Алгоритм - це послідовність вказівок або команд, що виконуються систематично з метою вирішення проблеми або виконання завдання.
Слово "алгоритм" відноситься до арабського математика Аль Ховарізмі, який жив у ІХ столітті, та описав правила математичних рівнянь.
Алгоритми схожі на рецепт торта: послідовність дій, які потрібно виконувати до досягнення кінцевої мети - готового торта.
Алгоритми застосовуються від простих повсякденних завдань до складних комп’ютерних програм та засобів, що визначають поведінку споживачів в Інтернеті.
Усі функції комп’ютера, смартфони і таблетки, наприклад, є результатом алгоритмів. Ці машини здатні виконувати мільярди команд за кілька секунд.
Приклади роботи алгоритму
Алгоритми виникають у математиці для опису правил алгебраїчних рівнянь, але їх можна застосовувати до будь-якої послідовності кінцевих дій, які прагнуть вирішити проблему.
Всі завдання, які ми виконуємо щодня, можна перетворити на алгоритми, просто розгадати всі необхідні дії для досягнення визначеної мети.
Якби ми створили алгоритм приготування кави, наприклад, ми могли б зробити наступні кроки:
- кип’ятити воду;
- покласти порошок у фільтр;
- перекрити воду;
- пропустіть воду через кавовий порошок.
Алгоритми, що використовуються в комп'ютерах, є більш складними і також включають можливості. Розглянемо приклад миші над Інтернет-браузером.
Команда закрити екран видається алгоритмом, який розуміє, що:
- Якщо миша клацне на "х", сторінку потрібно закрити;
- Якщо миша не натискає на “x”, нічого робити не слід.
Цей алгоритм може бути структурований на блок-схемі:
В основному алгоритми складаються з вхідних даних (введення), обробка та виведення даних (вихід). Цю структуру можна легко зрозуміти на прикладі калькулятора:
- Вхідні дані: значення та операції, які слід виконати
- Обробка: розрахунки, що виконуються машиною
- Вихідні дані: результат операції
Алгоритми використовуються в комп'ютерному програмуванні
Алгоритм є дуже важливим поняттям для програмування, оскільки всі машини та комп’ютерні програми працюють із послідовностей кінцевих дій, що ведуть до виконання завдання.
Роль людини, яка займається програмуванням комп’ютерів та програмного забезпечення, полягає в тому, щоб продумати всі етапи виконання завдань та описати їх об’єктивно і чітко, щоб комп’ютер міг їх виконувати.
Прикладом може бути програма, яка показує, чи студент здав певний предмет чи ні. Враховуючи, що підсумкова оцінка є середнім значенням двох тестів, складених у семестрі, команди будуть такими:
- Зберіть оцінку за два виконані тести;
- Обчисліть середнє арифметичне між ними;
- Якщо результат більше 7, студент здав;
- Якщо результат менше 7, студент зазнав невдачі.
Однак комп’ютери не розуміють написану таким чином мову, тому програмісти повинні «перекласти» ці команди на мови програмування. Кілька прикладів мова програмування вони є:
- Java
- Мова С
- Мова С ++
- Мова C
- Python
Операції алгоритму виконуються машинами дуже швидко. Наприклад, типовий ноутбук, як правило, виконує більше мільярда операцій в секунду.
Ця швидкість роботи зробила революцію в обчислювальному світі, оскільки машини можуть виконувати обчислення за дуже короткий час, на який люди потребували б днів, місяців або навіть років.
Алгоритми в Інтернеті
Алгоритми також використовуються в Інтернеті, особливо в пошукових системах та соціальних мережах.
Використання алгоритмів у пошукових системах
Одним із найбільш запам’ятовуваних прикладів є алгоритм пошукової системи Google, який виконує різні операції з організації способу відображення результатів пошуку для користувача.
Коли користувач шукає в Google ключове слово, наприклад "що таке демократія", порядок Наведений результат залежить від кількох обчислень, які алгоритм виконував, щоб помістити їх у це положення.
Ці розрахунки базуються на кількох змінних, таких як якість та своєчасність вмісту, якість веб-сайту, на якому перебуває вміст, і те, як довго люди, як правило, залишаються на цій сторінці.
Алгоритм Google досить складний і час від часу оновлюється, щоб забезпечити кращий досвід та представити найкращі результати для користувачів.
Використання алгоритмів у соціальних мережах
Соціальні мережі також запрограмовані на складні алгоритми. ти годує Наприклад, Facebook, Instagram та Twitter показують публікації та рекламу відповідно до поведінки користувачів.
Це означає, що не всі повідомлення ваших друзів з’являться у ваших. годувати. Алгоритми цих соціальних мереж вибирають ті, які мають найбільший сенс відповідно до ваших уподобань.
Алгоритм Facebook, який називається EdgeRank, наприклад, підбирає для вас найбільш релевантний вміст відповідно до кількох факторів, таких як:
- Публікації та сторінки, які вам подобаються;
- Люди, з якими ви взаємодієте;
- Сторінки, на яких ви залишаєте коментарі;
- Ваші акції.
Spotify - ще один приклад програми та соціальної мережі, яка використовує алгоритми, щоб надати користувачам більш персоналізований досвід. Щотижня програма пропонує список відтворення під назвою "Відкриття тижня".
Це список відтворення містить 30 пісень, які користувач ніколи не відтворював у програмі, але подібні до інших пісень, які він зазвичай слухає.
Мета - представити користувачеві пісні та групи, яких він ще не знає, але які, ймовірно, сумісні з його музичним смаком.
Див. Також значення програмне забезпечення і апаратне забезпечення.
