Οι οδηγίες που δίνουμε με λογική σειρά, ώστε να εκτελέσουμε μια εργασία ή να επιλύσουμε ένα πρόβλημα, συνθέτουν έναν Αλγόριθμο. Για παράδειγμα, οι οδηγίες για την κατασκευή ενός χαρταετού μπορεί να αποτελέσουν έναν αλγόριθμο. Αλγόριθμο ονομάζουμε τη σαφή και ακριβή περιγραφή μιας σειράς ξεχωριστών οδηγιών - βημάτων, με σκοπό την επίλυση ενός προβλήματος.
Αλγόριθμος μπορεί να είναι μια συνταγή μαγειρικής ή η βήμα προς βήμα περιγραφή της λύσης ενός μαθηματικού προβλήματος. Όταν σχεδιάζουμε έναν αλγόριθμο, πρέπει να είμαστε ιδιαίτερα προσεκτικοί, ώστε να βάζουμε με λογική σειρά τις οδηγίες (instructions) που θα μας οδηγήσουν στη λύση του προβλήματός μας. Αν, για παράδειγμα, δεν περιγράψουμε σωστά τα βήματα που πρέπει να ακολουθηθούν, ώστε να μαγειρέψει ένας άπειρος μάγειρας μια μακαρονάδα, τότε είναι πιθανό να μείνουμε νηστικοί.
Τα βήματα που αποτελούν έναν αλγόριθμο ονομάζονται οδηγίες ή εντολές. Αν ακολουθηθούν οι οδηγίες ενός αλγορίθμου στο τέλος πρέπει να προκύπτει ένα αποτέλεσμα, ένα έργο, η λύση σε ένα πρόβλημα. Για παράδειγμα, αν ακολουθήσουμε τις οδηγίες μιας συνταγής μαγειρικής θα παραγάγουμε το επιθυμητό φαγητό. Μια παρτιτούρα περιέχει οδηγίες· αν γνωρίζουμε μουσική και τις εφαρμόσουμε σε ένα μουσικό όργανο, παράγουμε μουσική.
Όπως περιγράψαμε στα προηγούμενα παραδείγματά μας, για να μπορέσουμε από έναν αλγόριθμο να πάρουμε αποτελέσματα χρειαζόμαστε κάποιον που θα υλοποιήσει τον αλγόριθμο, δηλαδή κάποιον που θα ακολουθήσει τις οδηγίες που περιλαμβάνει ο αλγόριθμος. Αυτός που υλοποιεί τον αλγόριθμο μπορεί να είναι ένας άνθρωπος ή ένας υπολογιστής. Για την υλοποίηση μιας συνταγής μαγειρικής υπεύθυνος είναι ο μάγειρας. Για τον υπολογισμό του εμβαδού ενός τετραγώνου αυτός που θα υλοποιήσει τον αλγόριθμο μπορεί να είναι ένας υπολογιστής.
Οι αλγόριθμοι που κατασκευάζουμε πρέπει να πληρούν κάποιες προϋποθέσεις. Πρώτα απ' όλα, πρέπει να είμαστε σίγουροι ότι, αν υλοποιήσουμε τον αλγόριθμο, κάποτε θα τελειώσει επιτυγχάνοντας τον αρχικό σκοπό. Φανταστείτε να δώσουμε μία εντολή σε ένα δρομέα, να αρχίσει να τρέχει και να μην του πούμε πότε θα σταματήσει. Όμοια, αν δώσουμε εντολή σε έναν υπολογιστή, ώστε να ζωγραφίσει τα δέκα πέταλα ενός λουλουδιού, πρέπει να αναφέρουμε τον αριθμό των πετάλων που θα έχει το λουλούδι (δέκα), ώστε να είμαστε βέβαιοι ότι ο υπολογιστής θα σταματήσει το σχεδιασμό μόλις σχηματιστεί το λουλούδι.
Δραστηριότητα
1. Στό σύνδεσμο https://www.youtube.com/watch?v=8MMTdC_OvUM μπορείτε να παρακολουθήσετε ένα ντοκιμαντέρ με τίτλο "How algorithms work - Πως δουλεύουν οι αλγόριθμοι " με τον καθηγητή του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης Marcus du Sautoy. Ο καθηγητής Marcus du Sautoy απομυθοποιεί τον κρυμμένο κόσμο των αλγορίθμων και αποκαλύπτει από πού προήλθαν αυτοί οι λύτες προβλημάτων 2.000 ετών, πώς λειτουργούν και τι έχουν επιτύχει. Μετά την παρακολούθηση του ντοκιμαντέρ απαντήστε στις ερωτήσεις με τίτλο "Ειδα το ντοκιμαντερ και απαντάω στις ερωτησεις".
2. Παρακάτω θα βρείτε δύο ασκήσεις με το όνομα "Αλγόριθμος, από την ώρα που ξυπνάω ως την ώρα που θα πάω στο σχολείο" και Αλγόριθμος για βράσιμο μακαρονιών. Στις ασκήσεις αυτές υπάρχουν βήματα για την επιτέλεση μιας καθημερινής εργασίας. Τα βήματα είναι μπερδεμένα. Βάλτε τα στην σωστή σειρα. Αν κάνετε λάθος. δεν πειράζει, απλά δείτε την λύση και σκεφτείτε αν και πως θα λειτουργούσε ο αλγόριθμος τότε.
3. Παρακάτω θα βρείτε δύο εργασίες ¨Βοηθήστε τον βαρκάρη" και "Οι πύργοι το Ανόι". Για κάθε άσκηση
α) κατεβάστε το αρχείο,
β) διαβάστε καλά την εκφώνηση,
γ) καταγράψτε τα δεδομένα, το Πλαίσιο προβλήματος και το ζητούμενο,
δ) παίξτε το παιχνίδι,
ε) δώστε λύση
στ) καταγράψτε βήμα βήμα την λύση που βρήκατε
ζ) ανεβάστε το αρχείο με την απάντηση σας.
Have fun!
Μετά την παρακολούθηση του ντοκιμαντερ απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις κατανόησης έτσι ώστε να σας βοηθήσουν στην εμπέδωση των εννοιών που προβλήθηκαν στο ντοκιμαντέρ.
ΠΡΟΒΛΗΜΑ: Ένας βαρκάρης έχει ένα πρόβατο, ένα λύκο και ένα καφάσι με χόρτα στη μία όχθη ενός ποταμού και θέλει να τα περάσει στην απέναντι όχθη χρησιμοποιώντας μία βάρκα. Η βάρκα όμως είναι μικρή και μπορεί να μεταφέρει, εκτός από τον ίδιο, άλλο ένα από τα ζώα ή το καφάσι. Ωστόσο δεν πρέπει να μείνουν μαζί ο λύκος με το πρόβατο και το πρόβατο με τα χόρτα.
Κατεβαστε το συνημμένο αρχείο συμπληρώστε το και το συμπληρωμένο αρχείο ανεβάστε το ως απάντηση στην εργασία.
ΠΡΟΒΛΗΜΑ: Υπάρχει ένα παιχνίδι βασισμένο στο μύθο. Έχετε μια μικρή συλλογή από δίσκους και τρεις πασσάλους πάνω στους οποίους μπορείτε να τους τοποθετήσετε (ο κάθε δίσκος έχει στη μέση μία τρύπα ώστε να τοποθετείται στον πάσσαλο). Οι δίσκοι είναι όλοι τοποθετημένοι στον αριστερό πάσσαλο σε αύξουσα σειρά ανάλογα με το μέγεθός τους. Θα πρέπει να τους μετακινήσεις στο δεξιό πάσσαλο χωρίς ποτέ όμως να βάλεις έναν μεγαλύτερο δίσκο πάνω σε έναν μικρότερο. Καταγράψτε τον κατάλληλο αλγόριθμο που να περιγράφει πώς να μεταφέρετε τους δίσκους από τον αριστερό πάσσαλο στον δεξιό. (Ο ελάχιστος αριθμός βημάτων του αλγορίθμου είναι: 3 βήματα για 2 δίσκους, 7 βήματα για 3 δίσκους, 15 βήματα για 4 δίσκους και 31 βήματα για 5 δίσκους).
Κατεβαστε το συνημμένο αρχείο, συμπληρώστε το και το συμπληρωμένο αρχείο ανεβάστε το ως απάντηση στην εργασία.
