محتويات
هي خطوات متسلسلة ومنطقية وواضحة لحل مشكلة ما
الخوارزمية هي خطوات متسلسلة ومنطقية وواضحة لحل مشكلة ما أو إجراء عملية حسابية. والخوارزمية تعبر عن قائمة دقيقة من المعلومات التي يتم تنفيذها خطوة بخطوة سواء كان ذلك لحل مشكلة ما أو في الاجهزة والبرامج الالكترونية.
تستعمل الخوارزمية بشكل كبير في العديد من مجالات تكنولوجيا المعلومات. وهي تشير إلى العملية التي يمكن من خلالها حل المشكلات. تستعمل الخوارزمية أيضًا من اجل معالجة البيانات.
من اجل تبسيط مفهوم الخوارزمية من دماغنا. يمكن أن نتخيل أننا نحتاج لطبخ وصفة جديدة. ومن اجل طهي هذه الوصفة، يجب أن يقرأ الشخص التعليمات والخطوات خطوة بخطوة. وعندما يقوم بتطبيق الخطوات كما هي، يحصل على الطبق المطهو بشكل صحيح. تطبيق الخوارزمية يعني استخدام خطوات متسلسلة ومنطقية وواضحة لحل مشكلة ما. وفي كل مرة نقوم فيها باستعمال الهاتف، الكمبيوتر، اللابتب، نقوم فيها باستعمال الخوارزميات.
في حال تم تقسيم اي مشكلة في الخوارزمية إلى مشاكل اصغر او اجزاء اصغر، يصبح من السهل عندها ان يتم تحويلها الى اجزاء صغيرة والاستفادة منها في البرمجة. [1] [2]
أمثلة عن خطوات متسلسلة ومنطقية وواضحة لحل مشكلة ما
الأمثلة عن خطوات متسلسلة ومنطقية وواضحة لحل مشكلة ما أو ما يعرف بالخوارزمية في حياتنا اليومية كثيرة ومتعددة. ولا يقتصر استعمال الخوارزمية فقط في مجال تكنولوجيا المعلومات. إنما هناك العديد من الأمثلة الشائعة عن الخوارزميات وهي:
- وصفات لتحضير أو طهي طبق معين
- طريقة استعمال محرك البحث من اجل البحث عن معلومة في الإنترنت
- تعليمات من اجل حل مكعب الروبيك
- تعليمات من اجل تجميع الدراجات
- عملية ضرورية لمعرفة نوع العلاج المناسب للأمراض النفسية التي يعاني منها الشخص
من اجل ان تقوم بتصميم اي خوارزمية لحل اي مشكلة، يجب ان تقوم بترتيب الامور الاساسية التي تتكون منها، وهي:
- المشكلة التي يجب حلها من خلال هذه الخوارزمية
- العوائق التي تواجه هذه المشكلة وتواجه تطبيقها
- المدخلات التي يجب ان يتم ادخالها من اجل حل هذه المشكلة
- المخرجات التي يتم توقعها أو النتائج عندما تحل المشكلة
- الحل للمشكلة
يتم اللجوء إلى الخوارزمية عندما نحتاج إلى الدقة. لأنه عندما نقوم بتطبيق خطوات متسلسلة ومنطقية وواضحة لحل مشكلة ما، تزيد الدقة وتقل الأخطاء التي يمكن ارتكابها لحد كبير.
في حال كنت تعمل على شيء ما، وأردت أن تحصل على الإجابة الصحيحة أو أفضل إجابة ممكنة لما لديك. فأفضل طريقة يمكن أن تقوم بها هي استعمال الخوارزمية لحل المشكلات. على سبيل المثال إذا كنت تحل مسألة رياضية في الامتحان، فإن هناك خطوات معينة يجب عليك اتباعها من أجل حل هذه المشكلة. وإلا فإنك يمكن أن تخاطر بدرجاتك وتصل لإجابة خاطئة في حال قمت بالتخمين فقط بدون طرائق علمية.
ايجابيات وسلبيات خطوات متسلسلة ومنطقية وواضحة لحل مشكلة ما
ايجابيات اتباع خطوات متسلسلة ومنطقية وواضحة لحل مشكلة ما كثيرة، ومتعددة. في بعض الأحيان يكون استعمال الخوارزمية هو أفضل خيار ممكن في الحالات التالية:
- عندما تكون الدقة مطلوبة: تعتبر الخوارزمية ضرورية عندما تكون الدقة مطلوبة وهامة أو في مجال حل مشاكل بسيطة. في العديد من الحالات، تكون البرامج الحاسوبية مبرمجة من اجل حل المشكلات والتعامل معها عن طريق الخوارزميات. لكنها تحوي على ما يسرع هذه العملية لاتخاذ الاجراءات بصورة أسرع.
- عندما تحتاج القرارات لاتباع نفس العملية: عندما يحتاج كل قرار لاتباع نفس العملية. خطوات العمليات التي يتم اجراءها وتطبيقها خطوة بخطوة يجب أن يتم باتباع نفس العملية. وبهذا يتأكد الشخص في النهاية أنه وصل للإجابة الصحيحة هذه المرة التي توصل إليها في المرة الماضية.
بالرغم من وجود الكثير من الإيجابيات لاتباع الخوارزميات، فإن هناك سلبيات كثيرة أيضًا. بحيث تعتبر الخوارزميات لحل المشكلات طريقة مستهلكة للوقت بشدة. لذلك اذا واجهت مشكلة تتطلب منك اتخاذ القرار بسرعة كبيرة، يمكن ان تقوم بالتوصل لحل لهذه المشكلة من خلال اتباع آلية أخرى مختلفة عن طريقة الخوارزمية في حل المشكلات.
على سبيل المثال، الطبيب في غرفة العمليات الذي يفكر في احتمالية اجراء علاج جراحي للمريض ام لا يمكن أن يستفيد من طريقة الخوارزمية في حل المشكلات. لكن هذه الطريقة سوف تكون مستهلكة بشكل كبير للوقت. ويجب في بعض الأحيان انقاذ الموقف واتخاذ القرار الصحيح في أسرع وقت.
ففي هذه اللحظة يجب أن يعتمد الطبيب على خبرته السابقة وعلى نظرته للأمور من أجل التوصل إلى الخيار الأنسب للمريض وليس على طريقة الخوارزمية في حل المشكلات.
إذًا يمكن تلخيص الايجابيات والسلبيات فيما يلي:
| الايجابيات | السلبيات | |
| الخوارزمية |
مفيدة للدقة وتستعمل في حال تكرار نفس الاجراءات في الجوالات والكمبيوتر للتوصل إلى نتائج مماثلة سهلة للفهم بشكل كبير وسيلة جيدة لتمثيل مشكلة ما والتوصل إلى الحل |
مستهلكة للوقت بشكل كبير فهم الخوارزميات المعقدة يمكن ان يكون صعبًا |
خصائص الخوارزمية
- واضحة ومحددة
- مدخلات محددة بدقة
- مخرجات محددة بدقة
- غير معتمدة على اللغة
- عملية ومناسبة للمعطيات الحالية
- كل خطوة في الخوارزمية يجب أن تكون فعالة، ولكل خطوة من الخطوات يجب أن يكون هناك دور محدد.
- يجب أن تنتهي في وقت محدد
واضحة ومحددة: من أهم خصائص الخوارزمية التي يجب أن تكون متوافرة فيها هي الوضوح. كل خطوة يجب ان تكون واضحة من جميع النواحي ويجب أن تؤدي فقط إلى معنى أو مخرجة واحدة
مدخلات محددة بدقة: تتضمن الخوارزمية مدخلات محددة بدقة. ويمكن الا تتضمن الخوارزمية مدخلات أيضًا
مخرجات محددة بدقة: يجب ان تحدد الخوارزمية المخرجات التي ستنتج عنها ويجب ان تكون هذه الأخيرة محددة أيضًا. ويجب ان يتم إنتاج على الأقل مخرجة واحدة.
غير معتمدة على اللغة: لا يجب أن تعتمد الخوارزمية على اللغة، بل يجب أن تكون مستقلة عنها. وتعتمد الخوارزمية على تعليمات بسيطة يمكن أن يتم إدخالها في أي لغة. وتكون المخرجات نفسها في حال وضع هذه المدخلات.
عملية ومناسبة للمعطيات الحالية: يجب أن تكون الخوارزمية بسيطة، وعامة وقابلة للتطبيق. ويجب ان تكون الخوارزمية قابلة للتطبيق في الموارد المتاحة. فلا يجب أن تحتاج الخوارزمية من أجل تحقيقها تقنية مستقبلية أو شيء مشابه لذلك.
يجب أن تنتهي في وقت محدد: الخوارزمية يجب أن يكون هناك وقت محدد لانتهائها تتوقف عنده. [2] [3]
