1. Основные понятия алгоритма

1.1. Понятие алгоритма

Современная трактовка термина «алгоритм» появилась в научном лексиконе в 30-50-е годах прошлого века. Однако само слово исходит из глубины веков и связано с именем великого хорезмского учёного Абу Абдуллах Мухаммеда ибн Муса аль-Хорезми. [1]

По мнению лингвистов, слово алгоритм происходит от «аль-Хорезми», и в современном виде к нам пришло благодаря искажению звуков европейцами. Известно, что Аль-Хорезми сформулировал правила вычислений в десятичной системе, придуманной индийцами, и изложил их в одной из своих книг, которая попала в Европу в виде перевода весьма ограниченной достоверности.

В русском языке это слово появилось, по мнению лингвистов, в конце XVII века. Использовал это понятие в своих трудах и великий русский ученый, соратник М.В. Ломоносова, Леонард Эйлер, одна из работ которого носит название «Использование нового алгоритма для решения проблемы Пелля». Но в последствии в русскоязычной научной среде слово «алгоритм» заменило слово «алгорифм», которое широко употреблялось вплоть до начала прошлого века и использовалось, как одно из сугубо математических понятий. И лишь в 30-х годах прошлого века «алгорифм» в нашей стране стали подменять «алгоритмом».

С развитием понятия алгоритма постепенно происходило и его распространение из чистой математики в другие сферы научной деятельности человека. И начало этому процессу положило появление компьютеров, благодаря которому слово «алгоритм» вошло в 1985 году во все советские (а затем — российские) школьные учебники информатики и обрело новую жизнь. Можно смело утверждать, что сегодняшняя известность и популярность этого термина напрямую связана динамикой распространения компьютеров.

Зачастую алгоритмом принято называть набор инструкций, которые описывают необходимые действия (а также порядок их выполнения) с целью решения поставленной задачи. В наше время алгоритмы используются не только в инженерном деле и в науке, но и в других сферах жизни.

Ныне алгоритм является основной составляющей современного бизнеса, любого учебного процесса или же исследования. Именно поэтому каждому современному человеку просто необходимо точно знать, что означает алгоритм. Приведем несколько вариантов определения алгоритма из различных источников.

Алгоритм  (от англ. - algorithm) – это заранее заданная последовательность четко определенных правил или команд для получения решения задачи за конечное число шагов. [2]

Алгоритм – это система операций, применяемых по строго определенным правилам, которая после последовательного их выполнения приводит к решению поставленной задачи. [3]

Алгоритм – это формальное описание способа решения задачи путем ее разбиения на конечную во времени последовательность действий (элементарных операций). [4]

Таким образом, алгоритм должен содержать конечную последовательность шагов или операций, однозначно определяющих процесс переработки исходных и промежуточных данных в искомый результат.

1.2. Алгоритм в информатике. Алгоритмизация

Все ученные сходятся в утверждении о том, что понятие алгоритма является фундаментальным в современной информатике. При создании программного обеспечения первым пунктом всегда стоит создание алгоритма. Алгоритм, записанный на формальном языке, принято называть программой. Абсолютно любая программа, по сути, это уже и есть алгоритм, т.к. это последовательность определенных и продуманных программистом действий и описанных в виде кода (инструкций компьютеру). 

Для того чтобы создать эффективный и качественный алгоритм, следует соблюдать несколько правил:

• Алгоритм обязательно должен писаться на формальном и ясном языке. Неоднозначность или же неясность указаний недопустима.

• При  составлении алгоритма нужно  обязательно учесть и то, для кого он составляется. Задача составления алгоритма не имеет смысла, если не известны или не учитываются возможности его исполнителя, ведь выполнимость алгоритма зависит от того, какие действия может совершить исполнитель (СКИ – система команд исполнителя).

• Исполнитель должен понимать все пункты алгоритма и иметь возможность претворить их в жизнь.

• Желательно делать алгоритм кратким, точным и ясным.

Под алгоритмизацией понимается сведение задачи к последовательности команд, выполняемых друг за другом так, что результаты предыдущих команд используются при выполнении следующих. Это согласуется с возможностями ЭВМ выполнять действия последовательно одно за другим. В широком смысле алгоритмизация включает в себя и выбор метода решения задачи, а также формы представления исходной информации с учетом специфики ЭВМ. Результатом алгоритмизации является алгоритм решения задачи.

В процессе решения задачи по алгоритму должны присутствовать: 

- само предписание, состоящее из указаний (команд) о выполнении действий или операций над определенными объектами и обычно фиксированное (в виде различных схем, слов, знаков) на тех или иных материальных носителях;

- некоторая система – исполнитель, к которому эти указания адресованы и который их выполняет;

- объекты, на которые направлены действия или операции, и, которые под их воздействием преобразуются.

Итак, мы разобрались с понятием алгоритма и поняли, что любая программа уже является собственным алгоритмом. Алгоритмом в информатике и программировании можно назвать, как целую программу, так и отдельный участок кода, выполняющий поставленную задачу. В отличие от составленных алгоритмов есть еще и, так называемые, фундаментальные алгоритмы, проверенные временем и выведенные программистами. Существует большое количество алгоритмов, которые предназначены для решения различных задач.