ما هي الخوارزميات؟
تتكون من:
- التسلسل: الخوارزمية هي مجموعة من المعلومات المتسلسلة التي يمكن أن تكون تعليماتها بسيطة وغير معقدة أو من النوعين التاليين.
- الاختيار: بعض المشاكل لا يمكن حلها من خلال تسلسل بسيط من التعليمات ، قد تحتاج إلى اختبار بعض الشروط والنظر في نتيجة الاختبار ، إذا كانت النتيجة صحيحة ، اتبع المسار الذي يحتوي على تعليمات متسلسلة ، إذا كانت خاطئة ، اتبع مسارًا آخر ، مسار آخر للتعليمات ، هذه الطريقة تسمى القرار أو الاختيار.
- التكرار: عند حل بعض المشكلات ، يجب تكرار نفس تسلسل الخطوات عدة مرات ، وهذا ما يسمى التكرار.
الخوارزميات في الحاسوب
- تعبر الخوارزمية في الكمبيوتر عن عملية محددة بعناية تمكن الجهاز من حل المشكلات ، أو يمكن التعبير عنها كسلسلة من الإرشادات الصريحة. هذا يعني أنه لا توجد إمكانية لتفسيرها الخاص ، لأن الكمبيوتر ينفذ الأمر بنفس الطريقة ويعرض نفس النتائج في كل مرة يطلبها المستخدم ؛ تُستخدم الخوارزمية أيضًا للتدقيق الإملائي والحسابات المالية ومحركات البحث وتقريبًا كل مهمة يقوم بها أي كمبيوتر.
أنواع الخوارزميات
- هناك أنواع عديدة من الخوارزميات. تصف بعض هذه الخوارزميات مهمتها الخاصة ، ويصف البعض الآخر طريقة ظهور المهمة ، وتختلف اللغة التي تعبر عن هذه الخوارزميات من كتاب إلى كتاب ومن شخص لآخر ، على سبيل المثال: هناك خوارزمية تسمى خوارزمية مطابقة السلسلة حيث تجد هذه السلسلة عناصر التكرار في تسلسلات أكبر أو أجزاء من النص ، وخوارزمية رابين كارب هي مثال على هذا النوع من الخوارزمية ، كما هي خوارزمية (فرق تسد). ، فهو أحد أنواع الخوارزميات التي تعبر عن طريقة لحل المشكلات.
- مثال على هذه الخوارزمية هو البحث الثنائي ، الذي يبحث عن هدف العناصر المرتبة عن طريق تقسيم المدخلات إلى أجزاء صغيرة للعثور على الهدف. يمكن أن يمتد نوع واحد من الخوارزميات إلى كلا ما ورد أعلاه. مثال على ذلك هو خوارزمية الفرز ، والتي تُظهر خاصية الفرز العودي حسب الوظيفة التكرارية أو وظيفة الفرز.
التحليل الحسابي
- من المهم جدًا معرفة مقدار مورد معين (مثل الوقت أو التخزين) المطلوب نظريًا لخوارزمية معينة. تم تطوير طرق تحليل الخوارزمية للحصول على هذه الإجابات الكمية (التقديرات) ، على سبيل المثال ، تحتوي خوارزمية الترتيب الأعلى على حالة زمنية (O) (n) ، باستخدام نوع O كبير من sn اعتمادًا على طول القائمة.
- في جميع الحالات ، تحتاج الخوارزمية فقط إلى معرفة قيمتين: للعثور على أكبر رقم حتى الآن وموقعه الحالي في قائمة الإدخال ، لذلك يجب أن يكون لها متطلب (1) O إذا كانت المساحة اللازمة لتخزين أرقام الإدخال هي غير معدود.
- يمكن أن تستمر الخوارزميات في نفس المهمة باستخدام مجموعة مختلفة من التعليمات في وقت أو مساحة أو جهد أكثر أو أقل من غيرها ، على سبيل المثال ، توفر خوارزمية البحث الثنائي عادةً أداء بحث متسلسل عند استخدامها للبحث في جداول القوائم المصنفة.
إضفاء الطابع الرسمي
- الخوارزميات ضرورية لأجهزة الكمبيوتر لمعالجة البيانات بطريقة عملية. تحتوي العديد من برامج الكمبيوتر على خوارزميات توضح بالتفصيل تعليمات محددة للكمبيوتر لتنفيذها (بترتيب معين) لأداء مهمة محددة ، مثل حساب رواتب الموظفين في الهيئات الحكومية أو طباعة التقارير على مستوى الطلاب. الخوارزميات هي سلاسل من العمليات التي يمكن محاكاتها بواسطة نظام تكامل تورينج.
- عادةً ، عندما ترتبط الخوارزمية بمعلومات المعالجة ، تتم قراءة البيانات بواسطة مصدر إدخال ، ثم تتم كتابة البيانات إلى جهاز إخراج أو تخزينها لمزيد من المعالجة.
- البيانات المخزنة هي جزء من الحالة الداخلية للكيان الذي يطبق الخوارزمية في الممارسة العملية.
- يتم تخزين حالة النظام في بنية بيانات واحدة أو أكثر. بالنسبة لبعض هذه الحسابات ، يجب أن تحدد الخوارزمية الخوارزمية بدقة: تحديد الطريقة التي سيتم استخدامها في جميع الظروف المحتملة التي قد تنشأ ، أي يجب التعامل مع أي خطوات شرطية بشكل منهجي على أساس كل حالة على حدة ، بشكل فردي معايير يجب أن تكون كل حالة واضحة (ومحسوبة).
- نظرًا لأن الخوارزمية هي قائمة دقيقة بالخطوات الدقيقة ، فإن ترتيب الحسابات مهم دائمًا لأداء الخوارزمية. يُفترض عادةً أن التعليمات تُعطى صراحةً ، وتوصف بالبدء “الصعود” والنزول “للأسفل” ، وهي فكرة يتم وصفها بشكل أكثر رسمية من خلال التحكم في التدفق.
- أدت هذه المناقشة حتى الآن إلى إضفاء الطابع الرسمي على الخوارزمية بعد أخذ بناء برمجة الأوامر ، وهو المفهوم الأكثر شيوعًا ، ومحاولات وصف المهمة بوسائل “ميكانيكية” منفصلة.
- مفهوم الخوارزميات الرسمية هذا فريد من نوعه لرسم الخرائط (المعلوماتية) ، ويحدد قيمة المتغير ، وهو مشتق من حدس “الذاكرة” كلوحة رسم.
تأثير الخوارزمي على العلماء
- لم تنته معرفة الخوارزمي وفضائله بنهاية حياته ، حتى بعد وفاته ظلت أعماله العلمية محدثة حتى يومنا هذا ويعتبر من أكثر الأشخاص الذين ساهموا في تطوير الرياضيات بشكل عام والجبر بشكل خاص. . تأثر العديد من العلماء والفلاسفة الفارسيين بالأعمال العلمية التي قدمها الخوارزمي ، ومنهم الفارابي ، الكندي ، عمر الخيام ، البيروني ، ابن سينا ، الرازي ، ابن رشد ، ناصر الدين الطوسي. والعديد من المناهج المقررة تناولت حياة الخوارزمي وإسهاماته في تطوير الرياضيات والجبر ، وبذلك أصبحت رمزا للإلهام لتحفيز الطلاب.
مساهمات الخوارزمي في علم الفلك
- ساهم الباحث الخوارزمي في عرض العديد من الأمور في مجال العلوم الفلكية ، حيث قدم عددًا من الجداول الفلكية ، من بين جداول أخرى تحتوي على قيم الجيوب الأنفية ، وترجم العديد من أعماله إلى اللاتينية لأديلاردو. وجيرارد. دي كريمونا في بداية القرن الثاني عشر وأسفرت عن هذه الترجمة ، التي قدمت للعالم الغربي العلوم الأكثر حداثة ، غير المعروفة وغير المتداولة في ذلك الوقت.
مساهمات أخرى للخوارزمي
- وهناك العديد من الأعمال الأخرى للخوارزمي ، مثل المخطوطات التي تتحدث عن تحديد اتجاه القبلة ، مثل تلك الموجودة في اسطنبول ، والتي وردت في كتاب (الفهرست) يتحدث عن الساعات الشمسية ، أو الخوارزمي. كتب كتباً لم يبق منها حتى يومنا هذا إلا ما ذكره ابن النديم في كتابه وهي: كتاب التاريخ وكتاب مزول الشمس. تحدث كلا الكتابين المفقودين عن كيفية صنع المعدات الفلكية. ويستخدم مع الاسطرلاب.
- تناول الخوارزمي في بعض أعماله كيفية تحديد وقت شروق الشمس في كثير من البلدان ، وهناك العديد من المخطوطات المنتشرة في باريس واسطنبول والقاهرة وطشقند ، وقد يكون بعضها مرتبطًا بالخوارزمي.
وفاة الخوارزمي
- وتشير سجلات الطبري إلى أنه عندما كان الخليفة الواثق على فراش موته عام 847 م ، كان بعض علماء الفلك يجلسون في ذلك الوقت ، وتوقع بعضهم أنه سيتعافى وسيستمر حكمه خمسين عامًا ، لكن هذه التنبؤات لم يتم تصديقها. مات الخليفة بعد عشرة أيام فقط.
- تدل هذه السجلات على أن الخوارزمي كان من علماء الفلك الذين جاءوا لزيارة الخليفة ، وإذا كان الخوارزمي منهم ، فقد بلغ سن السبعين تقريبًا ، حيث أن معظم المصادر ترجع إلى وفاة محمد بن موسى آل-. الخوارزمي عام 850 م وسيظل من أهم الشخصيات العلمية التي جاءت عبر التاريخ الإسلامي.
في هذا المقال ، تعرفنا على ماهية الخوارزميات ، والخوارزميات في الكمبيوتر ، وأنواع الخوارزميات ، والتحليل الحسابي ، وإضفاء الطابع الرسمي ، وتأثير الخوارزمي على العلماء ، ومساهمة الخوارزمي في علم الفلك ، ومساهمات الخوارزمي الأخرى ، وموت الخوارزمي.