Ogni persona nella sua vita quotidiana è costretta a risolvere un gran numero di compiti diversi. Non pensa a risolvere alcuni problemi (“fare la spesa”), mentre altri provocano difficoltà e lunghe riflessioni (“raccogliere il cubo di Rubik”). Gli esempi precedenti di compiti semplici e complessi hanno in comune il fatto che possono essere suddivisi in singoli passaggi comprensibili. La sequenza di tali passaggi può essere utilizzata come promemoria per aiutare a risolvere il problema. Questa sequenza può essere chiamata un algoritmo.
Naturalmente, puoi raccogliere un cubo di Rubik senza promemoria, semplicemente spostando i bordi in ordine casuale. Ma enumerare le possibili opzioni può richiedere molto tempo, sarà un processo improduttivo e non ottimale. È molto più conveniente avere un elenco di passaggi, la cui esecuzione sequenziale porterà sempre a un risultato positivo. Sono questi principi che hanno formato un concetto come "algoritmo".
L'algoritmo è un insieme di istruzioni (passi) che descrivono l'ordine delle operazioni dell'esecutore per ottenere il risultato della risoluzione di un problema in un numero finito di azioni.
Che cos'è un esecutore?
Per una migliore comprensione dell'algoritmo in generale, è necessario considerare anche il concetto di "esecutore di algoritmo". Un esecutore nel concetto di algoritmo indica un sistema astratto in grado di eseguire le azioni descritte dall'algoritmo, oltre ad avere un numero di caratteristiche. Come esecutore, più spesso si intende uno o l'altro mezzo tecnico (una stampante 3D, una macchina CNC, un computer), tuttavia, si dovrebbe capire che questo è un concetto ampio: l'esecutore può essere, ad esempio, una persona.
Tuttavia, solo un sistema che possiede contemporaneamente un numero di parametri può essere chiamato esecutore:
- ambiente;
- un sistema di comandi;
- azioni elementari;
- rifiuti, se l'esecuzione degli atti è impossibile.
Proprietà dell'algoritmo
Le restrizioni imposte al concetto di "esecutore" portano al fatto che anche il concetto stesso di "algoritmo" ha una serie di proprietà e limitazioni. Gli algoritmi si sono diffusi proprio a causa di queste limitazioni, che contribuiscono alla standardizzazione. Tra le proprietà degli algoritmi ci sono:
- massività (la capacità dell'algoritmo di rimanere corretto per diversi insiemi di dati di input);
- certezza (in ogni fase dell'algoritmo, l'esecutore deve disporre di dati sufficienti per eseguirlo);
- determinismo (a parità di dati di input si dovrebbe ottenere lo stesso risultato);
Perché servono gli algoritmi?
Le proprietà di cui sopra forniscono un uso diffuso degli algoritmi. Quindi gli algoritmi servono a standardizzare le descrizioni di qualsiasi processo. Senza algoritmi, qualsiasi tipo di calcolo sarebbe impossibile e la soluzione a qualsiasi problema partirebbe da zero, anche se è stata risolta molte volte. L'uso di algoritmi consente di risolvere rapidamente problemi dello stesso tipo, ridurre il tempo impiegato per trovare una soluzione, automatizzare il processo di ricerca e anche distribuire la soluzione trovata in una forma standardizzata, il che significa che tutti possono capirla.
