Iga inimene oma igapäevaelus on sunnitud lahendama suure hulga erinevaid ülesandeid. Ta ei mõtle mõnede probleemide lahendamisele (“toidukaupade ostmine”), teised aga põhjustavad raskusi ja pikki mõtisklusi (“Rubiku kuubi kogumine”). Ülaltoodud lihtsate ja keerukate ülesannete näidetel on ühine see, et need saab jagada eraldi mõistetavateks sammudeks. Selliste sammude järjestust saab kasutada meeldetuletusena, mis aitab probleemi lahendada. Seda järjestust võib nimetada algoritmiks.
Muidugi võite Rubiku kuubi koguda ilma memota, lihtsalt servi juhuslikus järjekorras liigutades. Kuid võimalike valikute loetlemine võib võtta kaua aega, see on ebaproduktiivne ja mitteoptimaalne protsess. Palju mugavam on omada sammude loendit, mille järjestikune täitmine viib alati positiivse tulemuseni. Just need põhimõtted moodustasid sellise kontseptsiooni nagu "algoritm".
Algoritm on käskude (sammude) kogum, mis kirjeldab testamenditäitjate järjestust probleemi lahendamise tulemuse saavutamiseks piiratud arvu toimingutega.
Mis on esineja?
Algoritmi paremaks mõistmiseks üldiselt on vaja kaaluda ka "algoritmi täitja" mõistet. Täitur algoritmi mõistes tähendab abstraktset süsteemi, mis on võimeline teostama algoritmis kirjeldatud toiminguid, samuti millel on mitmeid tunnuseid. Esinejana mõeldakse kõige sagedamini üht või teist tehnilist vahendit (3D-printer, CNC-masin, arvuti), kuid siiski tuleks mõista, et see on lai mõiste: esinejaks võib olla näiteks inimene.
Sellegipoolest võib esinejaks nimetada ainult süsteemi, millel on korraga mitu parameetrit:
- keskkond;
- käskude süsteem;
- elementaarsed toimingud;
- keeldumine, kui toimingute teostamine on võimatu.
Algoritmi omadused
Esitaja mõistele kehtestatud piirangud toovad kaasa asjaolu, et ka algoritmi kontseptsioonil on mitmeid omadusi ja piiranguid. Algoritmid on laialt levinud just nende piirangute tõttu, mis aitavad kaasa standardiseerimisele. Algoritmide omaduste hulgas on:
- massiivsus (algoritmi võime jääda korrektseks erinevate sisendandmete kogumite jaoks);
- kindlus (algoritmi mis tahes etapis peab esinejal olema nende täitmiseks piisavalt andmeid);
- determinism (samade sisendandmete kogumitega peaks saama sama tulemuse);
Miks on vaja algoritme?
Ülaltoodud omadused võimaldavad algoritme laialdaselt kasutada. Nii et algoritmid ühtlustavad mis tahes protsesside kirjeldusi. Ilma algoritmideta oleks igasugune arvutamine võimatu ja mis tahes probleemi lahendamine algaks nullist - isegi kui seda lahendati mitu korda. Algoritmide kasutamine võimaldab teil kiiresti lahendada sama tüüpi probleeme, vähendada lahenduse leidmisele kuluvat aega, automatiseerida selle leidmise protsessi ja levitada leitud lahendust ka standardiseeritud kujul, mis tähendab, et kõik saavad sellest aru.
