Алгоритъм: какво е и как се прилага

Алгоритъмът е последователност от инструкции или команди, извършвани систематично с цел решаване на проблем или изпълнение на задача.

Думата "алгоритъм" се отнася до арабския математик Ал Ховаризми, който е живял през IX век, и е описал правила за математически уравнения.

Алгоритмите са като рецепта за торта: последователност от действия, които трябва да се изпълняват, докато се достигне крайната цел - готовата торта.

Алгоритмите се прилагат от прости ежедневни задачи до сложни компютърни програми и инструменти, които идентифицират поведението на потребителите в Интернет.

Всички компютърни функции, смартфони и таблеткинапример са резултат от алгоритми. Тези машини са способни да изпълняват милиарди команди за няколко секунди.

Примери за това как работи алгоритъм

Алгоритмите възникват в математиката, за да опишат правилата за алгебрични уравнения, но те могат да бъдат приложени към всяка последователност от крайни действия, които се стремят да решат даден проблем.

Всички задачи, които изпълняваме ежедневно, могат да бъдат трансформирани в алгоритми, просто да разгадаем всички необходими действия за постигане на определената цел.

Ако например направихме алгоритъм за приготвяне на кафе, бихме могли да имаме следните стъпки:

1. кипнете водата;
2. поставете праха във филтъра;
3. изключете водата;
4. прекарайте водата през кафето на прах.

Алгоритмите, използвани в компютрите, са по-сложни и включват и възможности. Да разгледаме примера на мишката над интернет браузър.

Командата за затваряне на екрана се дава от алгоритъм, който разбира, че:

• Ако мишката щракне върху „x“, страницата трябва да бъде затворена;
• Ако мишката не кликне върху „x“, не трябва да се прави нищо.

Този алгоритъм може да бъде структуриран в блок-схема:

По принцип алгоритмите се състоят от входни данни (вход), обработка и извеждане на данни (изход). Тази структура може лесно да се разбере с примера на калкулатор:

• Входни данни: стойности и операции, които трябва да бъдат извършени
• Обработка: изчисления, извършени от машината
• Изходни данни: резултат от операцията

Алгоритмите се използват в компютърното програмиране

Алгоритъмът е много важна концепция за програмиране, тъй като всички машини и компютърни програми работят от последователности от крайни действия, които водят до изпълнението на дадена задача.

Ролята на човека, който прави програмирането на компютри и софтуер, е да обмисли всички стъпки на задачите и да ги опише обективно и ясно, за да може компютърът да ги изпълни.

Пример може да бъде програма, която показва дали студентът е преминал или не определен предмет. Като се има предвид, че крайната оценка е средната стойност на двата теста, взети през семестъра, командите ще бъдат:

1. Съберете оценката в двата проведени теста;
2. Изчислете средната аритметична между тях;
3. Ако резултатът е по-голям от 7, студентът преминава;
4. Ако резултатът е по-малък от 7, ученикът се е провалил.

Компютрите обаче не разбират езика, написан по този начин, така че програмистите трябва да „преведат“ тези команди в езици за програмиране. Някои примери за програмен език те са:

• Java
• C език
• C ++ език
• C език #
• Python

Операциите на алгоритъм се извършват много бързо от машини. Типичен преносим компютър например обикновено извършва повече от милиард операции в секунда.

Тази скорост на работа революционизира изчислителния свят, тъй като машините могат да извършват изчисления за много кратко време, за което хората ще отнемат дни, месеци или дори години.

Алгоритми в интернет

Алгоритмите се използват и в интернет, особено от търсачките и социалните мрежи.

Използване на алгоритми в търсачките

Един от най-запомнените примери е алгоритъмът на търсачката на Google, който извършва няколко операции, за да организира начина, по който резултатите от търсенето се показват на потребителя.

Когато потребителят търси в Google ключова дума, като "какво е демокрация", редът на показаният резултат зависи от няколко изчисления, които алгоритъмът е извършил, за да ги постави в това позиция.

Тези изчисления се основават на няколко променливи, като например качеството и навременността на съдържанието, качеството на сайта, на който е съдържанието, и колко дълго хората са склонни да останат на тази страница.

Алгоритъмът на Google е доста сложен и се актуализира от време на време, за да осигури по-добро изживяване и да представи най-добрите резултати за потребителите.

Използване на алгоритми в социалните мрежи

Социалните мрежи също са програмирани със сложни алгоритми. Вие храни Facebook, Instagram и Twitter например показват публикации и реклами според поведението на потребителите.

Това означава, че не всички публикации от вашите приятели ще се появят във вашите. фураж. Алгоритмите на тези социални мрежи избират тези, които имат най-голям смисъл според вашите предпочитания.

Алгоритъмът на Facebook, наречен EdgeRankнапример избира най-подходящото за вас съдържание според няколко фактора, като например:

• Публикации и страници, които харесвате;
• Хора, с които общувате;
• Страници, на които оставяте коментари;
• Вашите акции.

Spotify е друг пример за приложение и социална мрежа, която използва алгоритми, за да предостави на потребителите по-персонализирано изживяване. Всяка седмица приложението предлага a плейлист наречен „Открития на седмицата“.

Че плейлист съдържа 30 песни, които никога не са били пускани от потребителя в приложението, но които са подобни на други песни, които той обикновено слуша.

Целта е да представи на потребителя песните и групите, които той все още не познава, но които вероятно са съвместими с неговия музикален вкус.

Вижте също значението на софтуер и хардуер.