“Wie zich iets kan voorstellen, kan het onmogelijke creëren.” - Alan Turing
Algoritmen zijn wiskundige problemen waardoor amateur-wiskundigen het behoorlijk benauwd kunnen krijgen. Nu maken algoritmen deel uit van ons dagelijks leven en reiken ze veel verder dan alleen IT (Information Technology). Een recept, puzzel of zelfs een sporttrainingsroutine kunnen als algoritmen worden beschouwd.
In 2019 waren er naar schatting 19 miljoen programmeurs over de hele wereld. Tegen het jaar 2030 zullen dat er naar verwachting zo’n 45 miljoen zijn.
Wat is een betere reden om een algoritme te leren schrijven?
In deze blog kijkt Superprof naar wiskundige tips voor het coderen van een algoritme.
Wat is een Algoritme?
De eerste keer dat je een algoritme ziet, is waarschijnlijk wanneer je meetkunde gaat bestuderen.
Zelfs je tafels van vermenigvuldiging kunnen dienen als een inleiding tot algoritmen, aangezien een algoritme een reeks instructies is die wordt gebruikt om een resultaat te vinden in een database met bekende informatie.
Om een algoritme te maken, moet je de volgende vragen kunnen beantwoorden:
- Wat is een variabele?
- Welke soorten variabelen zijn mogelijk?
- Wat voor soort instructies kan ik gebruiken om de bewerkingen te sorteren?
Aangezien het doel van een algoritme is om een reeks instructies te herhalen totdat het uiteindelijke resultaat is gevonden uit bekende en onbekende informatie, moet je de onbekende variabelen definiëren.
Een variabele zijn gegevens die zijn opgeslagen en die een programma zal zoeken en die numeriek (een getal), tekstueel (tekens) of Booleaans (met een waarde waar of onwaar) kunnen zijn.
Bijvoorbeeld: om een gerecht te maken, moet de chef het recept stap voor stap volgen tot het klaar is.
Tijdens het koken zou je kunnen zeggen ‘zout toevoegen’, ‘het gerecht is te zout’ of ‘stop met zout toevoegen’.
Vervang de ingrediënten door driehoeken, rechthoeken, vectoren en vergelijkingen en je hebt logica.
Laten we teruggaan naar onze berekeningen...
De instructies moeten in een taal zijn die een computer kan begrijpen.
Over het algemeen gebruiken mensen hun moedertaal of een taal die ze spreken. Een computer daarentegen moet een programmeertaal gebruiken zoals C, C++, Java, JavaScript, Python of PHP.
In algoritmen worden de talen pseudo-code genoemd omdat het noch een programmeertaal, noch een natuurlijke taal is. Het is een manier om algoritmen te beschrijven zonder dat je per se hoeft te weten hoe je moet coderen. Het doel is om de processen of instructies te beschrijven die zullen worden uitgevoerd.
Als je bijvoorbeeld de weg oversteekt, voert je brein het volgende algoritme uit:
- Kijk naar rechts, links en nog een keer naar rechts;
- Als er geen auto aankomt;
- De weg oversteken;
- Anders wachten en herhalen.
In wiskundige termen moet je beschrijven wat er in het tegenovergestelde geval gebeurt.
Je moet iteratie en voorwaarden gebruiken.
Een algoritme omvat 3 fasen:
- De gegevens die nodig zijn om het algoritme te gebruiken;
- De uit te voeren bewerkingen;
- Het eindresultaat.
Het coderen van algoritmen vereist een goed begrip van logica.
Onze wiskunde docenten van Superprof leren je graag alles over algoritmes, van A tot Z!
De Variabelen Definiëren om een Algoritme te Schrijven
Een variabele is per definitie data waarvan de waarde kan veranderen, fluctueren of variëren.
Op Twitter worden tweets bijvoorbeeld als variabelen beschouwd. Dit bericht kan worden gevuld met maximaal 280 tekens. De variabele is in dit geval de ‘tweet’ en wordt opgeslagen als tekst.
Een variabele kan ook bestaan uit decimale getallen: 0,1; 0,011; 0,12; ...; 0,999, enzovoort en het moet bekend zijn dat programma's alleen hele getallen, reële getallen en complexe getallen kunnen opslaan en geen letters herkennen.
Om algoritmen te maken, moet je specificeren wat elk type variabele is. Het doel is om te beschrijven in welk soort situatie het nummer zal worden aangetroffen.
Als je bijvoorbeeld een alarm wilt programmeren, moet je de telefoon opdracht geven om van maandag tot en met vrijdag om 6:00 uur te rinkelen. In plaats van elke dag het alarm af te laten gaan en zaterdag en zondag uit te sluiten, kun je instellen dat het elke dag afgaat van maandag tot en met vrijdag.
Je kunt operatoren gebruiken om deze variabelen aan te geven:
- Voor getallen kun je tekens gebruiken zoals +, -, x en ÷;
- Voor tekenreeksen kun je & en + gebruiken om tekenreeksen samen te voegen;
- Voor Bouliaanse operatoren kun je logica gebruiken zoals AND, OR of NOT.
Een algoritme kan zich herhalen in een lus totdat het is opgelost.
Ontdek alles over het maken van algoritmes met privélessen, gegeven door onze ervaren wiskunde docenten via Superprof!
Voorwaardelijke en Iteratieve Verklaringen
Een iteratieve instructie wordt een bepaald aantal keren herhaald.
Om tot het uiteindelijke resultaat te komen, zal het algoritme vele malen een lus maken, waarbij vaak termen als FOR of WHILE in de code worden gebruikt. Dit betekent dat het zich herhaalt totdat het resultaat is wat het nodig heeft.
Bij nakijken kun je bijvoorbeeld een soortgelijk proces gebruiken. Hoewel je nog steeds fouten maakt, blijf doorstuderen. Aan het einde is aan de voorwaarde voldaan en kun je de lus beëindigen, zolang je maar geen voorwaarde hebt gecreëerd die een oneindige lus veroorzaakt.
In deze gevallen worden ‘ENDIF’, ‘IFEND’ en ‘END’ vaak gebruikt om anders eindeloze lussen te doorbreken.
Welke Hulpmiddelen Kun je Gebruiken voor Algoritmen?
Middelbare scholieren kunnen worden belast met het schrijven van algoritmen. Scholen leren steeds jongere leerlingen over codering en algoritmen.
Jongere middelbare scholieren kunnen hulpmiddelen gebruiken zoals:
- RobotProg;
- Scratch.
Voor meer gevorderde of oudere studenten zijn er hulpmiddelen zoals:
- BlocksCAD;
- Beetle Blocks;
- PythonPython;
- Scilab;
- Xcad.
Scratch is een van de meest populaire hulpmiddelen. Hiermee kunnen kinderen tussen acht en zestien jaar leren over coderen en algoritmen. Programmeren en algoritmen zijn immers nauw verwant en met Scratch kunnen leerlingen hun eigen interactieve verhalen, games en animaties programmeren. Het is gratis en voor iedereen beschikbaar.
Zoek je naar bijles wiskunde aan huis? Twijfel dan niet om lessen te nemen via Superprof. Onze wiskunde leraren helpen je graag!
Voor oudere studenten is Python de taal om te leren als het gaat om programmeeralgoritmen. Middelbare scholieren kunnen beginnen met het leren van deze programmeertaal. Verder zijn er tal van geweldige online bronnen voor het programmeren van algoritmen met Python.
Oefeningen om Algoritmen in Praktijk te Brengen
Er is geen betere manier om iets te begrijpen dan door het zelf uit te proberen.
Hier zijn enkele snelle oefeningen die je kunt doen om basisalgoritmen te maken.
Oefening 1:
Stel je voor dat we honderd speelgoedkubussen hebben. Een kind bouwt er 'piramides' mee.
- Stap 1: één kubus;
- Stap 2: drie kubussen (twee op de basis en één op het tweede niveau);
- Stap 3: zes kubussen (drie op de basis, twee op het tweede niveau en één op het derde niveau).
Hoe vaak kunnen we dit proces herhalen totdat alle kubussen zijn gebruikt?
Bepaal het aantal kubussen dat nodig is voor stap 4 en stap 5.
Hoeveel kubussen zijn er nodig om van stap 3 naar stap 4 te gaan, dan van stap 4 naar stap 5 en dan van stap n-1 naar stap n?
Voltooi dit algoritme waarbij N het aantal stappen is dat je kunt uitvoeren met honderd kubussen en R het aantal resterende kubussen.
Oefening 2
Maak een algoritme dat een getal tussen 1 en 5 kiest totdat het het gewenste getal krijgt:
Hier is hoe dit moet worden uitgeschreven:
- Variabele N is een geheel getal;
- Begin;
- N ← 0;
- Schrijf ‘Voer een getal in tussen 1 en 5’;
- WHILE N < 1 OF > 5 READ N;
- IF N < 1 OF N > 5;
- Schrijf ‘Verkeerd. Probeer het nog eens.’;
- EDIF;
- ENDWHILE;
- END.
Voel je je een beetje verloren?
Klaar om Meer te Leren over Algoritmen?
Gelukkig is Superprof er om je te helpen. Aarzel niet om een programmeerleraar te zoeken om je te helpen. Er is geen betere manier om te leren coderen dan met op maat gemaakte bijlessen en oefeningen om je verder te helpen.
Je kunt bijlesdocenten vinden die gespecialiseerd zijn in wiskunde voor alle niveaus, van basisschool tot universiteit. Er zijn verschillende manieren om van een privéleraar te leren, dus zorg ervoor dat je het type bijles kiest dat bij je past, hoe je het leuk vindt om te leren en wat je budget is.
Een-op-een bijles is het meest gebruikelijk en houdt meestal in dat de bijlesdocent slechts één student bij hen thuis lesgeeft. Omdat er maar één leerling is, kan de bijlesdocent elke minuut van de les op hen afstemmen en ervoor zorgen dat ze het meeste halen uit elke minuut dat ze samenwerken. Natuurlijk kost deze op maat gemaakte service meestal meer omdat je betaalt voor de bijles en de tijd die de bijlesdocent moet besteden aan het plannen van de lessen en het reizen naar het huis van zijn studenten.
Online bijlessen kunnen ook een-op-een worden gegeven, maar aangezien de bijlesdocent niet naar zijn studenten hoeft te reizen en elke week meer lessen kan geven, rekenen ze niet zo veel. Hoewel deze niet ideaal zijn voor praktische onderwerpen en vaardigheden, is online bijles uitstekend geschikt voor academische vakken zoals wiskunde.
Groepslessen zijn een uitstekende keuze voor mensen met een beperkt budget. Met meerdere studenten die dezelfde klas bijwonen, kan de tutor het zich veroorloven om minder per student in rekening te brengen. Hoewel je niet kunt genieten van lessen die speciaal op jou zijn afgestemd, kun je er wel van genieten om er minder voor te betalen. Als jij en een paar vrienden, familieleden, klasgenoten of collega's meer willen leren over wiskunde, kan groepsbegeleiding een uitstekende en betaalbare optie zijn.
Vergeet niet dat veel van de docenten op Superprof het eerste uur bijles gratis aanbieden, zodat je er een paar kunt uitproberen voordat je beslist welke het beste bij je past. Je kunt ook de verschillende soorten bijles uitproberen als je niet zeker weet welke je wilt.
Vond je dit artikel leuk? Laat een beoordeling achter!
Laden...
