Η έννοια του αλγόριθμου

1. Δημοτικά Σχολεία
Γαλάτιστα, Ζερβοχώρια, Αρναία
Μυρμηγκάκης Πασχάλης ΠΕ86

2. Στη ζωή μας, πολύ συχνά αντιμετωπίζουμε
προβλήματα και χρειάζεται να σκεφτούμε
μια λύση.
Κάποιες λύσεις τις βρίσκουμε αυτόματα,
χωρίς σκέψη όπως π.χ. τι πρέπει να κάνω
πριν να πάω στο σχολείο – να ξυπνήσω, να
πλυθώ, να ντυθώ, να φάω πρωινό κτλ.
Κάποιες λύσεις θέλουν λίγο παραπάνω
σκέψη, όπως π.χ. ποιος είναι ο πιο σύντομος
δρόμος για να πάω στο σχολείο, περνώντας
από τον φούρνο. Σε αυτό το πρόβλημα, ξέρω
τους δρόμους και θέλω να βρω μια
διαδρομή.
Σε ένα πρόβλημα, τα στοιχεία που ξέρω είναι τα
δεδομένα του προβλήματος. Τα δεδομένα που έχω
συχνά μου λένε αν το πρόβλημα είναι επιλύσιμο,
δηλαδή αν μπορεί να λυθεί!

3. Τα δεδομένα μου : Ο χάρτης, η τοποθεσία του
σπιτιού μου (κόκκινη κουκίδα), του σχολείου μου
(πράσινη κουκίδα) και του Μασούτη.
Πρόβλημα : Ποια διαδρομή πρέπει να κάνω για
να πάω στο σχολείο; Ποια είναι η διαδρομή αν
θέλω να περάσω πρώτα από το σουπερμάρκετ;
Επίλυση:
1. Προχώρα δεξιά στην οδό Αργυροπούλου.
I. Αν θες να πας στον Μασούτη,
στρίψε δεξιά στην πρώτη στροφή.
a. Προχώρα ευθεία μέχρι να
φτάσεις στο τέλος του
δρόμου. Απέναντι είναι ο
Μασούτης.
b. Γύρνα πίσω στον ίδιο δρόμο.
Στο τέλος του, στρίψε δεξιά.
Πήγαινε στο βήμα 2.
II. Αλλιώς, συνέχισε ευθεία.
2. Στο τέλος του δρόμου, στρίψε αριστερά.
3. Προχώρα ευθεία μέχρι να φτάσεις την
οδό Αιόλου. Στρίψε πλαγίως δεξιά.
4. Συνέχισε στην οδό Αιόλου μέχρι να
φτάσεις στην οδό Μωρέας. Στρίψε
αριστερά.
5. Το σχολείο είναι μπροστά σου!

4. ΕΚΤΕΛΕΣΗ
1. Προθερμαίνουμε το φούρνο στους 180 βαθμούς
Κελσίου.
2. Αλευρώνετε και βουτυρώνετε δύο στρογγυλές
φόρμες για κέικ 28 εκ.
3. Κοσκινίστε το αλεύρι, το μπέικιν πάουντερ και το
αλάτι και αφήνετε στην άκρη.
4. Σε ένα μπλέντερ χτυπάτε για ένα λεπτό τη ζάχαρη
μαζί με το ξύσμα λεμονιού.
5. Στη συνέχεια ρίχνουμε τη ζάχαρη στο μπολ του
μίξερ και προσθέτουμε το μαλακό βούτυρο.
6. Χτυπάμε σε μεσαία ταχύτητα για περίπου 3 λεπτά.
7. Σε άλλο μπολ χτυπήστε τα αυγά, το γάλα και τη
βανίλια.
8. Προσθέστε το μείγμα αυγών στο κάδο του μίξερ και
χτύπησε σε μέτρια ταχύτητα για λίγα λεπτά.
9. Στη συνέχεια προσθέτουμε σταδιακά το αλεύρι
μέχρι να το απορροφήσει τελείως το μείγμα.
10. Χύστε το μείγμα στις δύο φόρμες.
11. Ψήνουμε σε προθερμασμένο πάνω για 25 με 30
λεπτά. Αφήνετε να κρυώσει για 15 λεπτά.
Τα δεδομένα μου : τα υλικά που χρειάζονται
για το κέικ (αλεύρι, ζάχαρη, αυγά κτλ.), το
μίξερ, ο φούρνος.
Το πρόβλημα : η κατασκευή ενός κέικ.
Συνταγή από : https://www.news.gr/gefseis/glyka/article/296345/deite-vhma-vhma-th-syntagh-keik-viktoria.html

5. Τα προβλήματα που είδαμε λύνονται
ακολουθώντας κάποια συγκεκριμένα
βήματα. Κάποια βήματα είναι προαιρετικά
(π.χ. αν θέλουμε ή όχι να πάμε στο
σουπερμάρκετ) και κάποια είναι απαραίτητα
(π.χ. να ανάψουμε τον φούρνο για να ψηθεί
το κέικ).
Όταν μια σειρά από βήματα τα οποία είναι
συγκεκριμένα και σαφή οδηγούν στην
λύση ενός προβλήματος, τότε αυτή η λύση
λέγεται αλγόριθμος.
Πολλές φορές το ίδιο πρόβλημα μπορούμε
να το λύσουμε με πολλούς διαφορετικούς
αλγόριθμους, όμως συχνά κάποιος είναι ο
καλύτερος!
Η λέξη αλγόριθμος προέρχεται από την
αραβική γλώσσα και είναι δημιούργημα του
Πέρση μαθηματικού Μοχάμεντ ιμπν
Μουσά αλ-Χουαρίζμι που έζησε στον 9ο
αιώνα μ. Χ.

6. Όταν χρησιμοποιούμε εντολές που καταλαβαίνει ο υπολογιστής για να λύσουμε ένα
πρόβλημα, τότε αυτή η διαδικασία λέγεται προγραμματισμός του υπολογιστή. Ένας
προγραμματιστής έχει σαν εργασία να δημιουργεί αλγόριθμους και να τους υλοποιεί με μια
γλώσσα προγραμματισμού. Υπάρχουν πολλές γλώσσες προγραμματισμού του υπολογιστή
που η κάθε μια έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Έχουμε ήδη κάνει προγραμματισμό του υπολογιστή στην Ώρα του Κώδικα! Βοηθώντας την
Έλσα ή το Angry Bird φτιάχναμε αλγορίθμους και προγραμματίζαμε τον υπολογιστή να τους
εκτελέσει!

7. Όπως θα έχετε καταλάβει, ο υπολογιστής από
μόνος του δεν μπορεί να κάνει πολλά πράγματα.
Ξέρει να κάνει πολύ απλές και μικρές εργασίες που
τις λέμε εντολές. Τα τουβλάκια που ενώνουμε σαν
πάζλ στην Ώρα του Κώδικα ή στο Scratch είναι
κάποιες από αυτές. Όμως αυτές οι εντολές μπορούν
να μπουν σε μια σειρά για να υλοποιήσουν έναν
αλγόριθμο!
Έτσι, με τους αλγόριθμους και τον
προγραμματισμό, ένας υπολογιστής
είναι σήμερα ένα πανίσχυρο εργαλείο
που μπορεί να λύνει αυτόματα πάρα
πολλά προβλήματα. Η πρόοδος είναι
τέτοια που πλέον έχουμε και την
επιστήμη της Τεχνητής Νοημοσύνης
– η προσπάθεια να φτιαχτεί ένας
υπολογιστής που σκέφτεται σαν
άνθρωπος!

8. 23 77 2 15 71 90 28 11 62 50
Ακόμα και ένα μικρό παιδί μπορεί
να κοιτάξει την λίστα με τους
παραπάνω αριθμούς και να μας πει
ποιος είναι ο μεγαλύτερος. Είναι
φυσικά το 90.
Ένας υπολογιστής όμως για να
λύσει αυτό το πρόβλημα
χρειάζεται έναν αλγόριθμο. Το
μόνο που μπορεί να κάνει είναι να
διαβάζει τους αριθμούς, να τους
αποθηκεύει και να συγκρίνει δυο
αριθμούς μεταξύ τους. Μπορείτε
να σκεφτείτε τα βήματα από
αυτές τις απλές εργασίες ώστε να
μπορέσει ο υπολογιστής να βρει
ποιος είναι ο μεγαλύτερος αριθμός
στην λίστα; Βρείτε τον αλγόριθμο!
1. Διαβάζω τον αριθμό.
2. Αποθηκεύω τον αριθμό σε
μια θέση που την ονομάζω
«μεγαλύτερο» – μια
μεταβλητή δηλαδή.
3. Διαβάζω τον επόμενο
αριθμό.
4. Συγκρίνω τον αριθμό που
διάβασα με αυτόν που
αποθήκευσα.
5. Αν είναι μεγαλύτερος, τότε
αποθηκεύω αυτόν σε αυτή
την θέση. Αλλιώς δεν κάνω
τίποτα.
6. Αν δεν τελείωσαν οι αριθμοί,
πάω πάλι στο βήμα 3.
1. Αποθηκεύω το 23 στην
μεταβλητή «μεγαλύτερο».
2. Συγκρίνω με το 77. Αφού
είναι μεγαλύτερο,
αποθηκεύω αυτό στην
μεταβλητή.
3. Συγκρίνω διαδοχικά με το 2,
το 15, το 71. Επειδή είναι
μικρότερα, δεν κάνω καμιά
ενέργεια.
4. Όταν συγκρίνω με το 90,
αποθηκεύω το 90 στο
«μεγαλύτερο».
5. Συγκρίνω διαδοχικά τους
αριθμούς 28, 11, 62 και 50 με
το 90.
6. Στο τέλος, το «μεγαλύτερο»
περιέχει το 90!

9. Φτιάχνουμε μια λίστα με 10 τυχαίους αριθμούς
από το 1 μέχρι το 100. Η λίστα ονομάζεται
«ΑΡΙΘΜΟΙ».
Ο αλγόριθμος που περιγράψαμε στην
προηγούμενη διαφάνεια.
Η μεταβλητή «μετρητής» αποθηκεύει σε ποια
θέση της λίστας είμαστε.
Η μεταβλητή «μεγαλύτερος» αποθηκεύει τον
πιο μεγάλο αριθμό που βρήκαμε.
Η μεταβλητή «θέση» αποθηκεύει την θέση
που βρήκαμε τον μεγαλύτερο.

10. Η επιστήμη της πληροφορικής ασχολείται πολύ με τους
αλγόριθμούς. Μας ενδιαφέρει να βρίσκουμε πάντα τον
καλύτερο αλγόριθμο για κάθε πρόβλημα.
Ο υπολογιστής δεν είναι παντοδύναμος. Έχει περιορισμό στην
ταχύτητα και στην μνήμη του. Όπως είδαμε, όταν ο
υπολογιστής έπρεπε να βρει τον μεγαλύτερο αριθμό, έκανε
συγκρίσεις και αποθηκεύσεις.
Οι συγκρίσεις παίρνουν χρόνο, ενώ οι αποθηκεύσεις
χρειάζονται χώρο.
Έτσι, μελετάμε τους αλγόριθμους για να
βρούμε τον πιο γρήγορο, αυτόν που λύνει το
πρόβλημα με τις λιγότερες συγκρίσεις,
αλλά και αυτόν που χρειάζεται τις λιγότερες
αποθηκεύσεις.
Αυτά τα χαρακτηριστικά των αλγορίθμων τα
λέμε πολυπλοκότητα χρόνου και
πολυπλοκότητα χώρου.