Δοκιμή 2 (copy paste)

Οι Θεμελιώδεις Αρχές των Αλγορίθμων

Ένας διαδραστικός οδηγός για τον ορισμό, τα κριτήρια, τη σπουδαιότητα και την αναπαράσταση των αλγορίθμων, βασισμένος στο σχολικό βιβλίο.

2.1 | Τι Είναι Αλγόριθμος;

"Αλγόριθμος είναι μια πεπερασμένη σειρά ενεργειών, αυστηρά καθορισμένων και εκτελέσιμων σε πεπερασμένο χρόνο, που στοχεύουν στην επίλυση ενός προβλήματος."

Από τον αλγόριθμο του Ευκλείδη μέχρι το "κόσκινο" του Ερατοσθένη, η έννοια του αλγορίθμου είναι πανάρχαια. Σήμερα, αποτελεί τον πυρήνα της Πληροφορικής. Για να θεωρηθεί μια διαδικασία αλγόριθμος, πρέπει να ικανοποιεί πέντε αυστηρά κριτήρια. Πατήστε σε κάθε κριτήριο για να δείτε την ανάλυση.

1. Είσοδος (Input)

📥

Καμία, μία ή περισσότερες τιμές δεδομένων δίνονται ως είσοδοι. Η περίπτωση μηδενικών εισόδων υπάρχει όταν ο αλγόριθμος δημιουργεί πρωτογενείς τιμές, π.χ., με παραγωγή τυχαίων αριθμών.

2. Έξοδος (Output)

📤

Ο αλγόριθμος πρέπει να δημιουργεί τουλάχιστον μία τιμή δεδομένων ως αποτέλεσμα, είτε για τον χρήστη είτε για άλλον αλγόριθμο.

3. Καθοριστικότητα

🎯

Κάθε εντολή πρέπει να είναι απολύτως σαφής, χωρίς καμία αμφιβολία για τον τρόπο εκτέλεσής της. Για παράδειγμα, μια διαίρεση πρέπει να προβλέπει την περίπτωση μηδενικού διαιρέτη.

4. Περατότητα

🔄

Ο αλγόριθμος πρέπει να τερματίζει μετά από πεπερασμένα βήματα. Μια διαδικασία που δεν τελειώνει (π.χ. ένας ατέρμονος βρόχος) δεν είναι αλγόριθμος, αλλά μια "υπολογιστική διαδικασία".

5. Αποτελεσματικότητα

✅

Κάθε εντολή πρέπει να είναι απλή και εκτελέσιμη. Δεν αρκεί να έχει οριστεί θεωρητικά, πρέπει να μπορεί να πραγματοποιηθεί στην πράξη.

2.2 | Η Σπουδαιότητα των Αλγορίθμων

Η Πληροφορική μπορεί να θεωρηθεί ως η επιστήμη που μελετά τους αλγορίθμους από τέσσερις θεμελιώδεις σκοπιές, που αλληλοεπηρεάζονται και καθορίζουν την απόδοση και την εφαρμοσιμότητα κάθε λύσης.

1. Υλικό (Hardware)

Η ταχύτητα εκτέλεσης επηρεάζεται άμεσα από την αρχιτεκτονική του υπολογιστή. Η ύπαρξη και το μέγεθος της κρυφής μνήμης (cache), η ταχύτητα της RAM και των δίσκων παίζουν καθοριστικό ρόλο.

2. Γλώσσες Προγραμματισμού

Η επιλογή γλώσσας αλλάζει τη δομή και την ταχύτητα. Γλώσσες χαμηλού επιπέδου (όπως C, Assembly) είναι γενικά ταχύτερες από γλώσσες υψηλού επιπέδου (όπως Basic, Pascal).

3. Θεωρητική Προσέγγιση

Εξετάζει αν υπάρχει καν αποδοτικός αλγόριθμος για ένα πρόβλημα. Αυτή η σκοπιά προσδιορίζει τα θεωρητικά όρια του τι μπορεί να επιλυθεί υπολογιστικά.

4. Αναλυτική Προσέγγιση

Μελετά τους υπολογιστικούς πόρους που απαιτεί ένας αλγόριθμος: χρόνος CPU, χρήση κύριας και δευτερεύουσας μνήμης, λειτουργίες εισόδου/εξόδου (I/O).

2.3 | Περιγραφή και Αναπαράσταση

Η μετάφραση μιας ιδέας σε εκτελέσιμο κώδικα περνάει από διάφορα στάδια αναπαράστασης. Κάθε τρόπος έχει τα δικά του πλεονεκτήματα, από την αρχική σύλληψη μέχρι την τελική υλοποίηση.

Οπτική Σύγκριση Μεθόδων

Μέθοδοι Αναπαράστασης

• 1. Ελεύθερο Κείμενο: Αδόμητος τρόπος, εύκολος στην αρχική διατύπωση αλλά επικίνδυνος για ασάφειες.
• 2. Διαγραμματικές Τεχνικές: Γραφικός τρόπος, με πιο γνωστό το διάγραμμα ροής, αν και η χρήση του φθίνει.
• 3. Φυσική Γλώσσα (κατά βήματα): Δομημένη προσέγγιση που απαιτεί προσοχή για να μην παραβιαστεί το κριτήριο της καθοριστικότητας.
• 4. Κωδικοποίηση: Η τελική μορφή, είτε σε ψευδογλώσσα είτε σε γλώσσα προγραμματισμού.

Παράδειγμα: "Ετοίμασε ένα γεύμα"

Δείτε πώς μια καθημερινή διαδικασία μπορεί να αναπαρασταθεί αλγοριθμικά.

1. Συγκέντρωσε τα υλικά.
2. Προετοίμασε τα σκεύη.
3. Παρασκεύασε το φαγητό.
4. Ετοίμασε τη σαλάτα.
5. Στρώσε το τραπέζι.
6. Γευμάτισε.
7. Καθάρισε το τραπέζι και πλύνε τα πιάτα.

Αρχή

Συγκέντρωσε υλικά & σκεύη

Παρασκεύασε φαγητό & σαλάτα

Στρώσε τραπέζι

Γευμάτισε

Καθάρισε & πλύνε

Τέλος

Δοκιμή 1

Από το Πρόβλημα στον Αλγόριθμο

Ένας διαδραστικός οδηγός για τις θεμελιώδεις έννοιες του προγραμματισμού, σχεδιασμένος για μαθητές που στοχεύουν ψηλά.

Περιεχόμενα

• 1. Ανάλυση Προβλήματος
• 2. Βασικές Έννοιες Αλγορίθμων

1. Ανάλυση Προβλήματος

Η επίλυση ενός προβλήματος στον προγραμματισμό δεν ξεκινά με την πληκτρολόγηση κώδικα, αλλά με τη μεθοδική και σε βάθος ανάλυσή του. Είναι η φάση όπου θέτουμε τα θεμέλια για μια σωστή και αποδοτική λύση.

1.1 Η έννοια "Πρόβλημα"

Με βάση την πηγή, το πρόβλημα μπορεί να οριστεί ως μια κατάσταση με αρχική μορφή (δεδομένα) που πρέπει να μετατραπεί σε μια τελική (ζητούμενο) μέσω μιας διαδικασίας επεξεργασίας. Για παράδειγμα, στην αριθμητική, το πρόβλημα της πρόσθεσης έχει ως αρχική μορφή δύο αριθμούς και ως τελική μορφή το άθροισμά τους. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την κατανόηση των δεδομένων εισόδου, την εφαρμογή μιας λογικής ακολουθίας βημάτων και την παραγωγή του επιθυμητού αποτελέσματος. Κάθε πρόβλημα, ανεξάρτητα από την πολυπλοκότητά του, ακολουθεί αυτή τη θεμελιώδη δομή.

1.2 Κατανόηση Προβλήματος

Το πιο κρίσιμο βήμα στην επίλυση προβλημάτων είναι ο ακριβής προσδιορισμός των δεδομένων εισόδου και του ζητούμενου του προβλήματος. Αν δεν κατανοήσουμε τι ακριβώς μας δίνεται και τι ακριβώς ζητάμε, η λύση που θα αναπτύξουμε είναι πολύ πιθανό να είναι λανθασμένη ή άχρηστη. Η πλήρης κατανόηση περιλαμβάνει την ταυτοποίηση όλων των σχετικών δεδομένων, καθώς και την αναγνώριση των εξαιρέσεων και των ειδικών συνθηκών που μπορεί να επηρεάσουν τη διαδικασία επίλυσης. Αυτό το στάδιο αποτελεί τη βάση για κάθε επόμενο βήμα, καθώς μια λανθασμένη αρχική προσέγγιση μπορεί να οδηγήσει σε σπατάλη πόρων και χρόνου.

1.3 Δομή Προβλήματος

Η τεχνική της αφηρημένης ιεράρχησης είναι μια βασική μέθοδος ανάλυσης, όπου ένα πολύπλοκο πρόβλημα σπάει σε μια σειρά από απλούστερα και πιο εύκολα στην επίλυση υποπροβλήματα. Με αυτό τον τρόπο, η πολυπλοκότητα του αρχικού προβλήματος μειώνεται, επιτρέποντας την σταδιακή επίλυσή του. Για παράδειγμα, το πρόβλημα της κατασκευής ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή μπορεί να αναλυθεί στα υποπροβλήματα της δημιουργίας της μητρικής πλακέτας, της κάρτας γραφικών, του επεξεργαστή, κ.λπ. Η εφαρμογή αυτής της τεχνικής εξασφαλίζει τη διαχειρισιμότητα, την επαναχρησιμοποίηση των επιμέρους λύσεων και τη δυνατότητα εύκολης συντήρησης και εντοπισμού σφαλμάτων σε κάθε τμήμα ξεχωριστά.

1.4 Καθορισμός Απαιτήσεων

Δεν εντοπίστηκε αναλυτική πληροφορία στις πηγές, πέρα από το ότι αποτελεί ένα από τα βασικά στάδια της ανάλυσης. Ωστόσο, ο καθορισμός των απαιτήσεων ενός συστήματος είναι απαραίτητος για να γνωρίζουμε ακριβώς τι πρέπει να κάνει και τι περιορισμούς έχει. Αυτό το στάδιο καθορίζει το πεδίο εφαρμογής του προβλήματος, βοηθώντας μας να διακρίνουμε τι περιλαμβάνει η λύση μας και τι όχι.

2. Βασικές Έννοιες Αλγορίθμων

Αφού κατανοήσουμε πλήρως το πρόβλημα, σχεδιάζουμε τη λύση μέσω ενός αλγορίθμου: της ακριβούς και αποδοτικής "συνταγής" που θα ακολουθήσει ο υπολογιστής.

2.1 Τι είναι Αλγόριθμος

Αλγόριθμος είναι μια πεπερασμένη σειρά ενεργειών, αυστηρά καθορισμένων και εκτελέσιμων σε πεπερασμένο χρόνο, που στοχεύουν στην επίλυση ενός προβλήματος. Κάθε βήμα ενός αλγορίθμου πρέπει να είναι σαφές και να οδηγεί σε ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα. Η ιδιότητα του πεπερασμένου χρόνου είναι κρίσιμη, καθώς διασφαλίζει ότι ο αλγόριθμος θα τερματίσει κάποια στιγμή, αποφεύγοντας ατέρμονους βρόχους. Επίσης, η ιδιότητα της αυστηρής καθοριστικότητας εξασφαλίζει ότι η εκτέλεση του αλγορίθμου θα είναι πάντα η ίδια και θα παράγει το ίδιο αποτέλεσμα για τα ίδια δεδομένα εισόδου, καθιστώντας τον αξιόπιστο και προβλέψιμο.

2.2 Σπουδαιότητα Αλγορίθμων

Η σπουδαιότητα του αλγορίθμου έγκειται στην απουσία της ανάγκης για "έξυπνη" ή "ευφυή" συμπεριφορά από τον εκτελεστή του. Ο εκτελεστής μπορεί να είναι ένα άτομο ή μια μηχανή. Ακόμα και ένας υπολογιστής, που δεν έχει συνείδηση ή ευφυΐα, μπορεί να ακολουθήσει έναν αλγόριθμο για να επιλύσει ένα πρόβλημα, αρκεί οι εντολές να είναι σαφείς και χωρίς ασάφειες. Αυτό επιτρέπει την αυτοματοποίηση και τη μαζική εκτέλεση πολύπλοκων εργασιών, όπως για παράδειγμα ο αλγόριθμος που χρησιμοποιεί το Google για να ταξινομήσει δισεκατομμύρια ιστοσελίδες ή ένας αλγόριθμος που καθορίζει τη βέλτιστη διαδρομή σε έναν χάρτη GPS, εξοικονομώντας χρόνο και πόρους.

2.3 Περιγραφή και Αναπαράσταση Αλγορίθμων

Η επιλογή της μεθόδου αναπαράστασης εξαρτάται από το στάδιο ανάπτυξης και το κοινό στο οποίο απευθυνόμαστε, από την αρχική ιδέα μέχρι την τελική υλοποίηση.

Παράδειγμα: "Υπολόγισε το άθροισμα δύο αριθμών"

Επιλέξτε μια μέθοδο για να δείτε πώς ο ίδιος απλός αλγόριθμος αποτυπώνεται διαφορετικά.

• Φυσική γλώσσα: Περιγράφει τον αλγόριθμο χρησιμοποιώντας καθημερινές λέξεις. Είναι ιδανική για την αρχική επικοινωνία της ιδέας, αλλά μπορεί να οδηγήσει σε ασάφειες.

Διάγραμμα ροής: Χρησιμοποιεί τυποποιημένα σύμβολα για την οπτική αναπαράσταση της λογικής ροής, καθιστώντας τον αλγόριθμο εύκολα κατανοητό.

Αρχή

Διάβασε Α, Β

Σ ← Α + Β

Εκτύπωσε Σ

Τέλος

Ψευδοκώδικας: Ένα μέσο μεταξύ φυσικής γλώσσας και κώδικα, που χρησιμοποιεί δομημένη σύνταξη για να αποφεύγει τις ασάφειες.

Αλγόριθμος Άθροισμα
  Διάβασε Α, Β
  Σ ← Α + Β
  Εκτύπωσε Σ
Τέλος Άθροισμα

Γλώσσα προγραμματισμού: Η πιο επίσημη μορφή. Οι εντολές μεταφράζονται σε κώδικα που μπορεί να εκτελεστεί από τον υπολογιστή.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Υπολογισμός
ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ
  ΑΚΕΡΑΙΕΣ: Α, Β, Σ
ΑΡΧΗ
  ΔΙΑΒΑΣΕ Α, Β
  Σ <- Α + Β
  ΓΡΑΨΕ Σ
ΤΕΛΟΣ_ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ

Μαθημα 1ο (Μεσαίο επίπεδο) InfoGraphic

Από το Πρόβλημα στον Αλγόριθμο

Ένας οπτικός οδηγός για τις βασικές έννοιες που μετατρέπουν μια πρόκληση σε μια εκτελέσιμη λύση.

1. Ανάλυση Προβλήματος

Η επίλυση ενός προβλήματος στον προγραμματισμό δεν ξεκινά με την πληκτρολόγηση κώδικα, αλλά με την **ανάλυσή** του.

🎯

1.1 Η Έννοια

Μια κατάσταση με αρχική μορφή (δεδομένα) που πρέπει να μετατραπεί σε μια τελική (ζητούμενο).

🧠

1.2 Κατανόηση

Το κρισιμότερο βήμα: ο ακριβής προσδιορισμός των δεδομένων εισόδου και του ζητούμενου.

🧩

1.3 Δομή

Η τεχνική της αφηρημένης ιεράρχησης: σπάμε ένα πολύπλοκο πρόβλημα σε απλούστερα.

📜

1.4 Απαιτήσεις

Οι "κανόνες": τι πρέπει να κάνει (λειτουργία) και πώς πρέπει να το κάνει (περιορισμοί) η λύση.

2. Βασικές Έννοιες Αλγορίθμων

Ο αλγόριθμος είναι η συνταγή: μια πεπερασμένη, σαφής και λογικά διατεταγμένη σειρά εντολών που οδηγεί στη λύση.

Σύγκριση Μεθόδων Αναπαράστασης

Κάθε μέθοδος ισορροπεί διαφορετικά μεταξύ της ανθρώπινης κατανόησης και της υπολογιστικής ακρίβειας.

3. Παράδειγμα: Υπολογισμός Αθροίσματος

Ας δούμε πώς ο αλγόριθμος για την πρόσθεση δύο αριθμών αποτυπώνεται με κάθε μέθοδο.

Διάγραμμα Ροής

Αρχή

Διάβασε Α, Β

Άθροισμα ← Α + Β

Εκτύπωσε Άθροισμα

Τέλος

Φυσική Γλώσσα

1. Δώσε τον πρώτο και τον δεύτερο αριθμό.
2. Πρόσθεσέ τους για να βρεις το άθροισμα.
3. Εμφάνισε το αποτέλεσμα.

Ψευδοκώδικας

Αλγόριθμος Άθροισμα
  Διάβασε Α, Β
  Άθροισμα ← Α + Β
  Εκτύπωσε Άθροισμα
Τέλος Άθροισμα

Γλώσσα Προγραμματισμού

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Υπολογισμός
ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ
  ΑΚΕΡΑΙΕΣ: Α, Β, Σ
ΑΡΧΗ
  ΔΙΑΒΑΣΕ Α, Β
  Σ <- Α + Β
  ΓΡΑΨΕ Σ
ΤΕΛΟΣ_ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ

1ο Μάθημα, μεσαίο επίπεδο

Από το Πρόβλημα στον Αλγόριθμο

Ένας διαδραστικός οδηγός για τις θεμελιώδεις έννοιες του προγραμματισμού, σχεδιασμένος για μαθητές που στοχεύουν ψηλά.

Περιεχόμενα

• 1. Ανάλυση Προβλήματος
• 2. Βασικές Έννοιες Αλγορίθμων

1. Ανάλυση Προβλήματος

Η επίλυση ενός προβλήματος στον προγραμματισμό δεν ξεκινά με την πληκτρολόγηση κώδικα, αλλά με τη μεθοδική ανάλυσή του.

1.1 Η έννοια "Πρόβλημα"

• Πρόβλημα είναι μια κατάσταση που έχει μια αρχική μορφή και πρέπει να τη μετατρέψουμε σε μια τελική, ακολουθώντας μια συγκεκριμένη διαδικασία.
• Στον προγραμματισμό, τα δεδομένα εισόδου αποτελούν την αρχική μορφή και το επιθυμητό αποτέλεσμα την τελική.

1.2 Κατανόηση Προβλήματος

• Αποτελεί το πιο κρίσιμο βήμα. Απαιτείται η ακριβής κατανόηση του ζητουμένου.
• Δεδομένα εισόδου: Ποιες είναι οι διαθέσιμες πληροφορίες;
• Ζητούμενο: Τι ακριβώς πρέπει να υπολογιστεί ή να παραχθεί ως αποτέλεσμα;
• Μια εσφαλμένη κατανόηση οδηγεί αναπόφευκτα σε λανθασμένη λύση.

1.3 Δομή Προβλήματος

• Πολύπλοκα προβλήματα αναλύονται σε απλούστερα, μικρότερα τμήματα. Αυτή η τεχνική ονομάζεται αφηρημένη ιεράρχηση.
• Η ιεράρχηση καθιστά το πρόβλημα διαχειρίσιμο και επιτρέπει τη σταδιακή επίλυσή του, όπως η κατασκευή ενός κτιρίου με μικρά τούβλα.

1.4 Καθορισμός Απαιτήσεων

• Οι απαιτήσεις καθορίζουν τους κανόνες που διέπουν τη λύση.
• Απαιτήσεις Λειτουργίας: Ορίζουν τι ακριβώς πρέπει να κάνει το πρόγραμμα (π.χ., "να υπολογίζει τον μέσο όρο").
• Απαιτήσεις Περιορισμών: Αφορούν τον τρόπο λειτουργίας του (π.χ., "να είναι γρήγορο", "να μην καταναλώνει πολλή μνήμη").

2. Βασικές Έννοιες Αλγορίθμων

Αφού κατανοήσουμε πλήρως το πρόβλημα, σχεδιάζουμε τη λύση μέσω ενός αλγορίθμου: της ακριβούς "συνταγής" που θα ακολουθήσει ο υπολογιστής.

2.1 Τι είναι Αλγόριθμος

Είναι μια πεπερασμένη ακολουθία από σαφείς και λογικά διατεταγμένες εντολές, η οποία οδηγεί στη λύση ενός προβλήματος. Κάθε αλγόριθμος πρέπει να έχει αρχή και τέλος, και κάθε βήμα του πρέπει να είναι απόλυτα ξεκάθαρο και εκτελέσιμο.

2.2 Σπουδαιότητα Αλγορίθμων

Ένας αλγόριθμος δεν παρέχει απλώς μια λύση, αλλά στοχεύει στην πιο αποδοτική λύση για το συγκεκριμένο πρόβλημα. Η σωστή επιλογή αλγορίθμου επηρεάζει καθοριστικά την ταχύτητα, την κατανάλωση πόρων και την αξιοπιστία ενός προγράμματος.

2.3 Περιγραφή και Αναπαράσταση Αλγορίθμων

Η επιλογή της μεθόδου αναπαράστασης εξαρτάται από τον σκοπό: από την αρχική ιδέα μέχρι την τελική υλοποίηση.

Παράδειγμα: "Υπολόγισε το άθροισμα δύο αριθμών"

Δείτε πώς ο ίδιος απλός αλγόριθμος αποτυπώνεται με κάθε μέθοδο.

1. Δώσε δύο αριθμούς, Α και Β.
2. Υπολόγισε το άθροισμά τους, Σ = Α + Β.
3. Εμφάνισε το αποτέλεσμα Σ.

Αρχή

Διάβασε Α, Β

Σ ← Α + Β

Εκτύπωσε Σ

Τέλος

Αλγόριθμος Άθροισμα
  Διάβασε Α, Β
  Σ ← Α + Β
  Εκτύπωσε Σ
Τέλος Άθροισμα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Υπολογισμός
ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ
  ΑΚΕΡΑΙΕΣ: Α, Β, Σ
ΑΡΧΗ
  ΔΙΑΒΑΣΕ Α, Β
  Σ <- Α + Β
  ΓΡΑΨΕ Σ
ΤΕΛΟΣ_ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ

Μάθημα 1ο - Infographic

Από το Πρόβλημα στον Αλγόριθμο

Ένας οπτικός οδηγός για τις βασικές έννοιες που μετατρέπουν μια πρόκληση σε μια εκτελέσιμη λύση.

1. Η Ανατομία ενός Προβλήματος

Πριν γράψουμε κώδικα, πρέπει να καταλάβουμε την ουσία της πρόκλησης. Η ανάλυση του προβλήματος είναι η διαδικασία αποδόμησής του στα βασικά του συστατικά.

🧩

Τι Είναι Πρόβλημα;

Μια κατάσταση με μια αρχική μορφή που θέλουμε να μετατρέψουμε σε μια τελική, ακολουθώντας συγκεκριμένα βήματα.

🔍

Κατανόηση

Το κρισιμότερο βήμα. Πρέπει να γνωρίζουμε τα δεδομένα που έχουμε και το ζητούμενο που πρέπει να βρούμε.

🧱

Δομή

Τα σύνθετα προβλήματα σπάνε σε απλούστερα. Αυτή η ιεράρχηση κάνει τη λύση διαχειρίσιμη, σαν να χτίζεις με Lego.

📜

Απαιτήσεις

Οι "κανόνες του παιχνιδιού". Τι πρέπει να κάνει (λειτουργία) και πώς πρέπει να συμπεριφέρεται (περιορισμοί) η λύση.

2. Σχεδιάζοντας τη Λύση: Ο Αλγόριθμος

Ο αλγόριθμος είναι η συνταγή μας: μια πεπερασμένη σειρά από σαφείς εντολές που οδηγούν στη λύση. Η επιλογή του τρόπου που θα τον περιγράψουμε εξαρτάται από το κοινό και τον σκοπό.

Συγκρίνοντας τους Τρόπους Αναπαράστασης

Κάθε μέθοδος έχει διαφορετική ισορροπία μεταξύ της ευκολίας κατανόησης από τον άνθρωπο και της ακρίβειας που απαιτεί ο υπολογιστής.

3. Από τη Θεωρία στην Πράξη

Ας δούμε ένα απλό πρόβλημα, τον υπολογισμό του αθροίσματος δύο αριθμών, και πώς ο αλγόριθμός του αποτυπώνεται με κάθε μία από τις τέσσερις μεθόδους.

Μέθοδος 2: Διάγραμμα Ροής

Αρχή

Διάβασε Α, Β

Άθροισμα ← Α + Β

Εκτύπωσε Άθροισμα

Τέλος

Μέθοδος 1: Φυσική Γλώσσα

1. Ζήτα τον πρώτο και τον δεύτερο αριθμό.
2. Πρόσθεσέ τους.
3. Εμφάνισε το αποτέλεσμα.

Μέθοδος 3: Ψευδοκώδικας

Αλγόριθμος Άθροισμα
  Διάβασε Α, Β
  Άθροισμα ← Α + Β
  Εκτύπωσε Άθροισμα
Τέλος Άθροισμα

Μέθοδος 4: Γλώσσα Προγραμματισμού

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Υπολογισμός
ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ
  ΑΚΕΡΑΙΕΣ: Α, Β, Σ
ΑΡΧΗ
  ΔΙΑΒΑΣΕ Α, Β
  Σ <- Α + Β
  ΓΡΑΨΕ Σ
ΤΕΛΟΣ_ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ

Μάθημα 1ο στην Πληροφορική Γ' Λυκείου

Το Ταξίδι του Προγραμματισμού

Από την Ιδέα του Προβλήματος στην Λογική του Αλγορίθμου

1. Ανάλυση Προβλήματος

Πριν γράψουμε έστω και μία γραμμή κώδικα, πρέπει να γίνουμε ντετέκτιβ. Σε αυτή την ενότητα, θα εξερευνήσουμε πώς αναλύουμε ένα πρόβλημα, το σπάμε σε μικρότερα κομμάτια και ορίζουμε τους κανόνες του παιχνιδιού. Είναι το θεμέλιο πάνω στο οποίο χτίζουμε κάθε επιτυχημένη λύση.

Η έννοια "Πρόβλημα"

▼

Με απλά λόγια, ένα πρόβλημα είναι μια κατάσταση που έχει μια αρχική μορφή και θέλουμε να την αλλάξουμε σε μια τελική. Για να γίνει αυτό, χρειάζεται να βρούμε μια σειρά από βήματα. Για παράδειγμα, το να πας από το σπίτι σου στο σχολείο είναι ένα πρόβλημα. Η αρχική κατάσταση είναι "είμαι στο σπίτι" και η τελική "είμαι στο σχολείο". Η λύση είναι η διαδρομή που θα ακολουθήσεις.

Κατανόηση Προβλήματος

▼

Πριν ξεκινήσουμε να λύνουμε οτιδήποτε, πρέπει πρώτα να το κατανοήσουμε πλήρως. Τι ακριβώς μας ζητείται; Ποιες είναι οι πληροφορίες που έχουμε; Τι πρέπει να βρούμε; Αν δεν καταλάβεις το πρόβλημα, δεν μπορείς να το λύσεις!

Δομή Προβλήματος

▼

Τα προβλήματα μπορεί να είναι απλά ή σύνθετα. Ένα σύνθετο πρόβλημα αποτελείται από πολλά απλά προβλήματα. Η λύση του είναι η λύση όλων των μικρότερων προβλημάτων. Αυτό το λέμε αφηρημένη ιεράρχηση. Είναι σαν να φτιάχνεις ένα παιχνίδι Lego: φτιάχνεις μικρά κομμάτια και στο τέλος τα ενώνεις για να φτιάξεις το μεγάλο έργο.

Καθορισμός Απαιτήσεων

▼

Εδώ βάζουμε τους κανόνες του παιχνιδιού. Οι απαιτήσεις είναι οι προϋποθέσεις που πρέπει να πληροί η λύση μας. Υπάρχουν δύο είδη:

• Απαιτήσεις Λειτουργίας: Τι πρέπει να κάνει το πρόγραμμά μας; Π.χ., να υπολογίζει τον μέσο όρο των βαθμών.
• Απαιτήσεις Περιορισμών: Πώς πρέπει να λειτουργεί το πρόγραμμά μας; Π.χ., να δουλεύει γρήγορα ή να καταλαμβάνει λίγο χώρο στη μνήμη του υπολογιστή.

2. Βασικές Έννοιες Αλγορίθμων

Αφού κατανοήσουμε το πρόβλημα, ήρθε η ώρα να σχεδιάσουμε τη λύση. Ο αλγόριθμος είναι η συνταγή μας, μια σειρά από ξεκάθαρα βήματα. Εδώ θα δούμε τι είναι ακριβώς ένας αλγόριθμος και τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους μπορούμε να τον περιγράψουμε, από απλά λόγια μέχρι κάτι που μοιάζει με πραγματικό κώδικα.

Τι είναι Αλγόριθμος;

Ο αλγόριθμος είναι μια σειρά από σαφείς και λογικά διατεταγμένες εντολές που πρέπει να ακολουθήσει ένας υπολογιστής για να λύσει ένα πρόβλημα. Για παράδειγμα, η συνταγή για μια τούρτα είναι ένας αλγόριθμος. Οι εντολές πρέπει να είναι τόσο ξεκάθαρες, που ακόμα και ένα παιδί να μπορεί να τις ακολουθήσει. Οι αλγόριθμοι είναι η καρδιά της πληροφορικής. Χωρίς αυτούς, οι υπολογιστές δεν θα μπορούσαν να κάνουν τίποτα.

Περιγραφή και Αναπαράσταση Αλγορίθμων