Формализация . Алгоритмы и их свойства
Компьютер как инструмент общей и медицинской информатики, по сути, является формальным исполнителем и может работать только по заданной ему программе. В связи с этим, изучению свойств алгоритмов, программ и методов их построения в информатике уделяется большое внимание. Программирование стало отдельной областью знания и практической деятельности. Основные методы формализации, применяемые в алгоритмизации и программировании, позволяют рассматривать алгоритмы и программы как виды информационных моделей, о которых речь будет идти в дальнейшем.
Под ф ормализаци ей понимается процесс представления информации об объекте в виде алгоритма. Обычно задача, подлежащая алгоритмическому решению, возникает не изолированно, а в тесной связи с некоторой частью окружающего нас мира, называемой предметной областью. Теоретический анализ задачи состоит, прежде всего, в построении модели предметной области, т.е. в выделении ее объектов и установлении их свойств и отношений между ними. В модели также описываются процессы и действия, допустимые в предметной области, после чего становится возможным точно определить как формулировку задачи (формализовать условия), так и действия (методы, способы), которые могут привести к ее решению.
Как правило, в процессе теоретического анализа определяется множество исходных данных. Они могут быть описаны (обозначены) с помощью переменных простого типа, однотипные данные могут быть сведены в массивы, разнотипные – в записи, данные можно объединить в объекты и т.д. Говорят, что структура данных является информационной моделью предметной области задачи.
|
|
|
Решение задачи сводится к преобразованию исходных данных для получения искомого результата. Эти преобразования и описываются алгоритмом, который, по сути, является информационной моделью деятельности исполнителя алгоритма.
Алгоритм – это упорядоченный конечный набор четко определенных правил для решения задач за конечное количество шагов. Иными словами, под алгоритмом понимают правило, которое указывает последовательность действий, в результате выполнения которых приходим к искомому результату. Реализацию последовательности действий (или реализацию алгоритма) называют алгоритмическим процессом, а каждое действие – его шагом. Этап алгоритмизации в общем случае наступает лишь тогда, когда понятна постановка задачи, когда существует четкая формальная модель, в рамках которой будет, собственно, происходить решение задачи. С этой точки зрения процесс подготовки задачи предусматривает:
– постановку задачи – определение ее содержания и исходных даннях;
|
|
|
– разработку алгоритма решения – выбор метода решения и описание последовательности действий;
– представление алгоритма решения – построение структурной схемы алгоритма.
Говоря об алгоритмах, необходимо рассмотреть источник их возникновения.
Первый источник – это практика, наша повседневная жизнь, которая предоставляет возможность, а иногда и требует получать алгоритмы путем описания действий решения разных задач. Такие алгоритмы называются эмпирическими.
Второй источник – это наука. Из теоретических положений и установленных фактов могут быть выведены алгоритмы. Так, на основании теоретических законов можно построить алгоритмы для управления разными технологическими процессами.
Третьим источником являются разные комбинации и модификации уже имеющихся алгоритмов.
Примерами алгоритмов могут быть правила приготовления лекарства в аптеке, инструкции принятия лекарства, процесс лечения больного и т.п.
Любой алгоритм должен иметь такие основные свойства:
Определенность. Алгоритм не должен содержать указаний, содержание которых может быть воспринято неоднозначно. Кроме того, после выполнения очередного указания алгоритма не должно возникать никаких разногласий относительного того, какое указание будет выполняться следующим. Иначе говоря, при выполнении алгоритма никогда не должна появляться потребность в принятии любых решений, непредвиденных составителем алгоритма.
|
|
|
Массовость. Алгоритм составляется не для решения одной конкретной задачи, а для целого класса задач одного типа. В простом случае эта вариативность алгоритма обеспечивает возможность использования разных допустимых выходных данных.
Дискретность. Процесс, который описывается алгоритмом, должен быть разделен на последовательность отдельных действий. Описания, которые при этом возникают, представляют собой последовательность четко отделенных одна от одной указаний, которые образуют дискретную структуру алгоритмического процесса – лишь выполнив требования одного указания, можно перейти к следующему.
Результативность – обязательное свойство алгоритмов. Ее суть состоит в том, что при точном выполнении всех указаний алгоритма процесс принятия решения (получение результата) должен закончиться через конечное количество шагов и при этом должен быть получен ответ на поставленные в задаче вопросы.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 244; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!