Algorithm क्या है और आसानी से कैसे लिखें?

सायद आपको पता नहीं होगा ऍल्गोरिथम क्या है (What is Algorithm in Hindi) और आपको अगर यह नहीं पता तो आपको Algorithm कैसे लिखें यह भी नहीं पता होगा. लेकिन आज मैं आपको, आपके दोनों सवालों के जवाब के साथ साथ कुछ और जानकारी देने की कोसिस करूँगा जो की Algorithm संभंदी है. जिसे आपके सारे सवालों के जवाब मिल जाएँ वो भी Hindi में.

प्रत्येक दिन सुबह उठते ही हम काम पे लग जाते हैं. हर काम को प्रारंभ से लेके ख़तम होने तक कुछ Steps को Follow करते हैं. हर काम आपके लिए Problem जैसे होते है ओर Problem का हल काम करने से मिलता है. हल निकालने के लिए हम एक क्रम निश्तित करते हैं. एक उदाहरण से समझते हैं “आपको चाय बनानी है” तो इस कार्य को संपन करने के लिए, हेमे कुछ क्रम का अनुसरण करने की आवस्यकता है. वैसे ही अगर आप रोटी बना रहे हो तो इस कार्य को संपन करने के लिए भी आप कुछ Steps को Follow करते हैं. निचे चाय बनाने के Steps दिए गए हैं.

1. सबसे पहले एक बरतन में पानी डालके उसे गरम करें.
2. पानी में चाय पति, चीनी और दूद डालें.
3. चाय उबलने तक इंतजार करें.
4. गैस को बंद करें और चाय को छान लें.
5. चाय तयार है अब आप इसे पि सकते हैं.

उपर दिए गए इस उदहारण को हम Algorithm कह सकते हैं. क्यूंकि यह एक क्रम में है. एक भी क्रम को बदलेंगे तो चाय नहीं बनेगी. सायद कुछ ओर ना बन जाएं. अभी तक आपको हल्का सा आभास होने लगा होगा की Algorithm क्या होता है. आपका सवाल है, “यह Computer में कैसे काम आता है”.

Computer को कुछ कार्य करने के लिए, Computer Program लिखे जाते हैं. अब Computer Program में हम बहुत सारे Steps लिखते हैं. जिन Steps को Computer Execute करता है और कार्य को ख़तम करता है. जब आप Computer को कुछ कार्य बताते हैं तब आप यह भी सोचते ही होंगे की कैसे Computer इन कार्य को करता है. इसके लिए हम इस्तमाल करते हैं Computer Algorithm. तो चलिए बिस्तर से जानते हैं के ऍल्गोरिथम क्या होता है.

ऍल्गोरिथम क्या है (Algorithm in Hindi)

Algorithm (Al-go-rith-um) यह एक Procedure (Step by Step Process) या फिर यह एक Formula है. जो की एक Problem को Solve करता है. यह एक Procedure है जिसमे सीमित नियम होते हैं, जिनको Instruction भी कहा जाता है. जिन नियमों को एक के बाद एक लिखा जाता है और हर एक नियम(Steps) कुछ ना कुछ Operation को दर्शाते है. इन नियमों के जरिए Problem का Solution निकलते हैं.

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दुसरे सब्दों में कहें तो Algorithm किसी भी समस्या या Problem का समाधान निकलने की Step by Step प्रक्रिया है. अब और थोडा सरल भाषा में समझते हैं Algorithm में कुछ Steps होते हैं, जिनमे हर एक Step एक Operation को दर्शाता है. एक Step सुरुवात करता है और आखिर में एक Step रहता है जो ख़तम करता है और इन दोनों Steps के बिच में और बहुत सारे Steps होते हैं जो अलग अलग कार्य करते हैं.

जैसे चावल बनाना यह आपकी Problem है. इस काम को ख़तम करने के लिए चलिए कुछ Steps लिखते हैं. पहले चावल को धोना होगा फिर, पानी गरम करो और पानी गरम करने के उसमे चावल डालना है और चावल के उबलने का इंतजार करना होगा. 10-15 मिनट में चावल बन के तयार. अब यहाँ  हर एक steps कुछ न कुछ Operation को Perform करते हैं. जैसे चावल धोना मतालब इसमें कचे चावल में पानी डालके धोया जाता है. ऐसे ही हर Steps में अलग अलग Operations होते हैं. देखिए यहाँ हम Problem को छोटे छोटे Steps में divide कर दिए यही तो है जिसको आपको सझना था.

Programming में Algorithm का इस्तमाल बहुत है. तो चलिए बिस्तर से जानते हैं कैसे और कहाँ इनका इस्तमाल होता है.

Uses/Importance Of Algorithm

Algorithm का इस्तमाल तो हर जगह है जैसे आप पने हर दिन की समस्याओं का जवाब भी आप इस Step by Step Process के जरिए निकाल सकते हो. Technically हम बोले तो ज्यदा इस्तमाल IT Industry, Business Model, Programming में किया जाता है. तो चालिए एक एक कर इसके Uses के बारे में जानते हैं.

• Computer Programming में Program को लिखने से पहले Algorithm लिखा जाता है. अगर आप एक Computer Sc, IT, BCA और MCA के Student हो तो आपको एक Program लिखना है. जैसे Check Whether the Number is Prime और Not ?. इस Program को अगर आप बिना सोचे लिखना सुरु कर देंगे तो सायद Program में आपको बहुत सारे Error देखने को मिल सकते हैं. इन Errors को आप कम कर सकते हो अगर आप पहले Algorithm बना लें तो.
• Flowchart बनाने से पहले Algorithm लिखा जाता है. वरना गलतियाँ होने की संभावना बढ़ जाती है.
• Computer Scientist और Software Engineer इसका इस्तमाल करते हैं. क्यूंकि इसके इस्तमाल से उनका समय और महनत कम हो जाती है. जैसे एक Software Company को SBI के लिए app Develop करना है. अब यह software Engineer के लिए एक समस्या है इसका समाधान Step by Step लिखने से ही होगा. अगर कोई problem या गलती हो जाती है तो समाधान वहीँ पे मिल जाता है. जिसे Application Develop करने आसानी होती है.
• Search Engine, Facebook में like, google map Shortest Path, Rating, Searching वगेरा यह सब algorithm के जरिए काम करते हैं.
• Mathematical Problem Solve करने के लिए इसका इस्तमाल होता, जैसे एक छोटा उदहारण लेते हैं. आपको यह पता लगाना है एक Number –ve है या +ve ?. आपके मन जवाब तुरंत आया होगा की + और – चिन्ह को देख के आप बता सकते हैं. लेकिन यह आप समझ जाओगे लेकिन Computer कैसे समझेगा. इसके लिए आपको algorithm लिखना होगा. अगर एक नंबर 0 से बड़ा है तो वह +ve Number है और अगर 0 से छोटा है तो वह number –ve नंबर है.
• Pseudo Code लिखने के लिए भी इसकी जरुरत होती है वरना Pseudocode को दोबारा लिखना पड़ता है.
  व्यक्तिगत जीवन की समस्याओं का समाधान भी कर सकते हैं. जैसे मुझे कल सुबह जल्दी उठाना है. सबसे पहले इसके Steps कैसे लिखोगे 1. मुझे जल्दी सोना है. 2. Alarm थोडा दूर रखना है. 3. अब सो जाना है . 4. सुबह alarm बजा तो उठके अलार्म बंद करो 5. मुह दोहने जाओ. यह 5. काम ख़तम Steps भी एक Algorithm हैं. (यह उदाहरण समझाने लिए लिया गया है)
• AI, space research, robotics इन सभी Field में बहुत उपयोग किया जाता है.

यह जो सवाल था Algorithm क्यूँ चाहिए ये सवाल कुछ इस तरह था हम काम क्यूँ करते है. हर काम को सठिक तरीके से ख़तम करने के लिए एक प्रक्रिया की होनी अति अवश्यक है.

Characteristics Of Algorithm

आपको पता ही है यह Algorithm एक Step by Step Procedure है. जो ये स्पस्ट करता है की Steps किस क्रम में Execute होंगे जिसे हमें Desired (आकांक्षा जनक) Output मिल सके. Algorithm को दो कारक के जरिए analyze  किया जाता है. जैसे Time और Space. Time यह बताता है की Algorithm लिखने के लिए कितना समय लगेगा और Space से यह पता चलता है की कितने कम समय में हम लिख सकते हैं. अब इसके Characteristics  के बारे में बात करते हैं.

1. Unambiguous – जो भी अल्गोरिदम आप लिखें वह स्पष्ट और सठिक होना अति अवश्यक है. हर एक step या Line का कुछ Meaning होना चाहिए.
2. Finiteness-हर एक Algorithm कुछ सिमित Steps के अंदर ख़तम होना चाहिए. और हर step Finite यानि सिमित बार Repaet होना चाहिए. steps का Exection भी सिमित समय के लिए होना चाहिए. हर एक Step का कुछ कुछ न कुछ Meaning होना चाहिए.
3. Input – हर Algorithm में O या फिर O से ज्यादा सठिक steps होने चाहिए.
4. Output – जैसे हर Algorithm का Input Step होते हैं वैसे ही Algorithm का Output Step भी होना चाहिए. Output भी वही आना चाहिए जिसके लिए हम लिखे हैं.
5. Effectiveness- Time और Space से  Effectiveness का अंदाजा लगाया जाता है. अगर algorithm कम time और Space में लिखा जाता है. या फिर कम समय में Execute होता है और  कम Space में Run होता इसे ही Effectiveness कहते हैं.

Data structure के मुताबिक यह सब Important Categories होनी चाहिए.

• Search-item को DATA Structure में Search आसानी से सर्च कर सकें.
• Sort-एक लिस्ट को Order कर सके या Sorting कर सकें.
• Insert- data Structure में algorithm को Insert कर सकें.
• Update- AlGORITHM के जरिए Item को update करने की ख्यामता हो.
• delete- Algorithm से जो item data structure में है उसे Delete कर ने में असुविधा न हो.

The complexity of Algorithm

दो factors को ध्यान में रख के Algorithm की Complexity को Classify किया गया है. एक Time Complexity और दूसरा Space Complexity.

Time Complextiy:
Program को Run होने में जितना टाइम लगता है.

Space Complexity:
computer के अंदर Program को Execute होने के लिए जितना Space चाहिए उसे Space Complexity कहते हैं.

Algorithm कैसे लिखें

इसको लिखना बड़ा ही आसान है आपको कुछ ज्यादा सिखने की आवस्यकता ही नहीं. आपको को पता होगा सुरुवात में एक उदहारण लिए थे जहाँ एक ex- था चाय कैसे बनानाते हैं. उसी तरह आपको लिखना है Step by Step. Algorithm की जादा जरुरत Programming में होती है. आप Direct भी लिख सकते हो या आप कुछ rules का इस्तमाल करके भी लिख सकते  सकते हैं.

Rules जैसे Start, Input, Output, Read, Variable, Display, Stop. निचे दिए गए Example को एक बार देख लें जिसे आपको समझने में आसानी होगी.

Example: 1

Q1. दो Number को को enter करें और दोनों Numbers का Sum निकालें?

1. हर algorithm में सुरुवात में Start और अंत में Stop/End लिखें जैसे निचे लिखा गया है.
   इसके बाद देखें की कितने Variables की जरुरत है या क्या Input करना है. जैसे निचे दो numbers को Sum करने के लिए 3 Variables चाहिए. Num1 पहले number के लिए Num2 दुसरे Number के लिए और sum variable Num1+num2 को Store करने के लिए. तो आपको इन variables के बारे में सोचें और लिखना सुरु करें.
2. अब कुछ steps ऐसे होंगे जहाँ हमें Arithmetic Operation जैसे +, -, ×, ÷ करने होंगे और कुछ Logical Operation जैसे Comparision Operation, True False, जीनका Output O (false) और 1 (True) होता है. Arithmetic तो आपको पता ही है (+, -, ×, ÷ ) और Logical का एक Example जैसे आपको जानना है. “Largest Number among 2 Number” तो यहाँ आप दोनों Numbers को Compare करोगे. इन Symbols का इस्तमाल कर के “>, <, >=, <=, !=”.
3. अब आखिर में जो Result आता है उसको आप Display लिख के Display कर सकते हैं और अंत Step में Stop या End लिख दें. अब इस उदाहरण को धयान से समझें.

Step 1: Start  //स्टेप स्टार्ट हुआ

Step 2: Declare variables num1, num2 and sum.   //num1, Num2, Sum वेरिएबल बनाएं जहाँ कोई भी संख्या स्टोर होगी

Step 3: Read values num1 and num2.         //जब keyboard से Number enter होगा तो यहाँ read होगा

Step 4: Add num1 and num2 and assign the result to sum.
Sum=num1+num2  //दो numbers का जोड़, Sum में Store होगा

Step 5: Display sum    //sum को Display करें

Step 6: Stop //समाप्त

अब कुछ और उदहारण देख के समझने की कोसिस करें.

Example: 2

Step 1. Start
Step 2. Read the number n
Step 3. [Initialize] i=1, fact=1
Step 4. Repeat step 4 through 6 until i=n
Step 5. fact=fact*i
Step 6. i=i+1
Step 7. Print fact
Step 8. Stop

हमेसा से मेरी कोसिस रहती है की आपको सही और सठिक और पूर्ण Inforamtion आपको मिले. आशा करता हूँ आपको समझ आ गया होगा के ऍल्गोरिथम क्या है (Algorithm in Hindi). सायद अगलिबार जब आप लिखो गे तो याद रखना इन कुछ बातों को- आप को Program में कितने Variable चाहिए और Compute क्या करना है. कोन कोन से Operation करने हैं. जिसे लिखने में आसानी होगी. कोसिस करने वालों की कभी हार नहीं होती.

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