Алгоритми. Основні структури алгоритмів

Фундаментом сучасної методології розробки програм є алгоритми.

Загальними для всіх алгоритмів і найсуттєвішими є ознаки форми, структури і двосторонніх зв’язків між конструктивними об’єктами.

Крім цього, важливе значення мають не лише можливості нових поколінь обчислювальних засобів, а й часова складність вибраного алгоритму.

Вивчення основ алгоритмізації – необхідна умова поєднання теорії і практики програмування, частина математичної культури та загальної культури мислення.

Термін “алгоритм” звичайно використовується для позначення деякої послідовності дій, що приводять до досягнення потрібного результату. Слово «алгоритм» є перефразуванням географічної назви місцевості Хорезм через праці відомого узбецького математика Мухамедаібн Муса аль-Хорезмі (близько 825 року). У IX ст. великий узбецький математик Мухаммед, уродженець Хорезма (арабською “аль-Хорезмі”), розробив правила виконання чотирьох арифметичних дій над числами в десятковій системі числення. Множину цих правил назвали алгоритмом (algorithmi – від латинського написання імені аль-Хорезмі), а потім словом “алгоритм” почали позначати сукупність правил певного виду, а не тільки правил виконання арифметичних дій.

Одним із найперших алгоритмів є відомий алгоритм Евкліда для знаходження найбільшого спільного дільника натуральних чисел (ІІІ ст. дон. е.). У термінах Тюрінга (1936 р.) алгоритм – не порожня послідовність команд. Еквівалентні їм інтуїтивні поняття алгоритму введені Марковим (1951 р.) і Колмогоровим (1953 р.).

Алгоритм – це набір інструкцій, що описує, як деяке завдання може бути виконане.

Іншими словами, алгоритм – система формальних правил, що визначає зміст і порядок дій над вхідними даними і проміжними результатами, необхідними для отримання кінцевого результату при розв’язуванні задачі.

Основні структури алгоритмів – це обмежений набір блоків і стандартних способів їх з’єднання для виконання типових послідовностей дій. Використання кількох основних структур дає можливість будувати різноманітні алгоритми.

До основних структур алгоритмів належать:

– лінійна або послідовна без будь-яких розгалужень конфігурація алгоритму, що нагадує форму ланцюжка (рисунок 1);

– розгалужена конфігурація алгоритму, що містить в собі як послідовності, такі розпаралелення послідовностей. Використовується, коли залежно від умови потрібно виконати ту чи іншу дію (рис. 2, а), здійснити обхід, якщо одна вітка не містить жодних дій (рис. 2, б), здійснити множинний вибір, коли умовами є більш як три можливі варіанти (рис. 2, в);

– циклічна, що використовується при необхідності виконувати деякі дії кілька разів. Можливе виконання циклу До, циклу Поки, циклу за параметром (рис. 3).

Особливістю всіх наведених структур є те, що вони мають один вхід і один вихід, тому їх можна поєднувати один з одним у будь-якій послідовності.

Досвід практичної алгоритмізації привів до формування особливої методики структурної організації алгоритмів, використання якої зменшує ймовірність помилок у процесі розробки і запису алгоритмів, спрощує їх розуміння і модифікацію. Цю методику алгоритмізації називають структурним підходом. При структурному підході до конструювання алгоритмів їх ніби “збирають” із трьох основних (базових) структур.

Апаратне забезпечення комп’ютерних мереж

Середовища передавання

Середовище передавання – це фізичне середовище, у якому можливе передавання інформаційних сигналів у вигляді електричних, світлових та інших імпульсів. см. Середовище передавання.

Мережні інтерфейси

Для того щоб комп'ютер або інший пристрій можна було підключити до локальної мережі, необхідно щоб його було оснащено мережним інтерфейсом (мережною картою), до якого підключатиметься мережний кабель або який забезпечить зв’язок через радіоканал. Мережні інтерфейси виготовляють у вигляді плат.

Мережний інтерфейс – це обладнання, призначене для підключення комп'ютера або іншого пристрою до локальної мережі.