الگوریتم (نسبت: الگوریتمی، خوارزمیک) یا خوارزمی مجموعه‌ای متناهی از دستورالعمل‌ها است، که به ترتیب خاصی اجرا می‌شوند و مسئله‌ای را حل می‌کنند. به عبارت دیگر یک الگوریتم، روشی گام به گام برای حل مسئله است. شیوه محاسبه معدل در مدرسه، یکی از نمونه‌های الگوریتم است.

ریشه واژهٔ الگوریتم

واژه الگوریتم از نام ریاضیدان و ستاره‌شناس و جغرافی‌دان نامی ایرانی، ابوجعفر محمد بن موسی خوارزمی (الخوارزمی)، گرفته شده است، که در خوارزم زاده شد و در دانشگاه «بیت الحکمه» بغداد به اوج شهرت رسید. خوارزم یکی از شهرهای «ایران بزرگ» بود، که امروزه در ازبکستان واقع شده است و خیوه نام دارد. رساله‌ای که خوارزمی در قرن ۹ میلادی به عربی نگاشته بود، در قرن ۱۲ بهلاتین با نام "Algoritmi de numero Indorum" ترجمه شد؛ یعنی "[کتابی بدست] «الگوریتمی» در مورد اعداد هندی"، که «الگوریتمی» نام الخوارزمی بود که مترجم در تبدیل به لاتین نام وی را جلوی نام اصلی کتاب (در مورد اعداد هندی) آورده بود. در قرن ۱۳ میلادی واژه الگوریسموس(algorismus) به معنای «سیستم شمارش عربی (دهدهی)» (یعنی اعداد ۱ تا ۹ به علاوه صفر، و نیز مفهوم اعشار) بود؛ که هنوز هم یکی از معانی واژه الگوریسم(algorism) است. معنای دیگر الگوریسم «حساب کردن با کمک اعداد عربی» است؛ یعنی فن انجام أعمال حسابی پایه، مانند جمع و ضرب، با قرار دادن اعداد در زیر هم و إعمال قواعدی خاص، که جایگزین به کارگیری اعداد رومی و استفاده از چرتکه شد. حتی روش انجام دستی تقسیم و جذر گرفتن (رادیکال) هم الگوریسم نامیده می‌شود. در قرن ۱۹ این کلمه در فرانسوی به algorithme تغییر شکل پیدا کرد، البته معنایش ثابت ماند. طولی نکشید که این کلمه به شکل algorithm وارد زبان انگلیسی شد؛ ولی فقط در اواخر قرن ۱۹ میلادی بود که معنای عام‌تر امروزی‌اش را یافت، و به «هر مجموعه قواعدی برای انجام یک رویه محاسباتی یا روال رایانه‌ای به کار رود» الگوریتم گفته شد.

تبدیل نام الخوارزمی به الگوریسم و سپس الگوریتم احتمالاً تحت تأثیر واژه یونانی arithmos (به معنای عدد) و arithmetic (به معنای محاسباتی) بوده است. برخی منابع هم کلمه لگاریتم را هم در تبدیل الگوریسم و الگوریتم بی تأثیر ندانسته‌اند.

برنامه‌نویسی رایانه در فرهنگ واژه غیر متخصّصین ممکن است به تمام پروژه ساخت نرم‌افزار یا برنامهٔ رایانه‌ای گفته شود. با این همه برنامه‌نویسی تنها بخشی از فرایند توسعهٔ نرم‌افزار یا برنامه رایانه‌ای است. اهمیت، توجه و منابع اختصاص داده شده به برنامه‌نویسی، بسته به ویژگی‌های مشخص شده محصول و خواست افراد درگیر در پروژه و کاربران و در نهایت شیوهٔ انتخاب شدهمهندسی نرم‌افزار متغیر است.

برنامه‌نویسی رایانه (که اغلب به طور کوتاه برنامه‌نویسی نامیده می‌شود) فرایند سوق دادن ساختار اصلی یک مسئله محاسباتی به برنامه‌ای قابل اجرا است. این کار مستلزم فعالیت‌هایی همچون تحلیل و درک مسئله است و عموماً حل چنین مسایلی منجر می‌شود به ایجاد یک الگوریتم، بازبینی نیازمندی‌های الگوریتم که شامل صحت و میزان منابع مصرفی است، پیاده‌سازی (که معمولاً به عنوان کدینگ از آن یاد می‌شود) این الگوریتم در یک زبان برنامه‌نویسی مقصد، تست کردن، اشکال زدایی، نگه داری کد منبع، پیاده‌سازی سیستم ساخت(build system) و مدیریت مصنوعات مشتق شده مانند کد ترجمه شده به زبان ماشین برنامه‌های کامپیوتری. الگوریتم اغلب تنها به شکل قابل تجزیه و تحلیل برای انسان و قابل استدلال با منطق نمایش داده می‌شود. کد منبع به یک یا چند زبان برنامه‌نویسی، مانند جاوااسکریپت، اسمال‌تاک، پایتون، جاوا، سی شارپ، سی پلاس‌پلاس و سی نوشته شده است.

زبان برنامه‌نویسی سی، زبانی همه منظوره، ساخت‌یافته، دستوری و روندگرا می‌باشد که در سال ۱۹۷۲ توسط دنیس ریچی در آزمایشگاه‌های بل ساخته شد.

پیشینه

در سال ۱۹۶۷ مارتین ریچاردز زبان BCPL را برای نوشتن نرم‌افزارهای سیستم‌عامل و کامپایلر در دانشگاه کمبریج ابداع کرد. سپس در سال ۱۹۷۰ کن تامسون بل زبان B را بر مبنای ویژگی‌های زبان BCPL نوشت و از آن برای ایجاد اولین نسخه‌های سیستم‌عامل یونیکس در آزمایشگاه‌های بلاستفاده کرد. زبان C در سال ۱۹۷۲ توسط دنیس ریچی از روی زبان B و BCPL در آزمایشگاه بل ساخته شد و ویژگی‌های جدیدی همچون نظارت بر نوع داده‌ها نیز به آن اضافه شد. ریچی از این زبان برای ایجاد سیستم‌عامل یونیکس استفاده کرد اما بعدها اکثر سیستم‌عامل‌های دیگر نیز با همین زبان نوشته شدند. این زبان با سرعت بسیاری گسترش یافت و چاپ کتاب "The C Programming Language" در سال ۱۹۷۸ توسط برایان کرنیگان و ریچی باعث رشد روزافزون این زبان در جهان شد.

متأسفانه استفاده گسترده این زبان در انواع کامپیوترها و سخت‌افزارهای مختلف باعث شد که نسخه‌های مختلفی از این زبان بوجود آید که با یکدیگر ناسازگار بودند. در سال ۱۹۸۳ مؤسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI) کمیته‌ای موسوم به X3J11 را را مأمور کرد تا یک تعریف فاقد ابهام و مستقل از ماشین را از این زبان تدوین نماید. در سال ۱۹۸۹ این استاندارد تحت عنوان ANSI C به تصویب رسید و سپس در سال ۱۹۹۰، سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) نیز این استاندارد را پذیرفت و مستندات مشترک آنها تحت عنوان ANSI/ISO C منتشر گردید.

در سال‌های بعد و با ظهور روش‌های برنامه‌نویسی شئ‌گرا نسخه جدیدی از زبان C بنام C++ توسط بی‌یارنه استراس‌تروپ در اوایل ۱۹۸۰ در آزمایشگاه‌های بل توسعه یافت. در C++ علاوه بر امکانات جدید، خاصیت شئ‌گرایی نیز به C اضافه شده‌است.

با گسترش شبکه و اینترنت، نیاز به زبانی احساس شد که برنامه‌های آن بتوانند برروی هر ماشین و هر سیستم‌عامل دلخواهی اجرا گردد. شرکت سان مایکروسیستمز در سال ۱۹۹۵ میلادی زبانجاوا را برمبنای C و C++ ایجاد کرد که هم اکنون از آن در سطح وسیعی استفاده می‌شود و برنامه‌های نوشته شده به آن برروی هر کامپیوتری که از جاوا پشتیبانی کند (تقریباً تمام سیستم‌های شناخته شده) قابل اجرا می‌باشد.

 

فهرست مطالب:

فصل اول: مفاهیم اولیه

الگوریتم

شرایط الگوریتم ها

فلوچارت

نوع داده مجرد

انواع توابع یک نوع داده

بررسی نحوه اجرای برنامه

و...

فصل دوم: زبان برنامه نویسی

مقدمه

ویژگی های مهم زبان C

کاراکتر

شناسه

متغیر

علامت توضیح

ساختار برنامه ها

دستورالعمل های اجرایی

و...

فصل سوم: انواع داده ها

مقدمه

انواع داده های اسکالر

انواع داده های غیر اسکالر

اعلان متغیرها

داده های صحیح

مقادیر ثابت صحیح

داده های اعشاری

داده های کاراکتری

و...

فصل چهارم: توابع ورودی و خروجی

مقدمه

تابع  () printf

كاراكتر فرمت n%

تابع () scanf 

و...

فصل پنجم: ساختارهای کنترلی و شرطی

مقدمه

دستور کنترلي while

دستور کنترلي do while

دستور کنترلي for

دستورهاي شرطي if‍ و if-else

دستور شرطي switch

و...

فصل ششم: برنامه سازی پیمانه ای

مقدمه

تعریف تابع

دستور return

فراخواني تابع

تابع بازگشتی

استفاده از چند تابع

پارامترهاي خط فرمان

و...

فصل هفتم: آرایه

مقدمه

تعریف آرایه

اندیس آرایه

مقداردهي اوليه آرايه

آرايه هاي چند بعدي

انتقال آرايه به يك تابع

آرايه ها و رشته ها

و...

فصل هشتم: اشاره گر

مقدمه

تعریف اشاره گر

آدرس متغیر

مقداردهي اوليه اشاره‌ گر

اشاره‌ گر تهي

عمليات روي اشاره‌ گرها

و...

فصل نهم: نوع داده کاربر

مقدمه

ساختار

ساختارهای تو در تو

اختصاص مقادير اوليه

آرايه‌ اي از ساختارها

پردازش يك ساختار

انتقال ساختار به تابع

داده تعريف شده توسط کاربر

و...

فصل دهم: پشته و صف

مقدمه

نوع داده مجرد پشته

پشته چندگانه

ارزشيابي عبارات infix ،postfix ،prefix

نوع داده مجرد صف

صف حلقوی

و...

فصل یازدهم: ساختار درختی

مقدمه

درخت

نمایش درخت

نمایش لیست

نمايش فرزند چپ ـ همزاد راست

نمايش دودويي يك درخت

درخت دودویی

تفاوتهاي درخت عادي با درخت دودويي

خواص درختان دودويي

درخت دودويي پر

و...

فصل دوازدهم: فایل

مقدمه

انواع فایل

بازکردن و بستن فایل

توابع کار با فایل ها

فايل هاي ورودي و خروجي

توابع دیگر

دستگاههاي ورودي و خروجي استاندارد

و...

فصل سیزدهم: توابع کتابخانه ای

مقدمه

توابع تبديل نوع

توابع ریاضی

توابع کاراکتری

توابع رشته ای

توابع تخصيص‌ حافظه پويا

و...