری استفاده می گردد و شرط یا سؤال مورد نظر در داخل لوزی نوشته می شود.
|
|
از متوازی الاضلاع برای نشان دادن ورودی یا خروجی استفاده می شود.
