ماهي الخوارزميات وما وظيفتها في البرمجة.

الخوارزميات:

الخوارزمية هي مجموعة من التعليمات المصممة لأداء مهمة محددة. يمكن أن تكون هذه عملية بسيطة ، مثل ضرب رقمين ، أو عملية معقدة ، مثل تشغيل ملف فيديو مضغوط. تستخدم محركات البحث خوارزميات خاصة لعرض النتائج الأكثر صلة من فهرس البحث الخاص بها لاستعلامات محددة.

في برمجة الكمبيوتر ، غالبًا ما يتم إنشاء الخوارزميات كوظائف. تعمل هذه الوظائف كبرامج صغيرة يمكن الرجوع إليها بواسطة برنامج أكبر. على سبيل المثال ، قد يشتمل تطبيق عرض الصور على مكتبة من الوظائف التي يستخدم كل منها خوارزمية مخصصة لتقديم تنسيقات مختلفة لملفات الصور. قد يحتوي برنامج تحرير الصور على خوارزميات مصممة لمعالجة بيانات الصورة. تتضمن أمثلة خوارزميات معالجة الصور الاقتصاص ، وتغيير الحجم ، والشحذ ، والتعتيم ، وتقليل العين الحمراء ، وتحسين اللون.

في كثير من الحالات ، توجد طرق متعددة لإجراء عملية محددة داخل برنامج ما. لذلك ، يسعى المبرمجون عادةً إلى إنشاء أكثر الخوارزميات كفاءة. باستخدام خوارزميات عالية الكفاءة ، يمكن للمطورين ضمان تشغيل برامجهم بأسرع ما يمكن واستخدام الحد الأدنى من موارد النظام. بالطبع ، لم يتم إنشاء جميع الخوارزميات بشكل مثالي في المرة الأولى. لذلك ، غالبًا ما يقوم المطورون بتحسين الخوارزميات الحالية وإدراجها في تحديثات البرامج المستقبلية. عندما ترى إصدارًا جديدًا من برنامج تم "تحسينه" أو "أداء أسرع" ، فهذا يعني أن الإصدار الجديد أكثر كفاءة.

ما أهمية الخوارزميات في برمجة الكمبيوتر؟

أنت تخطط لبناء منزل كبير ولكن في نفس الوقت ، لست متأكدًا مما إذا كانت الموارد التي لديك كافية. ماذا ستفعل؟ ستحدد خطة عمل تضمن لك إنفاق الموارد القليلة المتاحة تحت تصرفك لإنهاء المبنى. 

ثانيًا ، أنت تخطط للسفر على بعد عدة أميال ولكن لا يتوفر لديك سوى القليل من الوقت. من الواضح تمامًا أنك ستذهب على أقصر أو أسرع طريق سيوصلك إلى وجهتك.

عندما يتعلق الأمر ببرمجة الكمبيوتر ، تعمل الخوارزميات بطريقة مماثلة. في لغة الشخص العادي ، يمكن تعريف الخوارزمية كإجراء خطوة بخطوة لإنجاز مهمة ما. في عالم البرمجة ، تعد الخوارزمية إجراءً حسابيًا منظمًا جيدًا يأخذ بعض القيم كمدخلات بعض القيم كمخرجات.

تعطينا الخوارزميات الخيار الأمثل لإنجاز مهمة ما. فيما يلي بعض أهمية الخوارزميات في برمجة الكمبيوتر.

1. لتحسين كفاءة برنامج الكمبيوتر

في البرمجة ، توجد طرق مختلفة لحل مشكلة ما. ومع ذلك ، فإن كفاءة الأساليب المتاحة تختلف. بعض الطرق مناسبة تمامًا لتقديم إجابات أكثر دقة من غيرها. تستخدم الخوارزميات لإيجاد أفضل طريقة ممكنة لحل مشكلة ما. وبذلك يقومون بتحسين كفاءة البرنامج.

عندما يتعلق الأمر بالبرمجة ، يمكن استخدام الكفاءة لتعني أشياء مختلفة. 

واحدة منها هي دقة البرنامج. باستخدام أفضل خوارزمية ، سيتمكن برنامج الكمبيوتر من إعطاء نتائج دقيقة للغاية.

هناك طريقة أخرى للنظر إلى كفاءة البرنامج وهي السرعة. يمكن استخدام خوارزمية لتحسين السرعة التي ينفذ بها البرنامج مشكلة. تمتلك خوارزمية واحدة القدرة على تقليل الوقت الذي يستغرقه البرنامج لحل مشكلة ما.

2. حسن استغلال الموارد

الكمبيوتر النموذجي له موارد مختلفة. إحداها ذاكرة الكمبيوتر. أثناء مرحلة التنفيذ ، سيتطلب برنامج الكمبيوتر قدرًا من الذاكرة. تستخدم بعض البرامج مساحة ذاكرة أكبر من غيرها. يعتمد استخدام ذاكرة الكمبيوتر على الخوارزمية المستخدمة.

سيضمن الاختيار الصحيح للخوارزمية أن البرنامج يستهلك أقل قدر من الذاكرة. بصرف النظر عن الذاكرة ، يمكن للخوارزمية تحديد مقدار قوة المعالجة التي يحتاجها البرنامج.

أنواع الخوارزميات

لإعطائك صورة أفضل ، إليك أكثر أنواع الخوارزميات شيوعًا:

• خوارزمية Pathfinding
• خوارزميات الفرز
• خوارزميات الضغط
• الخوارزميات القائمة على المخطط والرسم البياني
• خوارزمية مطابقة الأنماط من بين أشياء أخرى كثيرة

تلعب الخوارزميات المختلفة أدوارًا مختلفة في البرمجة. ما عليك سوى تحديد مشكلتك ثم تحديد الخوارزمية المناسبة لاستخدامها.