ما هي الخوارزمية في البرمجة؟

مشتقة من اسم عالم الرياضيات محمد بن موسى الخوارزمي، الخوارزمية هي حل لمشكلة تستوفي المعايير التالية.

  • قائمة بالتعليمات أو الإجراءات أو الصيغة التي تحل مشكلة.
  • يمكن إثباتها.
  • شيء ينتهي ويعمل دائمًا.

مثال على الخوارزمية.

تحسب الخوارزمية التالية عدد الأحرف في الكلمة. نعرض أولاً الخوارزمية باستخدام الكود، والذي يشرحها بصيغة تشبه اللغة الإنجليزية. تظهر نفس الخوارزميات في لغة البرمجة.

Let N = 0

for each letter in the word

 set N = N + 1

في المثال أعلاه، يحدث ما يلي.

  • يتم الإعلان عن الرقم الذي نحسبه على أنه يبدأ بالرقم 0. في هذا المثال، نستخدم الحرف “N” كمتغير لدينا، ولكن يمكن أن يكون أي شيء.
  • ابدأ حلقة بالنظر إلى كل حرف في الكلمة.
  • لكل حرف من الأحرف التي تمت مواجهتها، قم بزيادة عدد “N” بمقدار واحد.

الخوارزمية في لغة البرمجة.

يمثل النص البرمجي التالي أحد الخوارزميات التي تمت برمجتها في واحدة من لغات البرمجة:

my $word = "hope";

my $n = 0;

my @words = split(//, $word);

foreach (@words) {

 $n++;

}

print "Letters: $n";

في المثال أعلاه ، الذي تمت برمجته في لغة البرمجة بيرل (Perl)، يحدث ما يلي:

  • يتم تخصيص كلمة “hope” للمتغير $ word.
  • يتم تخصيص العداد الخاص بنا كمتغير $ n بقيمة ابتدائية تبلغ 0.
  • يتم تقسيم كلمة “hope” حرفًا ويتم تخزين كل حرف في المصفوفة words.
  • تبدأ حلقة foreach بالمرور عبر كل عنصر في المصفوفة.
  • لكل عنصر، يتم زيادة عداد $ n بمقدار واحد.
  • نهاية حلقة foreach التي تستمر في التكرار بينما تكون صحيحة.
  • اطبع النص “Letters: 4” على الشاشة لأن هناك أربعة أحرف في “hope”.

كيف يتم استخدام الخوارزميات؟

اليوم، تُستخدم الخوارزميات مليارات المرات كل يوم لمجموعة متنوعة من المهام. فيما يلي بعض الطرق المختلفة لاستخدام الخوارزميات.

  • هناك العديد من خوارزميات الفرز التي تفرز البيانات.
  • تساعد الخوارزميات في التحكم في إشارات المرور.
  • تستخدم أجهزة الكمبيوتر الخوارزميات لتحويل البيانات (على سبيل المثال، تحويل النظام العشري إلى ثنائي).
  • يستخدم بحث Google خوارزمية PageRank لفرز نتائج البحث.
  • يعد التشفير لتشفير المعلومات وفك تشفيرها والحفاظ على أمان البيانات خوارزمية.
  • يستخدم GPS خوارزميات البحث في الرسم البياني للعثور على أفضل طريق إلى الوجهة.
  • تستخدم الهواتف الذكية وشبكات Wi-Fi والاتصالات اللاسلكية الخوارزميات للتواصل.
  • يستخدم اكتشاف البريد الإلكتروني العشوائي خوارزميات لتصفية رسائل البريد الإلكتروني الضارة.
  • يستخدم ضغط البيانات للحصول على المعلومات بشكل أسرع (مثل فيديو YouTube) الخوارزميات.

إقرأ أيضاً… كل ما تريد معرفته عن تخصص البرمجة.


متى كانت الخوارزمية الأولى؟

نظرًا لأن وصفة الطهي يمكن اعتبارها خوارزمية، يمكن لأول واحدة أن تعود إلى اللغة المكتوبة. ومع ذلك، يجد الكثيرون خوارزمية إقليدس لإيجاد القاسم المشترك الأكبر ليكون الخوارزمية الأولى.

تم وصفها لأول مرة في 300 قبل الميلاد. يُنسب إلى Ada Lovelace كونها أول مبرمج كمبيوتر وأول شخص يطور خوارزميات لجهاز.