ما الخوارزمية، فالخوارزمية تستخدم عادة لحل مشكلة معينة، فهي طريقة إجرائية يتم فيها تنفيذ سلسلة من الإجراءات المتسلسلة باستخدام منهجية محددة لتحقيق حل للمشكلة، وتقدم أجهزة الكمبيوتر الحديثة العديد من العمليات الحسابية الخوارزميات واستخدامها في الأنظمة والبرامج الإلكترونية المختلفة حيث تكون عملية محددة بدقة. يسمح للأجهزة بحل المشكلات المختلفة والتعبير عنها بسلسلة من التعليمات الواضحة، ولا يمكننا العثور على تفسير محدد ذاتيًا للخوارزمية لأنه في كل مرة ينتج الكمبيوتر نفس النتيجة إذا تكررت العملية أكثر من مرة.
ما هي الخوارزمية
الخوارزمية عبارة عن مجموعة من الأوامر المسجلة المكتوبة بشكل واضح ومتسق ومنطقي مرتبطة ببعضها البعض لتحقيق حل لمشكلة ما. الخصائص الرئيسية للخوارزمية هي كما يلي:
- يجب تحديد كل خطوة بوضوح وتعريفها بمصطلحات دقيقة.
- تتوقف العملية بعد عدد معين من الخطوات.
- يجب أن تؤدي هذه الخطوات إلى حل مثالي للمشكلة.
أنواع الخوارزميات
يوجد عدد كبير جدًا من الخوارزميات، بعضها يصف المشكلة وشكلها المحدد، بينما يصف البعض الآخر كيفية حدوثها. تختلف لغة التعبير للخوارزمية من تهجئة إلى أخرى ومن شخص إلى آخر. مثل:
- خوارزمية رابين كارب: هذا أحد أنواع الخوارزميات التي يتم من خلالها التعبير عن حل المشكلات.
- فرق تسد: هذا نوع من الخوارزمية التي تعبر عن طريقة لحل المشكلات، مثل خوارزمية البحث الثنائي. تبحث هذه الخوارزمية عن هدف محدد بمدخلات مرتبة، وتقسيم المدخلات إلى مجموعة من القطع الصغيرة لتحقيق الهدف المطلوب.
استخدام خوارزميات البرمجيات
هناك عدة طرق تستخدمها خوارزمية البرمجة في عملية بناء قواعد البرمجة المختلفة، وهي طرق مهمة وضرورية للغاية لإكمال عملية بناء قواعد البرمجة، وهي كالتالي:
- تكرار.
- المتفرعة.
- خيار.
- تناوب.
أمثلة الخوارزمية
هناك العديد من أشكال الخوارزميات المستخدمة في حل المشكلات، وهي تتبع نفس المنهجية إلى حد كبير، ولكن تختلف بعض المشكلات البسيطة، ومن الأمثلة على ذلك:
- خوارزميات البحث.
- خوارزميات الفرز.
- دمج الخوارزميات.
- خوارزميات الهندسة الحسابية.
- خوارزمية السلسلة.
- خوارزميات الرسم البياني.
- الخوارزميات الرقمية.
طرق التعبير الخوارزمية
يمكن التعبير عن الخوارزميات بعدة طرق مختلفة، وتميل التعبيرات الخاصة بخوارزميات اللغة الطبيعية إلى الإسهاب والغموض. من أمثلة هذه التقنيات:
- مخططات الكتلة.
- الكود الخاطئ.
- كود البرنامج.
خطوات تطوير الخوارزمية
يتم تلخيص خطوات تصميم الخوارزمية التي يمكننا اتباعها لتصميم الخوارزميات، ويتم تمثيل هذه الخطوات بعدة إجراءات محددة، وهي:
- تعريف المشكلة.
- تطوير النموذج.
- تحديد المواصفات.
- اكتب خوارزمية.
- التحقق من الخوارزمية.
- تحليل الخوارزميات.
- تنفيذ الخوارزمية.
- فحص الخوارزمية.
- إعداد الوثائق.