web stats التخطي إلى المحتوى

تحديد الخوارزمية وكيفية عملها تعد الخوارزميات مفهومًا واسع النطاق للغاية يتضمن عدة جوانب. هناك خوارزميات رياضية وهناك خوارزميات حاسوبية. بشكل عام ، مصطلح الخوارزمية عبارة عن مجموعة من العمليات التي تحدث في تسلسل محدد ، وسيتم تعريف الخوارزمية أدناه وشرح كيفية عملها.

تعريف الخوارزمية

الخوارزمية هي مجموعة من الإجراءات المنهجية التي لها عدد محدود من الخطوات ، وتشكل الإجابة على سؤال أو حل لمشكلة أو إنجاز مهمة. اشتق اسم الخوارزمية من الترجمة اللاتينية لعالم الرياضيات المسلم من القرن التاسع عشر الخوارزمي “محمد بن موسى الخوارزمي” ، الذي كان جزءًا من البلاط الملكي في بغداد. الخوارزمية هي إجراء ، أو صيغة ، أو طريقة لحل مشكلة ، بناءً على تنفيذ سلسلة من الإجراءات. في الرياضيات وعلوم الكمبيوتر ، تعني الخوارزمية عمومًا إجراءً صغيرًا يحل مشكلة متكررة.[1][2]

تسمى عملية تحويل الخوارزمية إلى لغة يفهمها الكمبيوتر

تعريف الخوارزمية في الحوسبة

في علوم الكمبيوتر ، الخوارزمية عبارة عن سلسلة من التعليمات التي تخبر الكمبيوتر بكيفية تحويل مجموعة من الحقائق أو البيانات الأولية إلى معلومات مفيدة للمستخدم ، والمعلومات المفيدة هي المعلومات المعرفية التي تفيد الناس. ، أو هي تعليمات لـ الآلات أو المدخلات إلى الخوارزميات الأخرى ، وهناك العديد من الأمثلة الشائعة للخوارزميات ، من ترتيب مجموعات الأرقام بترتيب تصاعدي أو تنازلي للعثور على أقصر الطرق على الخرائط لعرض المعلومات المهمة على الشاشة. ستكون النتيجة هي نفسها بغض النظر عن طرق الكتابة المختلفة.[3] تستخدم الخوارزميات على نطاق واسع في جميع مجالات تكنولوجيا المعلومات. تأخذ خوارزمية محرك البحث الكلمات الأساسية ، وتبحث في قاعدة البيانات المرتبطة بصفحات الويب التي تحتوي على نفس الكلمة ، وتعيد النتائج.[2] تقوم خوارزمية التشفير بتحويل البيانات وفقًا لإجراءات محددة إلى بيانات مظلمة ولا معنى لها لحمايتها ، حيث تستخدم خوارزمية التشفير المفتاح السري ، مثل خوارزمية تشفير البيانات (DES) ، والتي تستخدم نفس المفتاح لتشفير البيانات وفك تشفيرها. ، وباستخدام خوارزمية تشفير مناسبة ، لا أحد يستطيع ذلك. لا يُعرف مفتاح التشفير السري لفك تشفير البيانات والحصول على البيانات الأصلية.[2]

الخوارزمية هي مجموعة من التعليمات خطوة بخطوة لحل مشكلة أو إكمال مهمة محددة ، صواب أو خطأ.

كيف تعمل الخوارزمية؟

تعمل جميع الخوارزميات في العالم بنفس الطريقة المتسلسلة. يمكن تبسيط الخوارزمية باتباع الخطوات التالية:

  • مدخلات الإدخال: بالنسبة للخوارزمية ، الإدخال عبارة عن مجموعة من الحقائق والأرقام والبيانات ، باستخدام مجموعة من الأجهزة التي تساعد في إدخالها. على أجهزة الكمبيوتر ، يعد الماوس ولوحة المفاتيح من أهم طرق الإدخال.
  • التنفيذ: في هذا الجزء ، تتم معالجة البيانات السابقة وفقًا لسلسلة من الخطوات المحددة لتنفيذ المهمة.
  • مخرجات النتائج: البيانات التي تمت معالجتها وتصبح معلومات يمكن للمستخدم الاستفادة منها.

مثال على تطبيق الخوارزمية

على سبيل المثال ، إذا طُلب من المصمم تنفيذ خوارزمية لجهاز يحدد المناخ في منطقة ما في الشتاء ، بناءً على أحد الشروط التالية: بارد ، معتدل ، دافئ ، بناءً على درجة حرارة الهواء المأخوذ ، سيكون عمل تلك الخوارزمية على النحو التالي:

  • أدخل درجة الحرارة باستخدام مقياس حرارة متصل بالجهاز المطلوب ودعنا نقول أن درجة الحرارة المقاسة هي 17 درجة مئوية.
  • التنفيذ في هذا الجزء ، سيتم اختبار درجة الحرارة وفقًا للمعايير. إذا كانت درجة الحرارة أقل من 10 درجات يقال إن المناخ بارد ، وإذا كانت درجة الحرارة أكبر من عشر درجات وأقل من عشرين درجة يقال إن المناخ معتدل لكن إذا تجاوزت درجة الحرارة 20 درجة درجات ، سيقول أن الجو حار.
  • الإخراج هو حالة الطقس. ستكون النتيجة هنا طقسًا جيدًا وفقًا للخوارزمية أعلاه.

في المخططات الانسيابية ، يتم تمثيل هذا الرقم بـ

أنواع الخوارزميات

هناك عدة أنواع من الخوارزميات تختلف في طريقة عملها ، وهناك سبعة أنواع رئيسية:[4]

خوارزمية القوة الهجومية

نظرًا لأن هذه الخوارزمية تختبر جميع الحالات حتى يتم العثور على النتيجة الصحيحة ، فهذا هو النوع الأساسي والأقل تعقيدًا من الخوارزمية ، ويستخدم هذا النوع من الخوارزمية لتحديد الحل الأمثل أو الأفضل ، حيث يتحقق من جميع الحلول الممكنة.

الخوارزمية العودية

يعتمد هذا النوع من الخوارزمية على العودية التكرارية ، حيث يتم فهم المشكلة عن طريق تقسيمها إلى مشكلات فرعية من نفس النوع وحلها بشكل تكراري حتى يتم حل المشكلة بمساعدة أحد المتطلبات المسبقة.

خوارزمية البرمجة الديناميكية

يُطلق على هذا النوع من الخوارزمية أيضًا تقنية تخزين يتم فيها تخزين النتيجة المحددة حديثًا لمحاولة عدم العثور عليها مرة أخرى وبالتالي توفير وقت التنفيذ. في البرمجة الديناميكية ، تتحلل المشكلة التي لا يمكن التنبؤ بحلها إلى مشاكل فرعية يسهل الوصول إليها ، وهذا النوع من الخوارزمية يتذكر النتيجة السابقة ويستخدمها لاكتشاف نتائج جديدة.

قسّم وتغلب على الخوارزمية

في خوارزمية فرق تسد ، الفكرة هي معالجة المشكلة في مجالين ، القسم الأول يقسم المشكلة إلى مشاكل فرعية من نفس النوع ، القسم الثاني هو معالجة المشكلة الأسهل بشكل مستقل ، ثم إضافة النتيجة المجمعة لحل المشكلة. مشكلة.

خوارزمية الجشع

في هذا النوع يتم إنشاء الحل جزءً بجزء ، حيث يتم تحقيق النتيجة للانتقال إلى المراحل التالية على أساس أنه يقدم المساعدة لاتخاذ القرار الصحيح ، ولا يأخذ في الاعتبار الافتراضات التي تم إجراؤها أثناء الحل.

خوارزمية ارتدادية

في هذا النوع من الخوارزمية ، يتم حل المشكلة بطريقة ثابتة وتراجعية ، من السهل العثور على الحل من نقطة ما ويتم حل الأجزاء المتبقية بناءً على هذا الجزء.

خوارزمية عشوائية

في هذا النوع من الخوارزمية ، يتم أخذ رقم عشوائي لاتخاذ القرار مرة واحدة على الأقل أثناء العمليات الحسابية.

قائمة بالتعليمات التي يجب اتباعها لحل مشكلة معينة خطوة بخطوة

وفي نهاية المقال تمت الإجابة على سؤال تعريف الخوارزمية وكيفية عملها ، كما تم تحديد مفهوم الخوارزمية بشكل عام وفي علوم الحاسب والبرمجة. تم العثور على الخوارزمية لتكون سلسلة من الخطوات مكتوبة لحل مشكلة معينة ، وطريقة عمل الخوارزمية وذكر مثال.

المراجع

  • ^ britannica.com ، خوارزمية ، 11/21/2021
  • ^ whatis.techtarget.com ، خوارزمية ، 11/21/2021
  • ^ theconversation.com ، ما هي الخوارزمية؟ كيف تعرف أجهزة الكمبيوتر ما يجب فعله بالبيانات ، 11/21/2021
  • ^ analyticssteps.com ، ما هي الخوارزمية؟ أنواع وتطبيقات وخصائص 11/21/2021
  • التعليقات

    اترك تعليقاً

    لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *