AlqoritmləR,onlarin xassəLƏri nöVLƏri müXTƏlif üsullarla təsviri alqoritm

ALQORITMLƏR ,ONLARIN XASSƏLƏRI NÖVLƏRI MÜXTƏLIF ÜSULLARLA TƏSVIRI

Alqoritm – qarşıya qoyulan məsələni həll etmək üçün yerinə yetirilməsi vacib olan əməliyyatlar ardıcıllığıdır.

Latınca qayda-qanun deməkdir. Alqoritm 783- 850-ci illərdə Xorezmdə (indiki Özbəkistanda şəhər) yaşamış IX əsrin məşhur özbək riyaziyyatçısı Məhəmməd İbn Musa əl-Xarəzminin (yəni Xarəzmli Musa oğlu Məhəmməd) adının latın hərflərilə olan “alqoritmi” yazılışıyla bağlıdır. Əl-Xarəzminin yazdığı traktatın XII əsrdə latın dilinə tərcümə olunması sayəsində avropalılar mövqeli say sistemi ilə tanış olmuş, onluq say sistemini və onun hesab qaydalarını alqoritm adlandırmışlar. Ümumiyyətlə, alqoritm-verilmiş məsələnin həlli üçün lazım olan əməliyyatları müəyyən edən və onların hansı ardıcıllıqla yerinə yetirilməsini göstərən formal yazılışdır. Hesablama maşınlarının əsas fərqləndirici xüsusiyyətlərindən biri də onun proqramla idarə olunmasıdır. Yəni, istər sadə, istərsə də mürəkkəb məsələni maşının həll etməsi üçün proqram tərtib edilməlidir.

Alqoritmin xassələri

Məsələnin maşında həlli üçün tərtib edilən alqoritm bir çox şərtləri ödəməlidir. Bu şərtlərə alqoritmin xassələri deyilir. Həmin xassələr aşağıdakılardır:

1. 
   Alqoritm sonlu sayda mərhələdən sonra qurtarmalıdır. Buna, alqoritmin sonluluq xassəsi deyilir.
   
2. 
   Alqoritmin hər bir addımı dəqiq və birqiymətli təyin olunmalıdır. Bu alqoritmin müəyyənlik xassəsidir.
   
3. 
   Alqoritmin müəyyən sayda giriş qiymətləri (məsələnin başlanğıc şərtləri) olmalıdır. Bu şərtlər proqram icra olunmamış və ya olunduqca maşına daxil edilə bilər.
   
4. 
   Alqoritmin yerinə yetirilməsi nəticəsində giriş qiymətlərindən asılı olan bir və ya bir neçə çıxış qiymətləri alınmalıdır.
   
5. 
   Alqoritm sadə və səmərəli olmalıdır, yəni alqoritmin nəticəsi (cavabı) mümkün qədər sadə əməliyyatlar vasitəsilə və ən qısa yolla alınmalıdır.
   
6. 
   Alqoritm ümumi olmalıdır, yəni müəyyən məsələ üçün tərtib olunmuş alqoritm, həmin tipdən (sinifdən) olan bütün məsələlər üçün yararlı olmalıdır. Bu alqoritmin kütləvilik xassəsidir
   

Riyaziyyatda və informatikada məsələnin həllinin alqoritmi yerinə yetirilibsə, məsələ qismən həll edilmiş sayılır.

Alqoritmin təsvir üsulları

1. 
   Mətn şəkildə (adi dildə);
   
2. 
   Qrafik – blok-sxem;
   
3. 
   Cədvəl;
   
4. 
   Proqram (alqoritmik dil).
   

Alqoritmin adi dildə təsviri (nəqli). Bu zaman əməliyyatlar, icra olunacaq hərəkətlərin nəqli şəkildə ardıcıl sadalanması kimi verilir. Məsələn, kofenin hazırlanmasını ifadə edən alqoritmin təsviri buna misal ola bilər.

Alqoritmin blok-sxem təsviri. Mürəkkəb alqoritmlərin təsviri zamanı blok-sxemlərdən istifadə olunması daha geniş yayılmışdır, çünki bu halda alqoritmin blok-sxem şəklində təsviri daha əyani olur. Bu zaman, adətən alqoritmin bir addımına bir blok uyğun olur. Lakin bir blokda bir neçə eyni tipli mərhələ və ya bir mərhələ bir neçə blokda təsvir oluna bilər. Bloklar standart işarələr şəklində ifadə olunur və bir-birləri ilə şaquli və ya üfüqi xətlərlə birləşdirilir. Birləşdirici xətlərin uclarında istiqaməti göstərən ox işarəsi qoyulur.

Alqoritm ayrı-ayrı ədədlərlə yox, verilmiş hər hansı obyektlərlə işləyir. Proqramlaşdırmanın əsas obyekti dəyişəndir. Məsələn, x adlı dəyişənə 5 qiymətinin mənimsənilməsini belə müəyyən etmək olar:

x : = 5 yazılır və x = 5 olur.

Proqramlaşdırmada məsələni alqoritmləşdirməkdən qabaq aşağıdakı addımlar yerinə yetirilməlidir:

1. 
   Məsələnin riyazi qoyuluşu:
   

• 
  Nə verilir – ilkin verilənlərin sadalanması;
  
• 
  Nə tələb olunur – nəticələrin sadalanması ;
  
• 
  İlkin verilənlərin məhdudiyyət şərtləri.
  

1. 
   Riyazi model: nəticələri almaq üçün lazım olan bütün qayda və qanunlar.
   
2. 
   Həll metodu: riyazi modelin optimal istifadə olunması.
   

Alqoritmin tipləri

EHM-də müxtəlif tipli məsələləri həll edərkən əsasən üç tipli alqoritmlərdən istifadə olunur: xətti (düz), budaqlanan və dövri.

• 
  Xətti alqoritmlər sadə hesablama prosesini ifadə edən bir neçə ardıcıl əməliyyatlardan ibarət olur və onlar yazıldığı ardıcıllıqla da icra olunur.
  
• 
  Budaqlanma alqoritmlərin tərkibində bir və ya bir neçə məntiq mərhələsi olur. Bu mərhələdə müəyyən kəmiyyətlərin hər hansı bir şərti ödəyib-ödəmədiyi yoxlanılır və ona uyğun olaraq sonrakı gedişin istiqaməti seçilir. Yəni nəzərdə tutulan şərt ödənilirsə, bir istiqamətə, həmin şərt ödənilmirsə, başqa istiqamətə doğru hərəkət edilir. Beləliklə, alqoritmdə budaqlanma baş verir.
  
• 
  Dövr alqoritmi. Proqramlaşdırmada tez-tez eyni əməliyyatlar qrupunun çoxlu sayda təkrar olunması lazım gəlir. Bu halda dövr alqoritmindən istifadə olunur. Dövrlər sadə və mürəkkəb olur. Sadə dövrlü alqoritmin bir dövrü olur. Əgər hər hansı bir alqoritmdə bir neçə daxili dövr iştirak edirsə, onda belə dövrlərə mürəkkəb dövr deyilir. Mürəkkəb dövrləri əmələ gətirən sadə dövrlər kəsişə bilməz.
  

Kompilyasiya və interpretasiya

Translyasiyanın iki qaydası var: interpretasiya və kompilyasiya. İnterpretasiya – şifahi tərcüməyə oxşayır. Giriş proqramının hər bir təlimatı tərcümə olununur və yerinə yetirilir. Bu qaydada təkrar təlimatlar hər dəfə kodlaşdırılır. Kompilyasiya isə yazılı tərcüməyə bənzəyir. Proqram yerinə yetirilməzdən qabaq proqramın bütün tərcüməsi yığılır.

İnterpretasiya böyük çevikliyə malik olmaqla asan realizə olunur. Kompilyasiya isə daha effektif proqram yaradır.

Proqramçı isə proqramlaşdırma dillərini bilməklə, qarşıya qoyulan məsələnin kompüterdə həllini həyata keçirmək üçün proqram yazır və onu kompüterdə yerinə yetirir.

Proqramlaşmanın bütün dilləri verilənlərin aşağıda göstərilən tipləri ilə ışləməyə imkan verilir:

• 
  Tam ədədlər;
  
• 
  Məntiqi ədədlər;
  
• 
  Həqiqi ədədlər;
  
• 
  Simvollar;
  
• 
  Mətn tipli ədədlər;
  
• 
  Birtipli verilənlər cədvəli;
  
• 
  Fayllar.
  

Kompüterin alqoritmi başa düşməsi üçün proqramlaşdırma dillərindən istifadə edilir. Məsələ həll edərkən əvvəlcə yerinə yetiriləcək əməliyyatların alqoritmi tərtib edilir, daha sonra bu əməliyyatlar hər-hansı alqoritm (proqramlaşdırma) dilində əmrlər şəklində yazılır. Tərtib olunmuş proqram xüsusi əlavələr (translyator proqramlar) vasitəsilə yerinə yetirilir və ya maşın koduna çevrilir.

Məsələnin həlli zamanı ilkin və aralıq verilənlərin emalı prosesini bir qiymətli təyin edən yazılışların ardıcıllığına alqoritm deyilir.

Alqoritmlərin aşağıdakı 4 əsas xassəsi var. Bunlardan birincisi müəyyənlik xas­səsidir. Müəyyənlik dedikdə alqoritm elə tərtib olunmalıdır ki, onun təsvir etdiyi pro­ses tamlığı ilə aydın olmalıdır.

İkinci xassə alqoritmin diskretlik xassəsidir. Yəni, hər bir alqoritm ayrı-ayrılıq­da yerinə yetirilə bilən addımlardan ibarət olmalıdır.

Alqoritmin üçüncü xassəsi onun nəticəvilik xassəsidir. Belə ki, hər bir alqoritm son nəticənin alınmasını təmin etməlidir.

Dördüncü xassə alqoritmin kütləvilik xassəsidir. Yəni, tərtib olunan hər bir alqoritm eyni qəbildən olan məsələlərin həlli üçün istifadə olunma imkanına malik olma­lıdır.

Alqoritmin üç verilmə üsulu mövcuddur. Bunlar nəqli, qrafik və proqram üsu­ludur. Alqoritmin nəqli üsulla verilməsi məqsədilə adi danışıq dilindən və yazılış qaydalarından istifadə olunur. Alqoritmlərin qrafik üsulla verilməsi məqsədilə blok-sxemlərdən istifadə olunur. Proqram üsulu ilə alqoritmin verilməsi məqsədilə alqorit­mik dillərin hər hansı birində tərtib olunmuş proqramdan istifadə olunur.

Blok-sxem əvvəlcədən ciddi təyin olunmuş həndəsi fiqurların təsviri ardıcıl­lığıdır. Blok-sxemlə alqoritmi təsvir etmək məqsədilə bloklardan istifadə olunur. Bloklar aşağılakılardır:

-prosesin başlanğıcı və sonu bloku;

• 
  hesablama bloku;
  

• 
  verilənlərin klaviaturadan daxil edilməsi bloku;
  

-şərti və ya məntiqi blok;

• 
  Dövr bloku;
  

• 
  alt proqram bloku;
  

• 
  çap bloku.
  

Blok- sxem tərtib edərkən ayrı-ayrı bloklar bir-biri ilə istiqmətlənmiş oxlarla prosesin gedişatı istiqamətində birləşdirilir.

Alqoritmin üç əsas növü vardır. Bunlar xətti strukturalı, budaqlanan strukturalı və dövri strukturalı alqoritmlərdir. Xətti strukturalı alqoritm elə alqoritmə deyilir ki, ondakı yazılışların ardıcıllığı ilə yerinə yetirmə ardıcıllığı qarşılıqlı birqiymətli uyğun olur.

Əgər alqoritmin yerinə yetirilməsi hər hansı şərtdən asılı olaraq şaxələnirsə, onda belə alqoritm budaqlanan alqoritm adlanır.

Bir çox proseslərin yerinə yetirilməsində eyni parametrin müəyyən qaydada təyin edilmiş müxtəlif qiymətlərdə hesablanması tələb olunur. Buna görə də dövrü proses əmələ gəlir. Dövrlər sadə və ya mürəkkəb olur. Yəni, yalnız bir parametrdən ası­lı və bir neçə parametrlərdən asılı olan bir-birinə daxil olan dövrlər ola bilərlər. Belə proseslərə uyğun olan alqoritmlər dövri alqoritmlər adlanırlar.