ΜΑΘΗΜΑ 05 · ΚΕΦ. 3.1 · 3.2 · 3.4 · ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΩΝ Η/Υ

Ο αλγόριθμος:
τι τον κάνει σωστό

Δεν είναι κάθε σειρά οδηγιών αλγόριθμος. Πέντε χαρακτηριστικά που πρέπει να έχει — και τέσσερις τύποι που θα αναγνωρίζετε με μια ματιά.

αλγόριθμοςκαθοριστικότηταπερατότητασειριακός · παράλληλοςεπαναληπτικός · αναδρομικός
ΞΕΚΙΝΑΜΕ · ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΗΜΕΡΑΣ · 4 ΛΕΠΤΑ
🍕 Πάρτι της τάξης: είμαστε 24 μαθητές και ο καθένας τρώει 3 κομμάτια. Κάθε πίτσα κόβεται σε 8 κομμάτια. Πόσα ευρώ θα πληρώσουμε;

Στο τετράδιο: Δεδομένα (όνομα = τιμή) και Ζητούμενα. Μετά: μπορείτε να το λύσετε;

ΔεδομέναΖητούμενα
μαθητές · κομμάτια ανά μαθητή · κομμάτια ανά πίτσαμαθητές = 24 · ανά μαθητή = 3 · ανά πίτσα = 8ποσόπόσα € θα πληρώσουμε
Τι λείπει;Η τιμή της πίτσας! Βρίσκουμε ότι θέλουμε 72 ÷ 8 = 9 πίτσες, αλλά όχι πόσο κοστίζουν.
Ένα πρόβλημα με ελλιπή δεδομένα δεν λύνεται, όσο καλός κι αν είναι ο αλγόριθμος. Το βιβλίο το λέει πληρότητα (σελ. 18–19).
ΡΩΤΑΜΕ ΠΡΩΤΑ

Ρωτάτε έναν φίλο πώς θα πάτε στο σπίτι του. Σας λέει:
«Πήγαινε ευθεία, κάπου στρίβεις δεξιά, και συνέχισε μέχρι να το βρεις.»
Θα φτάσετε;Ίσως ποτέ! Είναι σειρά οδηγιών, αλλά δεν είναι ακριβής («κάπου»), και δεν ξέρω πότε τελειώνει («μέχρι να το βρεις»). Άρα δεν είναι αλγόριθμος.

Τι θα έπρεπε να έχουν οι οδηγίες για να φτάσετε σίγουρα;

ΣΗΜΕΡΑ

Στο τέλος του μαθήματος θα μπορείτε να…

  • λέτε τι είναι αλγόριθμος και ποιοι είναι ο λύτης, ο εκτελεστής και ο χρήστης
  • βρίσκετε σε έναν αλγόριθμο το βήμα που παραβιάζει ένα από τα πέντε χαρακτηριστικά — και να το διορθώνετε
  • αναγνωρίζετε σε ένα διάγραμμα αν ο αλγόριθμος είναι σειριακός, παράλληλος, επαναληπτικός ή αναδρομικός
Η ΣΗΜΕΡΙΝΗ ΩΡΑ

Τι θα κάνουμε

  1. Το πρόβλημα της ημέρας
  2. Τι είναι αλγόριθμος · τα πέντε χαρακτηριστικά
  3. Τέσσερις τύποι αλγορίθμων — και πώς τους αναγνωρίζω
  4. Φύλλο εργασίας ΦΕ.05, στον υπολογιστή
  5. Ανακεφαλαίωση · Kahoot
3.1 · Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ · ΣΕΛ. 28
Αλγόριθμος είναι η ακριβής περιγραφή μιας σειράς βημάτων που χρειάζονται για να λυθεί ένα πρόβλημα.

Δεν υπάρχει μόνο στους υπολογιστές: μια συνταγή μαγειρικής είναι αλγόριθμος. Στη λύση ενός προβλήματος υπάρχουν τρεις ρόλοι — θυμηθείτε τα ρέστα του κυλικείου (Μάθημα 03):

🧠

Λύτης

Σχεδιάζει τον αλγόριθμο. Εσείς, όταν φτιάξατε το διάγραμμα των ρέστων. Στον Η/Υ: ο προγραμματιστής.

⚙️

Εκτελεστής

Κάνει πιστά ό,τι λένε τα βήματα, χωρίς να σκεφτεί. Η ταμειακή του κυλικείου: ο υπολογιστής.

🙋

Χρήστης

Βάζει τον αλγόριθμο να δουλέψει όποτε θέλει. Η κυρία του κυλικείου που πατά «ρέστα».

3.2 · ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ · ΣΕΛ. 30 · Ο ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ «ΦΤΙΑΧΝΩ ΤΟΣΤ»
ΧαρακτηριστικόΤι σημαίνει✗ Χαλασμένο βήμα✓ Διορθωμένο (κλικ)
Είσοδοςτα στοιχεία που χρειάζεται — τα Δεδομέναψωμί, τυρί, γαλοπούλα
Έξοδοςτο αποτέλεσμα — τα Ζητούμεναένα ζεστό τοστ
Καθοριστικότητακάθε βήμα λέει ακριβώς τι γίνεται, χωρίς δεύτερη σκέψη«Ψήσε λίγο»«Ψήσε 3 λεπτά»ένας αριθμός, όχι «λίγο»: όλοι κάνουν το ίδιο
Περατότηταφτάνει πάντα σε τέλος«Ψήνε μέχρι να έρθει ο διευθυντής»«Ψήσε 3 λεπτά και σβήσε την τοστιέρα»κι αν δεν έρθει ποτέ ο διευθυντής; Το τοστ καίγεται.
Αποτελεσματικότητακάθε βήμα είναι απλό και γίνεται από τον εκτελεστή«Βγάλε το τοστ με γυμνά χέρια»«Βγάλε το τοστ με τη σπάτουλα»σαφές ήταν, αλλά δεν εκτελείται χωρίς να καείς
Το «ακριβώς» και το «γίνεται» εξαρτώνται από τον εκτελεστή: ο άνθρωπος καταλαβαίνει «άνοιξε την τοστιέρα»· ο υπολογιστής κάνει μόνο απλές πράξεις (σελ. 30).
ΣΩΣΤΟ Ή ΛΑΘΟΣ; · ΧΕΡΙ ΠΑΝΩ ΓΙΑ «ΣΩΣΤΟ»

Ισχύει αυτό;

  • «Κάθε σειρά από εντολές είναι αλγόριθμος.»Λάθος. Πρέπει να έχει και τα πέντε χαρακτηριστικά — θυμηθείτε τις οδηγίες του φίλου σας.
  • «Η εντολή “Πολλαπλασίασε την ακτίνα επί 2 και επί 3,14” έχει καθοριστικότητα.»Σωστό. Λέει ακριβώς ποια πράξη γίνεται, και ένας άνθρωπος με κομπιουτεράκι μπορεί να την κάνει (βιβλίο, σελ. 31).
  • «Ένα βήμα που το εκτελεί ένας άνθρωπος το εκτελεί σίγουρα και ο υπολογιστής.»Λάθος. «Δοκίμασε αν είναι αρκετά αλμυρό» το κάνει ο μάγειρας, όχι ο υπολογιστής. Η αποτελεσματικότητα εξαρτάται από τον εκτελεστή.
3.4 · ΤΥΠΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ · ΣΕΙΡΙΑΚΟΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΣ · ΣΕΛ. 36 · → ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΒΗΜΑ

Προσθέτω 8 αριθμούς: ένας ή τέσσερις μαζί;

Σειριακός · 1 επεξεργαστής

32185412
  1. 3 + 2 = 5
  2. 5 + 1 = 6
  3. 6 + 8 = 14
  4. 14 + 5 = 19
  5. 19 + 4 = 23
  6. 23 + 1 = 24
  7. 24 + 2 = 26 ✓

ένα βήμα κάθε φορά, το ένα μετά το άλλο → 7 βήματα

Παράλληλος · 4 επεξεργαστές

32185412
Βήμα 159934 προσθέσεις ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ
Βήμα 214122 ταυτόχρονα
Βήμα 326 ✓ — τελείωσα!

τα κομμάτια δεν εξαρτώνται το ένα από το άλλο → 3 βήματα

Οκτώ πιάτα στον νεροχύτη: μόνος σας τα πλένετε ένα-ένα. Με τέσσερις φίλους και τέσσερις νεροχύτες τελειώνετε πολύ πιο γρήγορα. Χωρίς τέσσερις νεροχύτες… απλώς στριμώχνεστε.
3.4 · ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ · ΣΕΛ. 37 · → ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΓΥΡΟ
ΑρχήΠρόσθεσε τον επόμενοαριθμό στο σύνολοΤελείωσανοι αριθμοί;Όχι↺ΝαιΤέλος

Το βέλος γυρίζει πίσω

Αντί να γράψω 1000 φορές «πρόσθεσε», γράφω το βήμα μία φορά και το επαναλαμβάνω. Η επανάληψη λέγεται βρόχος.

γύροςπροσθέτωσύνολοτελείωσαν;
133Όχι ↺
225Όχι ↺
316Όχι ↺
4814Ναι → Τέλος
Ατέρμων βρόχος = βρόχος που δεν σταματά ποτέ (αν η ερώτηση δεν γίνει ποτέ «Ναι»). Τότε ο αλγόριθμος χάνει την περατότητα!
Ο ρόμβος είναι μια ερώτηση Ναι/Όχι. Τα σχήματα του διαγράμματος τα μαθαίνουμε στο Μάθημα 06.
3.4 · ΑΝΑΔΡΟΜΙΚΟΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ · ΣΕΛ. 37 · → ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΒΗΜΑ

Ο αλγόριθμος καλεί τον εαυτό του — για ένα μικρότερο πρόβλημα

Στην ουρά του κυλικείου θέλω να μάθω πόσοι είναι μπροστά μου, χωρίς να βγω από τη θέση μου. Ρωτάω τον μπροστινό μου την ίδια ερώτηση…

🧍Α«κανείς: 0»→ λέει 0
🧍Βρωτά τον Α0 + 1 = 1
🧍Γρωτά τον Β1 + 1 = 2
🧍Δρωτά τον Γ2 + 1 = 3
🙋εγώρωτάω τον Δ3 + 1 = 4 ✓
Η ερώτηση πάει μπροστά μέχρι κάποιον που απαντά αμέσως («κανείς»), και η απάντηση γυρίζει πίσω με +1 σε κάθε βήμα. Το βιβλίο κάνει το ίδιο με το γινόμενο 1 · 2 · … · Ν (σελ. 37–38).
Αλγόριθμος ΟΥΡΑ(εγώ)ΑρχήΡώτα τον μπροστινό:«πόσοι είναι μπροστά σου;»Είναι κανείςμπροστά μου;Ναι↻ ΟΥΡΑ(ο μπροστινός)και μετά + 1ΌχιΤέλος
ΤΟ ΣΗΜΑΔΙ ΚΑΘΕ ΤΥΠΟΥ ΣΤΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ

Πώς τον αναγνωρίζω με μια ματιά

ΑρχήΒήμα 1Βήμα 2Βήμα 3Τέλος

Σειριακός

μία στήλη: ένα κουτί μετά το άλλο

ΑρχήΒήμα 1ΑΒΓταυτόχροναΒήμα 5Τέλος

Παράλληλος

η ροή χωρίζεται σε κουτιά δίπλα-δίπλα που γίνονται μαζί

ΑρχήΒήμα 1Τελείωσα;Όχι↺ΝαιΤέλος

Επαναληπτικός

ένα βέλος γυρίζει πίσω (βρόχος ↺)

Αλγόριθμος Χ(ν)ΑρχήΒήμα 1ν = 1;Όχι↻ Χ(ν − 1)ΝαιΤέλος

Αναδρομικός

ο αλγόριθμος καλεί τον εαυτό του: το ίδιο όνομα σε κουτί με διπλές πλευρές

ΔΟΚΙΜΑΣΤΕ ΤΩΡΑ · ΔΕΙΞΤΕ ΜΕ ΤΑ ΔΑΧΤΥΛΑ: 1 ΣΕΙΡΙΑΚΟΣ · 2 ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΣ · 3 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟΣ · 4 ΑΝΑΔΡΟΜΙΚΟΣ

Ποιος τύπος είναι;

Α
ΑρχήΒάλε ένα πιάτοστο πλυντήριοΆδειασεο νεροχύτης;Όχι↺ΝαιΤέλος

Επαναληπτικός

Β
Αλγόριθμος ΦΑΚΕΛΟΣ(φ)ΑρχήΜέτρησε τα αρχείατου φακέλου φΈχει μέσαυποφάκελο;Ναι↻ ΦΑΚΕΛΟΣ(ουποφάκελος)ΌχιΤέλος

Αναδρομικός

Γ
ΑρχήΒάλε ψωμίΒάλε τυρίΚλείσε την τοστιέραΤέλος

Σειριακός

Δ
ΑρχήΜάθημα: τέλοςΒ1 γράφειΒ2 γράφειΒ3 γράφειταυτόχροναΜαζεύω τα γραπτάΤέλος

Παράλληλος

ΤΩΡΑ · ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 05 · ΣΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ · 20 ΛΕΠΤΑ

«Ο χαλασμένος αλγόριθμος»

  1. Μέρος 1 (3΄): Δεδομένα / Ζητούμενα — και τι λείπει για να λυθεί.
  2. Μέρος 2α (9΄): ένας αλγόριθμος της ειδικότητάς σας με 3 χαλασμένα βήματα. Βρείτε ποια είναι, ποιο χαρακτηριστικό χαλάει το καθένα, και γράψτε το σωστά.
  3. Μέρος 2β (5΄): τρία διαγράμματα. Ποιος τύπος είναι το καθένα;
  4. Μέρος 3 (3΄, προαιρετικό): αν τον αλγόριθμο τον εκτελούσε ένα ρομπότ…
Αποθήκευση στην Επιφάνεια εργασίας ως ΦΕ05_Επώνυμο (σε ζευγάρι: ΦΕ05_Επώνυμο1_Επώνυμο2).
ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ · ΑΠΑΝΤΑΜΕ ΠΡΟΦΟΡΙΚΑ

Ας δούμε τι κρατήσαμε

  1. Τι είναι αλγόριθμος;Η ακριβής περιγραφή μιας σειράς βημάτων που λύνουν ένα πρόβλημα
  2. Ποιος είναι ο εκτελεστής όταν η ταμειακή υπολογίζει τα ρέστα;Ο υπολογιστής (η ταμειακή)· λύτης ο προγραμματιστής, χρήστης η κυρία του κυλικείου
  3. Τι πάθαμε με το «ψήσε λίγο»;Δεν έχει καθοριστικότητα: δεν λέει ακριβώς πόσο
  4. Ποιο χαρακτηριστικό χάνει ένας ατέρμων βρόχος;Την περατότητα: δεν τελειώνει ποτέ
  5. Πώς καταλαβαίνω σε διάγραμμα ότι ο αλγόριθμος είναι επαναληπτικός;Ένα βέλος γυρίζει πίσω σε προηγούμενο βήμα (βρόχος)
  6. Πότε μπορούν δύο βήματα να γίνουν παράλληλα;Όταν το ένα δεν χρειάζεται το αποτέλεσμα του άλλου

κλικ σε μια ερώτηση: η απάντησή της · A: όλες οι απαντήσεις

ΚΛΕΙΣΙΜΟ · ΠΑΙΖΟΥΜΕ

Kahoot! · Μάθημα 05

  1. Ανοίξτε kahoot.it σε νέα καρτέλα
  2. Γράψτε το PIN που βλέπετε στην οθόνη
  3. Ψευδώνυμο: μικρό όνομα + αρχικό επωνύμου
  4. Απαντήστε γρήγορα: μετράει και η ταχύτητα
8

ερωτήσεις · περίπου 4 λεπτά

Ο αλγόριθμος: χαρακτηριστικά και τύποι

ΜΕΤΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ

Τι ακολουθεί

📖

Μελέτη

Βιβλίο: τυπωμένες σελ. 28, 30 και 36–37 (ορισμός, τα πέντε χαρακτηριστικά, οι τύποι αλγορίθμων).

🎬

Στο eClass

Αυτή η παρουσίαση (πλήκτρο A για τις απαντήσεις) και δύο βίντεο: «Τι είναι αλγόριθμος» (ελληνικά, 1,5΄) και του TED-Ed (αγγλικά), όπου μετράνε μια αίθουσα σειριακά και παράλληλα.

➡️

Μάθημα 06

Τα κουτιά αποκτούν σχήματα: οβάλ, πλάγιο, ορθογώνιο — και ο ρόμβος που είδαμε σήμερα.

Πηγές: σχολικό βιβλίο «Εισαγωγή στις Αρχές της Επιστήμης των Η/Υ», Κεφ. 3.1, 3.2, 3.4 (σελ. 28–31, 36–38). Διαγράμματα: δημιουργήθηκαν για το μάθημα.