به احتمال زیاد واژه‌هایی نظیر الگوریتم (Algorithm)الگوریتم چیست به زبان ساده و با مثال های فراوان
در این مقاله به زبان بسیار ساده و با مثال های متعدد توضیح داده شده که الگوریتم چیست و چه کاربردهایی دارد، شبه کد یا شبه دستور، روندنما یا فلوچارت و امثال این‌ها را که می‌شنوید، یاد برنامه نویسی کامپیوتربرنامه نویسی کامپیوتر چیست و چطور می توانید یک برنامه نویس موفق شوید؟
در عصر فعلی برنامه‌نویسی یکی از پرطرفدارترین شغل‌های دنیاست، دغدغه‌‌ای افرادی که می‌خواهند در مسیر برنامه‌نویس شدن قدم بردارند این است که نمی‌دانند از کجا باید شروع کنند، در این صفحه هر آن چه برای تبدیل شدن به یک برنامه نویس حرفه ای نیاز دارید در اختیارتان قرار گرفته است و زبان های برنامه نویسی می‌افتید. الگوریتم، حتی زمانی که از جزئیات و تعریف آن اطلاعی نداریم، در حل مسائل و انجام فعالیت‌ها بسیار به کارمان می‌آید. اما با شناخت هرچه بهتر مفهوم الگوریتم، می‌توان در زندگی روزمره بهتر عمل کرد؛ البته اینجا قصد داریم در مورد مسائل مرتبط با علوم کامپیوترعلوم کامپیوتر یا کامپیوتر ساینس چیست
در این صفحه به بررسی و موشکافی رشته علوم کامپیوتر اعم از بررسی بازار کار، گرایش‌ها، دروس و چارت درسی این رشته، میزان درآمد و حقوق فارغ التحصیلان این رشته و ادامه تحصیل در این رشته پرداخته شده است. صحبت کنیم و بحث‌مان بیشتر پیرامون الگوریتم کامپیوتر خواهد بود. با دانستن تعریف الگوریتم و از آن مهمتر ویژگی های الگوریتم، می‌توان به راه حل مناسبی برای حل مسائل کامپیوتری دست پیدا کرد که در بخش‌های مختلف از جمله توسعه نرم افزار بسیار به کارمان می‌آید.
تعریف الگوریتم
الگوریتم برنامه معینی است که نقشه انجام کاری را از صفر تا صد برایمان ترسیم می‌کند و مراحل را به‌گونه‌ای در اختیارمان می‌گذارد که پس از طی آنها، بتوانیم مساله‌ای را حل کنیم یا محاسباتی را به انجام برسانیم. الگوریتمالگوریتم چیست به زبان ساده و با مثال های فراواندر این مقاله به زبان بسیار ساده و با مثال های متعدد توضیح داده شده که الگوریتم چیست و چه کاربردهایی دارد می‌تواند چند ورودی داشته باشد، اما یک خروجی دارد. ضمنا مهم است زمان اجرای آن محدود باشد (به عبارت دیگر تا ابد طول نکشد!). برنامه نویسها در اغلب موارد مراحل انجام فرآیند الگوریتم را با اشکال هندسی نمایش می‌دهند تا درک روند آن راحت‌تر باشد که به آن روندنما یا فلوچارت می‌گویند. در ادامه ویژگی های الگوریتم یا خصیصه های الگوریتم را بررسی میکنیم.
تعریف ورودی (ها) به صورت مناسب
در طول محاسبات الگوریتم، به داده‌هایی نیاز داریم که به کدهای دستوری بدهیم تا به خروجی برسیم؛ این داد‌ها همان ورودی الگوریتم هستند و باید به لحاظ نوع، تعداد و فرمی که دارند، واضح و مشخص باشند تا الگوریتم بتواند کارش را بهدرستی انجام دهد.
تعریف خروجی به صورت مناسب
خروجی الگوریتم داده یا داده‌هایی هستند که پس از انجام محاسبات حاصل می‌شود و در واقع مطلوب ماست. الگوریتم باید یک یا چند خروجی با تعریف دقیق و ساختار مشخص داشته باشد که با خروجی مطلوب سازگاری داشته باشند. در اصل لازم است برای اینکه بحث دقت خروجی را برآورده کنیم، بدانیم قرار است خروجی الگوریتم چه نوع داده‌ای با چه مقدار و فرمی باشد.
قطعیت (واضح بودن و ابهام زدایی)
برای اینکه الگوریتم کارش را بهدرستی انجام دهد (ما را بهدرستی گامبهگام تا حصول خروجی مطلوب پیش ببرد)، لازم است تکتک گامهای فرآیندش را بهدقت تعریف کرده باشیم؛ یعنی دقیقا بدانیم با چه مراحلی ورودی (ها) را به خروجی تبدیل خواهیم کرد. الگوریتم نباید مبهم باشد و ما را به خطا بیندازد. پس حتی باید چگونگی پردازش خطاها را نیز برایش مشخص کرده باشیم. حال که صحبت‌مان پیرامون الگوریتم های کامپیوتری است، شکی باقی نمی‌ماند که همه‌چیز را باید به‌صورت کمی تعریف کنیم، نه کیفی.
امکان پذیری
مشخص است که اگر مراحل فرآیند الگوریتم را نتوان با منابع موجود اجرا کرد، به خروجی الگوریتم دست پیدا نخواهیم کرد! و این یعنی الگوریتمالگوریتم چیست به زبان ساده و با مثال های فراواندر این مقاله به زبان بسیار ساده و با مثال های متعدد توضیح داده شده که الگوریتم چیست و چه کاربردهایی دارد امکان اجرایی ندارد. درعین‌حال وجود مراحل زائد و اضافی، الگوریتم را ناکارآمد می‌کند.
متناهی بودن
الگوریتم باید دارای این ویژگی باشد که نهایتا در نقطه‌ای به خروجی مطلوب برسد و متوقف شود. مسلما مدت زمان دستیابی به خروجی الگوریتم هم مهم است، خاطرتان هست که گفتیم الگوریتم نباید تا ابد طول بکشد؟! معنای متناهی بودن همین است.
استقلال از زبان های برنامه نویسی
زبان های برنامه نویسی و همچنین شبه کدها و شبه دستورها مختلف، هر یک ساختار نوشتاری (Synatx) خاص خود را دارند. یعنی وقتی بخواهید ورودی مشخصی را به خروجی مشخصی تبدیل کنید، نوع بیان‌تان در هر یک از زبان های برنامه نویسی یا روش‌های مختلف نگارش شبه کد یا شبه دستور متفاوت خواهد بود. درست مثل اینکه بخواهید بگویید: «آب می‌خواهم». بسته به موقعیت مکانی‌تان باید این کار را به زبان‌های مختلف انجام دهید، هرچند نتیجه مطلوب یکسان است.
با این اوصاف، الگوریتم خوب الگوریتمی است که هیچ وابستگی به زبان های برنامه نویسی یا شیوههای نگارش مختلف شبه کد نداشته باشد و به‌خودیِ‌خود، دستورالعملهای سادهای ارائه دهد که ورودی (ها) را طی مراحل معلوم و مشخصی به خروجی مطلوب تبدیل نمایند. البته این دستورالعملها را باید بتوان با زبان های برنامه نویسی مختلف پیادهسازی کرد.
بحث پیچیدگی الگوریتم
پیچیدگی الگوریتم برای خیلی‌ها ترسناک است و آن را دشوار می‌پندارند! در‌حالی‌که مفهوم اساسی آن بسیار ساده و دانستن آن درعین‌حال بسیار مهم است. پیچیدگی الگوریتم‌ها را به دو لحاظ بررسی می‌کنند:
- پیچیدگی زمانی الگوریتم
- پیچیدگی فضایی الگوریتم
پیچیدگی زمانی الگوریتم به این معنی است که اگر n ورودی به الگوریتم بدهیم، چقدر طول می‌کشد تا الگوریتم ما را به نتیجه مطلوب برساند.
پیچیدگی فضایی الگوریتم به این موضوع می‌پردازد که بسته به تعداد ورودی الگوریتم، چه مقدار حافظه کامپیوتر برای انجام محاسبات مورد نیاز است؛ البته منظور از انجام محاسبات، اجرای کامل الگوریتم تا لحظه پایان آن است.
این معیارها را با کمک توابع و نگاره‌های ریاضی بررسی می‌کنند و نمایش می‌دهند که از حوصله این مطلب خارج است.
جمع بندی
ویژگی های الگوریتم یا خصیصه های الگوریتم اهمیت ویژه‌ای دارند و از همین بابت آنها را بررسی کردیم. هرچه بیشتر با ویژگی های الگوریتمالگوریتم چیست به زبان ساده و با مثال های فراواندر این مقاله به زبان بسیار ساده و با مثال های متعدد توضیح داده شده که الگوریتم چیست و چه کاربردهایی دارد آشنا باشیم و در راستای برآورده‌سازی و بهبود آنها بکوشیم، به الگوریتم بهتری دست پیدا میکنیم و این یعنی دستیابی به نتیجه مطلوب با سرعت بیشتر و صرف انرژی کمتر. الگوریتم ها در حل تمام مسائل، از جمله مسائل کامپیوتری به کمک‌مان می‌آیند و بنابراین آشنایی با مفهوم الگوریتم و البته ویژگی های الگوریتم یا خصیصه های الگوریتم موضوع پراهمیتی است.
قطعیت الگوریتم به چه معناست؟
برای اینکه الگوریتم ما را بهدرستی و گامبهگام به خروجی مطلوب برساند، لازم است تکتک گامهای فرآیندش را بهدقت تعریف کنیم و بدانیم با چه مراحلی ورودی (ها) را به خروجی تبدیل میکنیم. الگوریتم نباید ابهام داشته باشد و ما را به خطا بیندازد، پس باید چگونگی پردازش خطاهایش را نیز مشخص کرده باشیم.
آیا الگوریتم را با زبان برنامه نویسی خاصی مینویسند؟
الگوریتمی خوب است که دستورالعملهای سادهای ارائه دهد، دستورالعملهایی که ورودی (ها) را طی مراحل معلوم و مشخصی به خروجی مطلوب تبدیل کنند. هرچند باید بتوان این دستورالعملها را با زبان های برنامه نویسی مختلف پیادهسازی کرد، اما الگوریتم نباید هیچ وابستگی به زبان های برنامه نویسی یا شیوههای نگارش مختلف شبه کد داشته باشد.
الگوریتم چیست و چه کاربردی دارد؟
الگوریتم یعنی برنامه و طرحی که صفر تا صد کاری را بتوان مبتنی بر آن انجام داد. الگوریتم دارای خروجی است و وقتی آن را برقرار میدانیم که اجرای آن در زمان محدود به اتمام برسد. در علوم کامپیوتر هم الگوریتم (Algorithm) را مجموعهای از گامها و فرآیندهای پیدرپی برای حل مساله یا انجام محاسبات تعریف کردهاند.
ارتباط فلوچارت با الگوریتم چیست؟
برنامه نویسها برای ساخت ابزارها و نرم افزارهایی مختلف از الگوریتم کمک میگیرند. البته پیش از آن باید مراحل طراحی الگوریتم را طی کنند و بعضا الگوریتم مورد نظر را در قالب فلوچارت (Flowchart) ترسیم کنند. اگر بخواهیم سیستم یا الگوریتم کامپیوتری را به صورت نمودار بصری و قابل فهم به تصویر بکشیم، از فلوچارت بهره میگیریم.
