الخوارزميات جمع مفرده خوارزمية، والخوارزمية هي عملية مفصلة خطوة بخطوة يتم اتباعها من أجل إنجاز مهمة محددة.
بالتأكيد يمكن أن تبدو خوارزميات الكمبيوتر معقدة، لكن المفهوم الأساسي سهل الوصول إليه من قبل الأشخاص غير الاختصاصيين.
كما يمكننا تحديد خوارزمية ما من خلال كتابة التعليمات خطوة بخطوة، والتفكير في الأشياء على شكل خطوات منفصلة.
على سبيل المثال يمكن أن تكون الخوارزمية الخاصة بنا هي روتين الصباح للطفل، فنستطيع ترتيبها بهذا الشكل:
- الاستيقاظ واطفاء المنبه.
- ارتداء الملابس.
- تنظيف الأسنان بالفرشاة.
- تناول الإفطار.
- الذهاب للمدرسة.
بالتالي نستنتج من هذا المثال البسيط أننا نستخدم الخوارزميات طوال الوقت حتى لو لم نكن مدركين لذلك.
بالتأكيد دراسة الخوارزميات لا يضع أساساً قوياً في مهارات البرمجة فقط، إنما يكون مفيد لتطوير مهارات التفكير المنطقي.
وبذلك نستطيع اكتساب القدرة على فهم وتنفيذ وتحليل خوارزمية ما بأن نقوم بممارسة التفكير المنظم والقدرات المنطقية،
وهنا نستعرض بعض المشكلات الحسابية التي تتطلب مناقشة:
أولاً: معرفة ما إذا كان الرقم فردياً أم زوجياً. ثانياً: حساب جميع عوامل العدد (الأرقام التي يقبل القسمة عليها بدون باقي).
ثالثاً: معرفة ما إذا كان العدد أولياً. رابعاً: امكانية ترتيب قائمة من 10 أرقام مرتبة بشكل عشوائي، وغيرها الكثير.
فلكل مشكلة من هذه المشكلات خوارزمية حل، بحيث تتكون كل خوارزمية من عدد من الخطوات التي توصلنا للهدف.
وان من أكبر أمثلة الخوارزميات في عصرنا الحالي هو خوارزميات البحث والترتيب في جوجل، والتي تعتبر من أهم وأقوى الأمثلة المعاصرة.
قد يهمك أن تقرأ: خوارزمية جوجل الأساسية والخوارزمية العريضة
ما هو تاريخ الخوارزميات؟
لابد من أن وجود الخوارزميات قديم. لكن مصطلح “الخوارزمية” مشتق من اسم العالم محمد بن موسى الخوارزمي.
وهو عالم في الرياضيات والجغرافيا، فارسي الأصل، عاش في القرن التاسع. ألف كتابه حول الحسابات مع الأرقام الهندوسية.
بعد ذلك تمت ترجمة الكتاب إلى اللاتينية. بالتأكيد كان هذا الكتاب بالغ الأهمية لتطوير النظام العشري الذي نستخدمه اليوم.
كما طور الخوارزمي منهجاً لحل المعادلات الخطية والتربيعية، تمت تسمية هذا المنهج بالجبر بعد ذلك، فيكون بذلك هو المؤسس للرياضيات الحديثة.
أثر الخوارزميات في حياتنا:
المشكلات جزء أساسي من حياتنا، فعند كل مشكلة تواجهنا يأتي أحدهم ويقول: لكل مشكلة حل. ترسخت هذه الجملة في عقولنا.
لا بل منعتنا من الاستسلام في كل مرة تواجهنا فيها مشكلة قد تبدو في لحظة ما أنها مستحيلة الحل.
الحل هو الخوارزميات:
نعم الخوارزميات هي الحل، فالخوارزميات هي الحل لمشاكل البرمجة لدينا، فهي تحتوي على خطوات متسلسلة نحتاجها للوصول لهدف ما. ونحن نطبق أحدثها وأسرعها في شركة view للبرمجة في خوارزميات تحسين محركات البحث.
علاوة على ذلك نحن لا يمكننا ربط أو حصر الخوارزميات بمشكلات البرمجة والحاسوب والذكاء الصنعي فقط.
لأن الأفق الخاص بالخوارزميات واسع جداً فنحن نستخدمها دون أن ندرك لحل جميع أنواع المشكلات التي تواجهنا يومياً.
لماذا من المهم دراسة الخوارزميات؟
تعد الخوارزميات مهمة في عالمنا اليوم، لأنها الطريق الذي يوصلنا إلى هدفنا، بعبارة أخرى هي الوسيلة المستخدمة لإنجاز أي عمل.
لكننا في الواقع كل ما نركز عليه هو النتيجة، فنحن نفكر بالهدف أولا، ونهمل الطريق الذي يوصلنا لهذا الهدف.
للتوضيح دعونا نفكر بهذا الشكل أنه لولا وجود الطريق فسيبقى الهدف محصور في خيالنا فقط ولن نحصل على أية نتيجة.
وعلى سبيل المثال إذا كانت البرمجة بناء، فإن الخوارزمية هي العمود الذي يقف عليه هذا البناء، وبدون أعمدة لا يوجد بناء.
دراسة الخوارزميات يجب أن تكون للجميع:
إن دراسة الخوارزميات أصبحت أساسية لجميع الناس على اختلاف تخصصاتهم، حيث تمنح الإنسان ميزة على أولئك الذين لم يدرسوا الخوارزميات.
فالخوارزمية نموذج حسابي يأخذ بعض المدخلات ويمنحك المخرجات بعد المعالجة، وفهمنا لهذا الأساس ينفعنا في حياتنا بهذا الشكل:
1. نلاحظ تحسن في أداءنا لأي عمل كان:
هناك بعض الأعمال التي نقوم بها يومياً بشكل اعتيادي سواء في المنزل أو الشارع أو العمل، ونكررها على الدوام.
بعبارة أخرى قمنا بحفظ بعض الخطوات لإنجاز مهامنا المطلوبة ونحن نقوم بتكرارها يومياً، لكننا لو توقفنا قليلاً وسألنا أنفسنا:
هل نستطيع تغيير هذه الخطوات بحيث نحصل على مساحة أكبر من الوقت كالعمل عن بعد واختصار الوقت الضائع في المواصلات.
أو نكسب المال أكثر كالارتباط بوظيفتين في نفس الوقت والقدرة على إعطاء نتائج مثالية ورائعة لكلتا الوظيفتين.
أو الحصول على الراحة من أعمال لا تزيد من ثقافتنا ولا تطورنا، لكننا مجبرين على تكرارها يومياً كالأعمال المنزلية المملة.
بالتأكيد جواب هذا السؤال هو نعم نحن نستطيع، لكن أولاً علينا تحسين أداءنا في حل هذه الأمور وتطوير مهاراتنا.
باختصار إن دراسة الخوارزميات تنفعنا بشكل كبير، فالجميع يقوم بهذه المهام ولكن كل شخص له طريقته الخاصة.
وهنا يأتي الاختلاف بين هذه الطرق، فذات المنطق يمكن أن يكون رائعاً لعمل ما وليس جيداً لعمل آخر.
2. الاستثمار الصحيح للموارد المتاحة:
فالإنسان الذي يستطيع الخروج بنتيجة جيدة أو ناجحة بعد عمله تحت ظروف سيئة أو صعبة فهو في الحقيقة إنسان مبدع. ومما لا شك فيه أن الجميع دون استثناء يمتلك المقدرة على أن يكون مبدعاً، ولكن بدرجات متفاوتة أو بمجالات مختلفة.ومن المؤكد أن المهارة موجودة لدى الجميع إجمالاً، ولكن عند البعض تكون مهارة كامنة غير مستثمرة، لذلك علينا دراسة الخوارزميات.
3. توفير الوضوح:
بدراسة الخوارزميات نستطيع فهم وتعريف المشكلات بطريقة أفضل، فهي تمكننا من تحليل المشكلة وتجزئتها إلى مشكلات أصغر.
بحيث نستطيع حلها في حين تبدو لنا المشكلة الأساسية صعبة الحل أو حتى مستحيلة فبالتفكير والمنطق نحصل على الحل.
باختصار نستنتج أن دراسة الخوارزميات ليست ضرورية للمبرمجين فقط، إنما يجب أن تكون للجميع المهندسين والأطباء والمعلمين والاقتصاديين والحرفيين وكافة الاختصاصات، لا بل يجب أن تكون مادة أساسية في المدارس بحيث يتم تدريسها للأطفال بشكل احترافي ومنهجي.