الگوریتم‌ها و فلوچارت‌ها دو ابزار متفاوتی هستند که برای ایجاد برنامه‌های جدید به ویژه در برنامه نویسی کامپیوتری مفید می‌باشند. یک الگوریتم تجزیه و تحلیل گام به گام فرآیند است، در حالی که یک فلوچارت مراحل یک برنامه را به صورت گرافیکی توضیح می‌دهد. در این مقاله از بلاگ هنرستان حسابداری پکت، آموزش الگوریتم و فلوچارت به زبان ساده و نحوه ایجاد فلوچارت برای نشان دادن الگوریتم را ارائه می‌دهیم.
تعریف الگوریتم
نوشتن یک روش منطقی گام به گام برای حل مسئله، در آموزش برنامه نویسی مقدماتی الگوریتم نامیده می‌شود. به عبارت دیگر، الگوریتم روشی برای حل مسائل ریاضی یا کامپیوتری، این اولین قدم در فرآیند است. یک الگوریتم شامل محاسبات، استدلال و پردازش داده است. الگوریتم‌ها را می‌توان با زبان‌های طبیعی، شبه کدها و فلوچارت‌ها و غیره ارائه کرد.
تعریف فلوچارت
فلوچارت نمایش گرافیکی یا تصویری یک الگوریتم با کمک نمادها، اشکال و فلش‌های مختلف برای نشان دادن یک فرآیند یا یک برنامه است. با الگوریتم‌ها می‌توانیم به راحتی یک برنامه را درک کنیم. هدف اصلی استفاده از فلوچارت تحلیل روش‌های مختلف است. چندین نماد استاندارد در یک فلوچارت اعمال می‌شود:
نمادهای بالا قسمت‌های مختلف یک فلوچارت را نشان می‌دهند. فرآیند در فلوچارت را می‌توان از طریق کادرها و فلش‌هایی با اندازه‌ها و رنگ‌های مختلف بیان کرد. در یک فلوچارت، ما به راحتی می‌توانیم عناصر خاص و روابط بین هر بخش را برجسته کنیم.
تفاوت الگوریتم و فلوچارت
اگر فلوچارت را با یک فیلم مقایسه کنید، یک الگوریتم داستان آن فیلم است. به عبارت دیگر، یک الگوریتم هسته یک فلوچارت است. در واقع، در زمینه برنامه نویسی کامپیوتر، تفاوت‌های زیادی بین الگوریتم‌ها و فلوچارت‌ها در جنبه‌های مختلف مانند دقت، نحوه نمایش آنها و احساس مردم نسبت به آنها وجود دارد. در زیر جدولی وجود دارد که تفاوت بین آنها را به تفصیل نشان می‌دهد که دانستن آن برای آموزش الگوریتم و فلوچارت ضروری است.
| الگوریتم | فلوچارت |
| راه حل برخی مسائل است. | یک نمایش گرافیکی از یک فرآیند است. |
| این فرآیند در دستورالعمل گام به گام نشان داده شده است. | فرآیند در نمودار اطلاعات بلوک به بلوک نشان داده شده است. |
| پیچیده بوده و درک آن دشوار است. | شهودی است و به آسانی درک می‌شود. |
| اشکال زدایی خطاها در آن راحت است. | اشکال زدایی خطاها در آن سخت است. |
| راه حل به زبان طبیعی به نمایش گذاشته می‌شود. | راه حل در قالب تصویری نمایش داده می‌شود. |
| برای حل مسائل پیچیده تا حدودی ساده‌تر است. | حل مسئله پیچیده در آن سخت است. |
| برای ایجاد یک الگوریتم زمان بیشتری صرف می‌شود. | ایجاد فلوچارت زمان کمتری نیاز دارد. |
انواع الگوریتم
جای تعجب نیست که الگوریتم‌ها به طور گسترده در برنامه نویسی کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، می‌توان از آنها برای حل مسائل ریاضی و حتی در زندگی روزمره استفاده کرد. حال برای آموزش الگوریتم و فلوچارت، لازم است بدانید چند نوع الگوریتم داریم. دکتر کریستوف کوتشان، دانشمند کامپیوتری که در مؤسسه تحقیقاتی محاسبات نمادین (RISC) در اتریش کار می‌کند، انواع مهم الگوریتم‌ها را بررسی کرده که شامل 32 الگوریتم مهم در علوم کامپیوتر است. علیرغم پیچیدگی الگوریتم‌ها، به طور کلی می‌توان الگوریتم‌ها را بر اساس عملکردشان به شش نوع اساسی تقسیم کرد.
1- الگوریتم بازگشتی
این الگوریتم راهی برای حل مسائل با تقسیم مکرر مسئله به مسائل فرعی کوچکتر از همان نوع ارائه می‌دهد. مثال کلاسیک استفاده از الگوریتم بازگشتی برای حل مسائل، برج هانوی است.
2-الگوریتم تقسیم و تسخیر
به طور سنتی، الگوریتم تقسیم و تسخیر از دو بخش تشکیل شده است: 1. تجزیه یک مسئله به برخی از مسائل فرعی مستقل کوچکتر از همان نوع. 2. یافتن راه حل نهایی مسائل اصلی پس از حل این مسائل جزئی‌تر به طور جداگانه. اگر بتوانید مسائل فرعی مکرر و زیرساخت حلقه مسئله اصلی را پیدا کنید، ممکن است به سرعت مسئله اصلی را به یک مسئله کوچک و ساده تبدیل نمایید. سعی کنید کل راه حل را به مراحل مختلف تقسیم کنید تا فرآیند آسان‌تر شود. فراموش نکنید مراحل مختلف به راه حل‌های متفاوتی نیاز دارند.
3- الگوریتم برنامه نویسی پویا
الگوریتم برنامه نویسی پویا که توسط ریچارد بلمن در دهه 1950 توسعه یافت، عموماً برای مسائل بهینه سازی استفاده می‌شود. در این نوع الگوریتم، نتایج گذشته برای استفاده در آینده جمع آوری می‌شوند. یک الگوریتم برنامه نویسی پویا یک مسئله پیچیده را با تقسیم کردن آن به چند مسئله فرعی ساده می‌کند. با این حال، مهم‌ترین تفاوت بین این الگوریتم و الگوریتم تقسیم این است که الگوریتم پویا به مسائل فرعی همپوشانی نیاز دارد، در حالی که اولی نیازی به این کار ندارد.
4- الگوریتم حریص
این الگوریتم روش دیگری برای حل مسائل بهینه سازی است. به این معنی که به جای در نظر گرفتن بهینه کلی، همیشه در هر مرحله بهترین راه حل را پیدا کنید. یعنی کاری که او انجام داده است فقط در یک مرحله بهینه است. با توجه به محدودیت‌های الگوریتم حریص، باید توجه داشت که کلید انتخاب یک الگوریتم حریص این است که آیا باید مواردی را در آینده در نظر بگیریم یا خیر.
بیشتر بخوانید: برنامه نویسی یا شبکه ؛ کدام را انتخاب کنیم؟
5- الگوریتم Brute Force
الگوریتم brute force که در آموزش الگوریتم و فلوچارت به آن پرداخته می‌شود، یک راه حل ساده و سرراست برای مسئله است که عموماً بر اساس توصیف مسئله و تعریف مفهوم مربوطه است. به طور خلاصه، الگوریتم brute force به عنوان یکی از ساده‌ترین الگوریتم‌ها در نظر گرفته می‌شود که همه احتمالات را تکرار می‌کند و به یک راه حل رضایت بخش ختم می‌گردد.
6- الگوریتم عقبگرد
الگوریتم بک‌ترکینگ یا عقبگرد بر اساس یک جستجوی بازگشتی به عمق، با تمرکز بر یافتن راه‌حل مسئله در طول فرآیند جستجو، زمانی که نتواند شرایط را برآورده کند، با استفاده از فرآیند “بازگشت” مسیر دیگری را امتحان می‌کند. این الگوریتم برای حل مسائل بزرگ و پیچیده مناسب است، به گونه‌ای که شهرت “روش حل کلی” را به دست آورده است. یکی از معروف‌ترین الگوریتم‌های عقبگرد، پازل هشت ملکه می‌باشد.
چگونه یک الگوریتم بنویسیم؟
هیچ استاندارد مشخصی برای نوشتن الگوریتم‌ها وجود ندارد، و این مشکلی است که وابسته به منابع است. الگوریتم‌ها هرگز با یک زبان برنامه نویسی خاص در ذهن نوشته نمی‌شوند. همانطور که همه می‌دانیم، ساختارهای کد پایه مانند حلقه‌هایی مانند do، for، while، همه زبان‌های برنامه‌نویسی کنترل جریان را مانند if-else و غیره به اشتراک می‌گذارند. یک الگوریتم را می‌توان با استفاده از این ساختارهای رایج نوشت.
الگوریتم‌ها معمولاً به صورت گام به گام نوشته می‌شوند، اما همیشه اینطور نیست. الگوریتم نویسی فرآیندی است که پس از مشخص شدن دامنه مسئله اتفاق می افتد. یعنی باید از حوزه مسئله‌ای که در حال نوشتن راه حل برای آن هستید آگاه باشید. درآمد مهندس کامپیوتر وابسته به این دانش پایه نیست اما برای یادگیری مباحث پولساز کامپیوتر و کار در بازار کار رشته کامپیوتر باید درک عمیقی از الگوریتم و فلوچارت داشته باشید.
از فلوچارت‌ها برای نمایش الگوریتم‌ها استفاده کنید
اکنون که با تعاریف عبارات در آموزش الگوریتم و فلوچارت آشنا شدیم، چگونه می‌توانیم از فلوچارت برای نمایش یک الگوریتم استفاده کنیم؟ برای ایجاد یک فلوچارت الگوریتمی، باید از یک ابزار نموداری مفید مانند EdrawMax برای تکمیل کار استفاده کنیم.
الگوریتم‌ها عمدتاً برای برنامه‌های ریاضی و کامپیوتری استفاده می‌شوند، در حالی که فلوچارت‌ها را می‌توان برای توصیف انواع فرآیندهای تجاری، آموزشی، شخص استفاده کرد. بنابراین فلوچارت‌ها اغلب به عنوان ابزار برنامه ریزی برای سازماندهی گام به گام فرآیند برنامه به صورت بصری استفاده می‌شوند.
سخن پایانی
از مطالب فوق می‌توان به این نتیجه رسید که فلوچارت در رشته کامپیوتر نمایش تصویری یک الگوریتم است، یک الگوریتم را می‌توان از طریق یک فلوچارت بیان و تحلیل کرد. یک الگوریتم هر مرحله از رسیدن به راه حل نهایی را به شما نشان می‌دهد، در حالی که یک فلوچارت نحوه انجام فرآیند را با اتصال هر مرحله به شما نمایش می‌دهد. یک الگوریتم عمدتاً از کلمات برای توصیف مراحل استفاده می‌کند در حالی که می‌توانید یک فلوچارت با نمادهای مختلف ایجاد کنید تا فرآیند منطقی‌تر شود.
حال که دانستید برای تبدیل شدن به یک برنامه نویس، گام اول آموزش الگوریتم و فلوچارت است، باید به مطالعه گسترده‌تری در این زمینه بپردازید و این مقاله را مقدمه‌ای بر دوره آموزشی خود بدانید.
بیشتر بخوانید: کامپیوتر یا حسابداری؟ کدامیک بهتر است؟
سؤالات متداول
هدف از آموزش الگوریتم و فلوچارت چیست؟
برای اینکه بتوانید شروع به یادگیری برنامه نویسی بکنید، ابتدا لازم است دوره آموزش الگوریتم و فلوچارت را بگذرانید.
دوره آموزش الگوریتم و فلوچارت برای چه کسانی مناسب است؟
افرادی که قصد دارند برنامه نویسی را بیاموزند و هیچ آموزشی در این زمینه از پیش ندیده‌اند، ابتدا باید دوره آموزش الگوریتم و فلوچارت را بگذرانند.
کدام زبان برنامه نویسی بهتر است؟
برای آموزش هر نوع زبان برنامه نویسی ابتدا باید آموزش الگوریتم و فلوچارت را تمام کنید و سپس براساس هدف شغلی خود و کاربرد مد نظر زبان برنامه نویسی خود را انتخاب کرده و آن را یاد بگیرید.
پس از گذراندن دوره آموزش الگوریتم و فلوچارت می‌توانم برنامه نویسی کنم؟
بله، پس از این دوره ذهنیت کاملی از برنامه نویسی دارید و می‌توانید اقدام به نوشتن آن کنید.
