الخوارزمية هي سلسلة من التعليمات أو الأوامر التي يتم تنفيذها بشكل منهجي بهدف حل مشكلة أو أداء مهمة.
تشير كلمة "خوارزمية" إلى عالم الرياضيات العربي الخوارزمي الذي عاش في القرن التاسع ، ووصف قواعد المعادلات الرياضية.
تشبه الخوارزميات وصفة كعكة: سلسلة من الإجراءات التي يجب تنفيذها حتى يتم الوصول إلى الهدف النهائي - الكعكة النهائية -.
تطبق الخوارزميات من المهام اليومية البسيطة إلى برامج وأدوات الكمبيوتر المعقدة التي تحدد سلوك المستهلك على الإنترنت.
جميع وظائف الكمبيوتر ، الهواتف الذكية و أجهزة لوحية، على سبيل المثال ، هي نتيجة الخوارزميات. هذه الآلات قادرة على أداء مليارات الأوامر في بضع ثوان.
أمثلة على كيفية عمل الخوارزمية
تنشأ الخوارزميات في الرياضيات لوصف قواعد المعادلات الجبرية ، ولكن يمكن تطبيقها على أي سلسلة من الإجراءات المحدودة التي تسعى إلى حل مشكلة ما.
يمكن تحويل جميع المهام التي نؤديها على أساس يومي إلى خوارزميات ، ما عليك سوى كشف جميع الإجراءات اللازمة للوصول إلى الهدف المحدد.
إذا قمنا بعمل خوارزمية لتحضير القهوة ، على سبيل المثال ، فيمكننا اتباع الخطوات التالية:
- اغلي الماء؛
- ضع المسحوق في المرشح ؛
- إيقاف المياه؛
- مرر الماء عبر مسحوق القهوة.
تعد الخوارزميات المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر أكثر تعقيدًا وتتضمن أيضًا احتمالات. ضع في اعتبارك مثال الماوس فوق متصفح الإنترنت.
يتم إعطاء أمر إغلاق الشاشة بواسطة خوارزمية تفهم ما يلي:
- إذا نقر الماوس على "x" ، يجب إغلاق الصفحة ؛
- إذا لم ينقر الماوس على "x" ، فلا ينبغي فعل أي شيء.
يمكن هيكلة هذه الخوارزمية في مخطط انسيابي:
تتكون الخوارزميات بشكل أساسي من بيانات الإدخال (الإدخال) ومعالجة وإخراج البيانات (انتاج). يمكن فهم هذه البنية بسهولة من خلال مثال الآلة الحاسبة:
- ادخال البيانات: القيم والعمليات التي يتعين القيام بها
- معالجة: الحسابات التي تقوم بها الآلة
- بيانات الناتج: نتيجة العملية
تستخدم الخوارزميات في برمجة الكمبيوتر
تعد الخوارزمية مفهومًا مهمًا جدًا للبرمجة ، حيث تعمل جميع الأجهزة وبرامج الكمبيوتر من تسلسل الإجراءات المحدودة التي تؤدي إلى أداء مهمة ما.
دور الشخص الذي يقوم ببرمجة الحواسيب والبرمجيات هو التفكير في كل خطوات المهام ووصفها بطريقة موضوعية وواضحة حتى يتمكن الكمبيوتر من تنفيذها.
من الأمثلة على ذلك برنامج يوضح ما إذا كان الطالب قد اجتاز مادة معينة أم لا. بالنظر إلى أن الدرجة النهائية هي متوسط الاختبارين اللذين تم إجراؤهما في الفصل الدراسي ، فإن الأوامر ستكون:
- اجمع الدرجة في الاختبارين اللذين تم إجراؤهما ؛
- احسب المتوسط الحسابي بينهما ؛
- إذا كانت النتيجة أكبر من 7 ، نجح الطالب ؛
- إذا كانت النتيجة أقل من 7 ، فهذا يعني أن الطالب رسب.
ومع ذلك ، فإن أجهزة الكمبيوتر لا تفهم اللغة المكتوبة بهذه الطريقة ، لذلك يجب على المبرمجين "ترجمة" هذه الأوامر إلى لغات البرمجة. بعض الأمثلة على لغة برمجة هم انهم:
- جافا
- لغة سي
- لغة C ++
- لغة سي#
- بايثون
يتم تنفيذ عمليات الخوارزمية بسرعة كبيرة بواسطة الآلات. جهاز كمبيوتر محمول نموذجي ، على سبيل المثال ، يؤدي عادةً أكثر من مليار عملية في الثانية.
أحدثت سرعة التشغيل هذه ثورة في عالم الحوسبة ، حيث يمكن للآلات إجراء العمليات الحسابية في وقت قصير جدًا قد يستغرق البشر أيامًا أو شهورًا أو حتى سنوات.
الخوارزميات على الإنترنت
تُستخدم الخوارزميات أيضًا على الإنترنت ، خاصةً بواسطة محركات البحث والشبكات الاجتماعية.
استخدام الخوارزميات في محركات البحث
واحدة من أكثر الأمثلة التي يتم تذكرها هي خوارزمية محرك بحث Google ، والتي تقوم بعمليات مختلفة لتنظيم طريقة ظهور نتائج البحث للمستخدم.
عندما يبحث المستخدم في Google عن كلمة رئيسية ، مثل "ما هي الديمقراطية" ، فإن ترتيب تعتمد النتيجة الموضحة على العديد من العمليات الحسابية التي أجرتها الخوارزمية لوضعها في ذلك وضع.
تستند هذه الحسابات إلى عدة متغيرات ، مثل جودة المحتوى وحسن توقيته ، وجودة الموقع الذي يتواجد فيه المحتوى ، ومدة بقاء الأشخاص على تلك الصفحة.
تعد خوارزمية Google معقدة للغاية ويتم تحديثها من وقت لآخر من أجل تقديم تجربة أفضل وتقديم أفضل النتائج للمستخدمين.
استخدام الخوارزميات في الشبكات الاجتماعية
الشبكات الاجتماعية مبرمجة أيضًا بخوارزميات معقدة. أنت يغذي Facebook و Instagram و Twitter ، على سبيل المثال ، يعرضون المنشورات والإعلانات وفقًا لسلوك المستخدم.
هذا يعني أنه لن تظهر جميع مشاركات أصدقائك في منشوراتك. تغذية. تحدد خوارزميات هذه الشبكات الاجتماعية تلك الأكثر منطقية وفقًا لتفضيلاتك.
تسمى خوارزمية Facebook ، والتي تسمى رتبة حافة، على سبيل المثال ، يحدد المحتوى الأكثر ملاءمة لك وفقًا لعدة عوامل ، مثل:
- المنشورات والصفحات التي تعجبك ؛
- الأشخاص الذين تتفاعل معهم ؛
- الصفحات التي تترك فيها تعليقات ؛
- مشاركاتك.
Spotify هو مثال آخر لتطبيق وشبكة اجتماعية تستخدم الخوارزميات لتزويد المستخدمين بتجربة أكثر تخصيصًا. كل أسبوع يقدم التطبيق ملف قائمة التشغيل تسمى "اكتشافات الأسبوع".
الذي - التي قائمة التشغيل يحتوي على 30 أغنية لم يسبق للمستخدم تشغيلها في التطبيق ، ولكنها تشبه الأغاني الأخرى التي يستمع إليها عادةً.
الهدف هو أن يقدم للمستخدم الأغاني والفرق الموسيقية التي لا يعرفها بعد ، ولكن ربما تكون متوافقة مع ذوقه الموسيقي.
انظر أيضا معنى البرمجيات و المعدات.
