كثيرًا ما نسمع مصلح "خوازرميات" ونحن نتحدث عما يحص علوم الحاسب أو التكلنولجيا بصفة عامة، وفي هذا المقال سنتعرف على معنى هذا المصطلح بصورة أوسع.
قد يهمك أيضًا أفضل عشر ألعاب محاكاة للكمبيوتر
ما هي "الخوارزميات"؟
الخوارزمية هي مجموعة من التعليمات، تسمى أحيانًا إجراء أو وظيفة تُستخدم في أداء مهمة معينة.
ويمكن أن تكون هذه عملية بسيطة، مثل جمع رقمين معًا، أو وظيفة معقدة، مثل إضافة تأثيرات إلى صورة.
على سبيل المثال، من أجل شحذ ملف من صورة رقمية، ستحتاج الخوارزمية إلى معالجة كل بكسل في الصورة وتحديد أي منها التي يجب تغييرها ومقدار تغييرها لجعل الصورة تبدو أكثر وضوحًا.
يقضي معظم مبرمجي الكمبيوتر نسبة كبيرة من وقتهم في إنشاء الخوارزميات، (يُقضى بقية الوقت في تصحيح الخوارزميات التي لا تعمل بشكل صحيح)، والهدف هو إنشاء خوارزميات فعالة لا تهدر مزيدًا من موارد الكمبيوتر.
قد يكون أداء مجموعة البيانات ضعيفًا على البيانات الأخرى؛ كما قد تتخيل، يمكن أن تؤدي الخوارزميات المكتوبة بشكل سيئ إلى تشغيل البرامج ببطء؛ لذلك، غالبًا ما تُقدَّم تحديثات البرامج، التي تروِّج لـ "الاستقرار المحسَّن وأداء أفضل".
في حين أن هذا يبدو مثيرًا للإعجاب، إلا إنه يعني أيضًا أن الخوارزميات في السابق لم تُكتب إصدارات البرنامج بالشكل الذي يمكن أن تكون عليه.
عمومًا تأخذ الخوارزمية بعض المدخلات، وتنفذ عددًا من الخطوات في وقت محدد.
العمليات الأساسية المستخدمة لكتابة الخوارزميات تُعرف بالعمليات البدائية أو الأوليات. عندما تُكتب خوارزمية في الكمبيوتر، والخوارزمية لا لبس فيها ويمكن للحاسوب تنفيذها.
قد يهمك أيضًا عن أنواع كلٍّ من الحاسوب، الذّاكرة، الطّابعة، ومكوّنات اللّوحة الأمّ.
العمليات الحسابية الرياضية
الخوارزميات لها عمليات حسابية فعالة ويجب أن تكون كل عملية في الخوارزمية قابلة للتنفيذ، أي يجب أن تكون العملية شيئًا ما من الممكن القيام به.
لأجهزة الكمبيوتر، كثير من العمليات الرياضية مثل القسمة على صفر أو إيجاد الجذر التربيعي لعدد سالب، هي أيضًا تكون فعالة في العمليات غير القابلة للحساب بشكل فعال؛ لذا يجب أن تتكون الخوارزميات من عدد محدود من العمليات ويجب أن تكمل التنفيذ في فترة زمنية محدودة.
بينما تبدو الخوارزمية لدينا واضحة جدًّا، إلا إننا نواجه مشكلتين. أولًا، الخوارزمية يجب أن تحتوي على عدد لا حصر له من الخطوات لأنه يوجد عدد لا نهائي من الأعداد الصحيحة أكبر من واحد.
ثانيًا، ستعمل الخوارزمية إلى الأبد في محاولة للعد إلى اللانهاية. هذه المشكلات تنتهك تعريفنا بأن الخوارزمية يجب أن تتوقف في فترة زمنية محدودة. فكل خوارزمية يجب أن تصل إلى عملية تخبرها بالتوقف.
يوفر استخدام الخوارزميات عددًا من المزايا، واحدة من هذه المزايا تتمثل في تطوير الإجراء نفسه، والذي يتضمن تحديد العمليات.
كما أن القرار الرئيسي يسمح للنقاط والمتغيرات اللازمة لحل المشكلة، وتطوير خوارزمية، ويسمح بفحص عملية الحل بطريقة عقلانية، وتحديد العمليات ونقاط اتخاذ القرار.
يمكن التعامل مع المشكلات التي يصعب أو يستحيل حلها بالجملة كسلسلة من المشكلات الفرعية الصغيرة القابلة للحل.
وتساعد المواصفات المطلوبة في التحديد والتخفيض من التحيزات اللاواعية؛ باستخدام الخوارزمية، يصبح اتخاذ القرار عملية أكثر عقلانية.
بالإضافة إلى جعل العملية أكثر عقلانية، فإن استخدام خوارزمية سيجعل العملية أكثر كفاءة واتساقًا.
الكفاءة هي نتيجة متأصلة في التحليل والمواصفات، ويأتي الاتساق من استخدام نفس العملية المحددة وزيادة المهارة في تطبيق العمليات، حيث تأتي الفائدة النهائية لاستخدام الخوارزمية من التحسين الذي تتيحه.
قد يهمك أيضًا
يجب عليك تسجيل الدخول أولاً لإضافة تعليق.