Algoritmus

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Jump to navigation Jump to search
príklad algoritmu – vývojový diagram

Algoritmus je konečná postupnosť presne definovaných inštrukcií na splnenie určitej úlohy. Algoritmus je elementárnym pojmom informatiky – nie je ho možné popísať pomocou ešte elementárnejších pojmov   –  tak ako napr. pojmy bod a číslo v matematike. Algoritmus nazývame čiastočne správny, ak v prípade že skončí, dáva vždy správne výsledky. Algoritmus nazývame konečný, ak pre ľubovoľné vstupné údaje skončí v konečnom čase. Algoritmus, ktorý je čiastočne správny a konečný, sa nazýva správny. Algoritmizácia je schopnosť aktívne vytvárať algoritmy určené pre nemysliace zariadenie. Je nevyhnutná pri vytváraní počítačových programov. Program je algoritmus napísaný v programovacom jazyku.

Vlastnosti algoritmov[upraviť | upraviť zdroj]

Konečnosť (Rezultatívnosť)

Každý algoritmus musí skončiť po vykonaní konečného počtu krokov. Tento počet krokov môže byť ľubovoľne veľký (podľa rozsahu a hodnôt vstupných údajov), ale pre každý jednotlivý vstup musí byť konečný. Postupy, ktoré túto podmienku nespĺňajú, sa môžu nazývať výpočtové metódy. Špeciálnym príkladom nekonečnej výpočtovej metódy je reaktívny proces, ktorý priebežne reaguje s okolitým prostredím.

Determinizmus

Každý krok algoritmu musí byť jednoznačne a presne definovaný; v každej situácii musí byť úplne zrejmé, čo a ako sa má vykonať, ako má vykonávanie algoritmu pokračovať. Pretože bežný jazyk zvyčajne neposkytuje úplnú presnosť a jednoznačnosť vyjadrovania, boli pre zápis algoritmov navrhnuté programovacie jazyky, v ktorých má každý príkaz jasne definovaný význam. Vyjadrenie algoritmu v programovacom jazyku sa nazýva program.

Elementárnosť

Postup je zložený z krokov, ktoré sú pre vykonávateľa (počítač, človek) zrozumiteľné. Každý postup môže byť zapísaný viacerými spôsobmi. Pri jeho navrhovaní treba dbať na to, aby jednotlivé inštrukcie boli pre adresáta zrozumiteľné, jednoduché a jednoznačné.

Efektivita

Všeobecne požadujeme, aby algoritmus bol efektívny, v tom zmysle, že požadujeme, aby každá operácia požadovaná algoritmom, bola dostatočne jednoduchá na to, aby mohla byť aspoň v princípe prevedená v konečnom čase iba s použitím ceruzky a papiera.

Všeobecnosť (hromadnosť)

Algoritmus nerieši jeden konkrétny problém (napr. „ako vypočítať 3×7“), ale rieši všeobecnú triedu podobných problémov (napr. „ako vypočítať súčin dvoch celých čísel“).

Etapy algoritmizácie úloh[upraviť | upraviť zdroj]

Spracovanie informácií predstavuje proces, v ktorom sú konkrétne vstupné údaje pretvárané do výsledkov, ktoré možno použiť na riadenie a rozhodovanie. Ak chceme riešiť akúkoľvek úlohu na počítači, treba ju rozdeliť na celý rad prípravných prác – etáp. Algoritmizácia úloh má tri základné etapy:

  • formulácia úlohy
  • analýza úlohy
  • zostavenie riešiaceho algoritmu

Formulácia úlohy Prvým predpokladom, aby sme danú úlohu mohli riešiť na počítači, je jej jasná a jednoznačná formulácia a identifikácia, ako aj ujasnenie cieľa, ktorý sledujeme riešením príslušnej úlohy. Za tým nasleduje tzv. formulácia problému, napr. matematickými prostriedkami (modelom), čiže problém musíme formalizovať pomocou nejakej sústavy vzťahov medzi premennými a konštantami. Formalizovanie konkrétnej úlohy si spravidla vyžaduje individuálny prístup, adaptáciu štandardných postupov, príp. nový typ modelu. Na formalizáciu možno použiť aj iný spôsob ako matematický, môže to byť napr. grafický model. Pre riešenie úloh na počítači je však matematická formulácia najvhodnejšia.

Analýza úlohy V tejto etape je potrebné nájsť algoritmus riešenia úlohy. Zisťuje sa, či úloha je riešiteľná, či má jedno alebo viac riešení, načrtávajú sa možnosti riešenia a rozhoduje sa o druhu metód. Vytypovaná metóda riešenia musí zabezpečovať dosiahnutie požadovaných výsledkov (výstupné informácie), ale zároveň musí presne určiť, ktoré vstupné údaje budú potrebné. Úloha sa zovšeobecňuje a uskutočňuje sa prvá predstava o algoritmickej riešiteľnosti.

Zostavenie riešiaceho algoritmu Po správnej formulácii a analýze úlohy nasleduje etapa syntetickej činnosti, v ktorej sa popíše logika a postup riešenia úlohy. Výsledkom tejto etapy je riešiaci algoritmus. Do tejto etapy môžeme zahrnúť aj programovanie úlohy. Pod pojmom programovanie rozumieme činnosť, pomocou ktorej sa uskutočňuje prevod úlohy z ľudského vedomia do formy vhodnej pre spracovanie na počítači. Výsledkom tejto činnosti je program. Program je algoritmus v takej forme, ktorej rozumie počítač, t. j. program je zápis algoritmu v niektorom programovacom jazyku.

Niektoré známe algoritmy[upraviť | upraviť zdroj]