Всеки човек в ежедневието си е принуден да решава голям брой различни задачи. Той не мисли за решаване на някои проблеми („купуване на хранителни стоки“), докато други причиняват трудности и дълги размисли („събиране на кубчето на Рубик“). Горните примери за прости и сложни задачи имат общо, че могат да бъдат разделени на отделни разбираеми стъпки. Последователността на такива стъпки може да се използва като напомняне за решаване на проблема. Тази последователност може да се нарече алгоритъм.
Разбира се, можете да съберете кубчето на Рубик без бележка, просто като преместите ръбовете в произволен ред. Но изброяването на възможни опции може да отнеме много време, това ще бъде непродуктивен и неоптимален процес. Много по-удобно е да имате списък със стъпки, чието последователно изпълнение винаги ще доведе до положителен резултат. Именно тези принципи формират такова понятие като „алгоритъм“.
Алгоритъмът е набор от инструкции (стъпки), които описват реда на операциите на изпълнителя за постигане на резултата от решаването на даден проблем с краен брой действия.
Какво е изпълнител?
За по-добро разбиране на алгоритъма като цяло е необходимо също така да се разгледа понятието "изпълнител на алгоритъма". Изпълнител в концепцията за алгоритъм означава абстрактна система, способна да изпълнява описаните от алгоритъма действия, както и да има редица характеристики. Като изпълнител най-често се има предвид едно или друго техническо средство (3D принтер, CNC машина, компютър), но трябва да се разбере, че това е широко понятие: изпълнителят може да бъде например човек.
Независимо от това, само система, която едновременно притежава редица параметри, може да бъде наречена изпълнител:
- околен свят;
- система от команди;
- елементарни действия;
- откази, ако изпълнението на действия е невъзможно.
Свойства на алгоритъма
Ограниченията, наложени върху понятието „изпълнител“, водят до факта, че самото понятие „алгоритъм“също има редица свойства и ограничения. Алгоритмите станаха широко разпространени именно поради тези ограничения, които допринасят за стандартизацията. Сред свойствата на алгоритмите са:
- масивност (способността на алгоритъма да остане коректен за различни набори входни данни);
- сигурност (на всяка стъпка от алгоритъма изпълнителят трябва да има достатъчно данни, за да го изпълни);
- детерминизъм (при еднакви набори входни данни трябва да се получи един и същ резултат);
Защо са необходими алгоритми?
Горните свойства осигуряват широко използване на алгоритмите. Така че алгоритмите служат за стандартизиране на описанията на всякакви процеси. Без алгоритми всякакъв вид изчисления биха били невъзможни и решението на всеки проблем би започнало от нулата - дори и да е било решавано многократно. Използването на алгоритми ви позволява бързо да решавате проблеми от същия тип, да намалявате времето, прекарано за намиране на решение, да автоматизирате процеса на намирането му и също така да разпространявате намереното решение в стандартизирана форма, което означава, че всеки може да го разбере.
