виконання послідовності дій, спрямованих на досягнення зазначеної мети чи на вирішення поставленої задачі.
В цьому визначенні використовується поняття «виконавець». Що це означає? Під виконавцем алгоритму ми розуміємо будь-яку істоту (живу чи неживу), яка спроможна виконати алгоритм. Все залежить від того, якої мети ми намагаємося досягнути. Наприклад: риття ями (виконавці— людина або екскаватор), покупка деяких товарів (один з членів родини), розв’язування математичної задачі тощо.
Поняття алгоритму в інформатиці є фундаментальним, тобто таким, яке не визначається через інші ще більш прості поняття (для порівняння: у фізиці — поняття простору і часу, в математиці—точка і т.д.).
Будь-який виконавець (і комп’ютер зокрема) може виконувати тільки обмежений набір операцій (наприклад, екскаватор копає яму, вчитель навчає, комп’ютер виконує арифметичні дії тощо). Тому алгоритми повинні мати такі властивості:
1. Зрозумілість. Щоб виконавець міг досягти поставленої перед ним мети, використовуючи даний алгоритм, виконавцю необхідно уміти виконувати кожну вказівку цього алгоритму, тобто розуміти кожну з команд, що входять до алгоритму.
Наприклад: мама доручила купити в магазині продукти. Виконавцем цього алгоритму може бути хтось із родини: батько, син, бабуся, донька. Ясно, що для тата достатньо сказати, які купити продукти, а далі деталізувати алгоритм не потрібно. Сину-підлітку необхідно детальніше пояснити в яких магазинах можна придбати потрібний товар, що можна купити замість відсутнього товару і таке інше.
Маленькій доньці алгоритм необхідно деталізувати ще більше: де взяти сумку, щоб принести товар, яку решту грошей необхідно принести з магазину, як дійти до магазину і як там себе поводити.
Подібних прикладів можна придумати безліч і запропонувати дітям самостійно підібрати ситуацію, в якій в залежності від виконавця алгоритм буде набувати все більшої деталізації. Висновок з цього діти можуть зробити самостійно: зрозумілість — це властивість алгоритму, що полягає в тім, що кожен алгоритм повинен бути написаний у командах, зрозумілих даному виконавцю.
2. Визначеність (однозначність). Зрозумілий алгоритм не повиненмістити вказівок, зміст яких може сприйматися неоднозначно. Наприклад,«почисти картоплю», «посоли за смаком», «прибери в квартирі» тощо єнеоднозначними, тому що в різних випадках можуть привести до різнихрезультатів. Окрім того, в алгоритмах неприпустимі такі ситуації, колипісля виконання чергового розпорядження алгоритму виконавцю не ясно,що потрібно робити потім. Наприклад, вас послали за якимось товаром умагазин, та ще й попередили: «без хліба (цукру тощо) не повертайся». Ащо робити, коли цей товар відсутній?
Визначеність — це властивість алгоритму, яка полягає в тому, що алгоритм має бути однозначно витлумачений і на кожному кроці виконавець повинен знати, що йому робити далі.
Дискретність. Як було згадано вище, алгоритм задає певну послідовність дій, які необхідно виконати для розв’язання задачі. При цьому,для виконання цих дій їх розбивають у визначеній послідовності на простікроки. Виконати дії наступного розпорядження можна лише виконавшидії попереднього. Ця розбивка алгоритму на окремі елементарні дії (команди), що легко виконуються даним виконавцем, і називається дискретністю.
Масовість. Дуже важливо, щоб складений алгоритм забезпечуваврозв’язання не однієї окремої задачі, а виконував розв’язання широкогокласу задач даного типу. Наприклад, алгоритм покупки товару в магазинібуде завжди однаковий, незалежно від товару, що купується. Або алгоритмпрання не залежить від білизни, що переться, і таке інше. Отож, під масовістю алгоритму розуміють можливість застосування цього алгоритмудля вирішення великої кількості однотипних завдань.
5. Результативність. Виконання будь-якого алгоритму повиннозавершуватися одержанням кінцевих результатів. Тобто ситуації, колиможуть виникнути так звані «зациклення», повинні бути виключені щепри написанні алгоритму. Наприклад, розглянемо таку ситуацію: роботудано вказівку залишити кімнату (замкнутий простір), не виконуючируйнівних дій. У цьому випадку, якщо йому не дати команди «відкритидвері» (які, можливо, закриті), то спроби робота залишити кімнату будутьбезуспішними.
У процесі та по закінченні викладання матеріалу учням пропонується навести приклади інструкцій, що не відповідають визначенню алгоритму чи не мають властивостей алгоритму. Яким чином можна подати алгоритм виконавцю. Існує кілька методів запису алгоритмів. Вибір методу залежить від виконавця та того, хто подає алгоритм.
Першій спосіб—це словесний опис алгоритму. Сьогодні на уроці ми вже розібрали кілька алгоритмів і всі вони подавалися виконавцю за допомогою словесного опису.
Другий спосіб — це подача алгоритму у вигляді таблиць, формул, схем, малюнків тощо. Наприклад, коли вас навчають правил поведінки на дорозі, то найкраще така інформація сприймається тоді, коли вона подана у вигляді схематичних малюнків. Дивлячись на них, людина відпрацьовує ту лінію поведінки, яка їй пропонується. Аналогічно можна навести приклади алгоритмів, записаних у вигляді умовних позначок на упаковці товару щодо його використання (наприклад, заварювання чаю, кави тощо). В математиці за допомогою формул можна розв’язати задачу, навіть не використовуючи слів.
Третій спосіб — запис алгоритмів за допомогою блок- схеми. Цей метод був запропонований в інформатиці для наочності представлення алгоритму за допомогою набору спеціальних блоків.
Основні з цих блоків такі:
Четвертий спосіб — навчальні алгоритмічні мови (псевдокоди). Ці мови мають чітко визначений синтаксис і максимально наближені до машинної мови (мови програмування). Але створені вони з навчальною метою, тому мають зрозумілий для людей вигляд. Таких псевдокодів зараз існує велика кількість, починаючи з графічних середовищ «Алгоритміка», «Роботландія», «Лого-світи», «Черепашка» тощо і закінчуючи текстовими «національними» реалізаціями алгоритмічних мов, подібних Паскалю. Ці псевдокоди мають програмну реалізацію і дуже широко застосовуються на етапі навчання основам програмування.
