Μάθημα : ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Α' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (19ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ)

Η μελέτη των αλγορίθμων, γνωστή ως Αλγοριθμική, αποτελεί το θεμέλιο της επιστήμης της Πληροφορικής. Η επιστήμη της Πληροφορικής, αν και συνδέεται άμεσα με την ανάπτυξη των υπολογιστικών συστημάτων, έχει τις ρίζες της βαθιά στην αρχαιότητα. Πριν την εμφάνιση των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μεγάλοι μαθηματικοί και φιλόσοφοι είχαν ήδη αναπτύξει αλγορίθμους που παραμένουν θεμελιώδεις στην επιστήμη των υπολογιστών.

ΠΡΟΒΛΗΜΑ: είναι μια κατάσταση η οποία απαιτεί λύση που δεν είναι γνωστή.

Για να επιλύσουμε ένα πρόβλημα ξεκινάμε από την καταγραφή της ανάλυσης του προβλήματος και των βημάτων που απαιτούνται για την επίλυσή του. Για παράδειγμα ας πούμε οτι έχουμε να σχεδιάσουμε μια σχολική εκδρομή. Αρχικά, θέτουμε κάποια ερωτήματα στα οποία θα πρέπει να δοθούν απαντήσεις που είναι απαραίτητες για τον σχεδιασμό της εκδρομής, όπως :
• Πότε θα γίνει η εκδρομή;
• Πού θα πάμε;
• Πώς θα πάμε;
• Πόσο θα κοστίσει;

Για να απαντηθεί το τελευταίο ερώτημα, πρέπει πρώτα να απαντηθούν και άλλα ερωτήματα, όπως πόσοι μαθητές και μαθήτριες θα εκδηλώσουν ενδιαφέρον για την εκδρομή, σε ποιο ξενοδοχείο θα διαμείνουν και για πόσες μέρες. Αυτό είναι το στάδιο της κατανόησης του προβλήματος. Αφού απαντήσουμε στα παραπάνω ερωτήματα, θα πρέπει να καταστρώσουμε ένα σχέδιο. Θα πρέπει να θέσουμε τις ενέργειες που πρέπει να γίνουν σε μια σειρά. Σε αυτές τις περιπτώσεις, μπορεί να βοηθήσει ένας πίνακας ή ένα επεξηγηματικό διάγραμμα. 
Αυτό είναι το στάδιο του σχεδιασμού της λύσης του προβλήματος.

ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ (algorithm):είναι μια ακολουθία από αυστηρά καθορισμένα βήματα που είναι εκτελέσιμα σε πεπερασμένο χρόνο και έχουν στόχο την επίλυση ενός προβλήματος.

Κάθε αλγόριθμος καθορίζεται από πέντε 5 χαρακτηριστικά:
• Καθοριστικότητα: Κάθε βήμα πρέπει να είναι αυστηρά καθορισμένο και εκτελέσιμο σε κάθε περίπτωση.
• Περατότητα: Ο αλγόριθμος πρέπει να τερματίζει μετά από την εκτέλεση πεπερασμένου πλήθους βημάτων.
• Είσοδος: Ένας αλγόριθμος μπορεί να έχει καμία, μία ή περισσότερες εισόδους, οι οποίες αντιστοιχούν στα δεδομένα που πρέπει να χρησιμοποιήσει για να επιλύσει το πρόβλημα.
• Έξοδος: Ένας αλγόριθμος, πρέπει να έχει τουλάχιστον μία έξοδο, η οποία αντιστοιχεί στη λύση του προβλήματος.
• Αποτελεσματικότητα: Κάθε βήμα του αλγορίθμου πρέπει να είναι αρκετά απλό, ώστε να μπορεί να εκτελεστεί από την υπολογιστική μηχανή για την οποία απευθύνεται.

Για παράδειγμα, αν ο αλγόριθμος απευθύνεται σε ανθρώπους, θα πρέπει να μπορεί να εκτελεστεί με χαρτί και μολύβι από έναν άνθρωπο ακολουθώντας απλές και κατανοητές εντολές.

Αλγόριθμοι & Γλώσσες Προγραμματισμού

Η έννοια του αλγόριθμου αποτελεί το βασικό θεμέλιο της επιστήμης της Πληροφορικής. Ένας αλγόριθμος μπορεί να αναπαρασταθεί με διάφορους τρόπους. Κάποιοι από αυτούς είναι πιο κοντά στον ανθρώπινο τρόπο σκέψης και άλλοι πιο κοντά στον τρόπο λειτουργίας του υπολογιστή. 

Ο βασικός σκοπός της σχεδίασης ενός αλγορίθμου είναι να μπορεί να εκτελεστεί από έναν υπολογιστή, ο οποίος μπορεί να εκτελέσει δισεκατομμύρια πράξεις το δευτερόλεπτο. Για να γίνει αυτό, κάθε εντολή θα πρέπει να είναι αυστηρά καθορισμένη και εκτελέσιμη από τον υπολογιστή.

Χαρακτηριστικά παραδείγματα γλωσσών προγραμματισμού είναι τα παρακάτω: