Algorytm charakterystyki, do czego jest, części, przykłady

A algorytm Jest to zestaw instrukcji zaprojektowanych do wykonania określonego zadania. Oznacza to, że jest to systematyczna procedura, która w skończonej liczbie kroków daje odpowiedź na pytanie lub rozwiązanie problemu. Przykładem algorytmu jest próba wyszukiwarki Google, w której poprzez wkładanie słowa daje kilka wyników w postaci stron internetowych.

Może to być złożony proces, taki jak odtwarzanie pliku muzycznego lub prosta operacja, taka jak dodanie dwóch liczb. W programowaniu komputerowym algorytmy są tworzone jako funkcje. Funkcje te są małymi programami, do których można odwoływać się do głównego programu.

Aplikacja do wizualizacji obrazów może zawierać bibliotekę funkcji, z których każda używa określonego algorytmu do reprezentowania różnych formatów plików obrazu.

Program edytowania obrazów może zawierać algorytmy zaprojektowane do przetwarzania danych obrazów. Niektóre przykłady to przycinanie, zmieniający się rozmiar, ostrość, rozmycie, redukujące czerwone oczy i poprawa koloru.

[TOC]

Charakterystyka algorytmu

Jasność i precyzja

Algorytm musi być jasny i jednoznaczny. Każdy z jego kroków lub działań musi być dokładnie zdefiniowany, być wyraźnie jasny we wszystkich aspektach i musi jednoznacznie mieć jedno znaczenie.

Dobrze zdefiniowane bilety

Algorytm wynosi zero lub więcej wpisów, pobranych z określonego zestawu obiektów. Jeśli algorytm wskazuje, że należy pobrać dane wejściowe, te dane wejściowe muszą być dobrze zdefiniowane.

Dobrze zdefiniowane wyjścia

Algorytm zawsze ma jedno lub więcej wyjść, które mają związek z wejściami. Algorytm powinien jasno określić, które informacje wyjściowe wystąpią i musi być również dobrze zdefiniowane.

Skończona

Algorytm musi być skończony, to znaczy zawsze musi się skończyć w pewnym momencie, po skończonej liczbie kroków, i nie być uzależniony od nieskończonych więzi lub podobnych rzeczy.

Wykonalny

Algorytm musi być wykwalifikowany i prosty, aby można go było wykonać bez problemu z dostępnymi zasobami. Dlatego nie powinieneś zawierać żadnej przyszłej technologii.

Niezależność języka

Zaprojektowany algorytm musi być niezależny od języka, to znaczy musi być tworzony tylko na podstawie prostych instrukcji, które można wdrożyć w dowolnym języku programowania, a mimo to wynik jest zawsze taki sam, jak oczekiwano, zgodnie z oczekiwaniami.

Wydajne programy

Zawsze istnieją różne sposoby wykonywania określonych operacji w ramach programu. Dlatego programiści starają się stworzyć najbardziej wydajne możliwe algorytmy.

Przy użyciu bardzo wydajnych algorytmów można zagwarantować, że programy są wykonywane z większą prędkością, przy użyciu minimum zasobów systemowych.

Jednak algorytmy nie zawsze produkują po raz pierwszy. Z tego powodu programiści starają się je ulepszyć, aby uwzględnić je w przyszłych aktualizacjach oprogramowania.

Może ci służyć: 30 najbardziej znanych i ważnych fizyków w historii

Dlatego za każdym razem, gdy znasz nową wersję aplikacji o lepszej wydajności, oznacza to, że ta wersja zawiera bardziej wydajne algorytmy.

Czego jest algorytm?

Algorytm jest niezwykle przydatnym instrumentem, używanym do wykonywania zadań. W informatyce, wybierając najlepszy algorytm, gwarantowano, że komputer wykonuje zadanie podane w najlepszy możliwy sposób.

Dlatego służy optymalizacji programu komputerowego za pomocą dostępnych zasobów. To znaczy, gdy postanowiono rozwiązać problem za pośrednictwem najlepszych algorytmów, pożądana jest najlepsza kombinacja prędkości i niższa zużycie pamięci.

Różne algorytmy, które można zbadać, są tak różnorodne, jak problemy, które rozwiązują. Jest jednak bardzo prawdopodobne, że próba jest podobna do innego problemu w niektórych aspektach.

Rozumiejąc szeroką gamę algorytmów, możesz wybrać najbardziej odpowiedni do problemu i zastosować go poprawnie.

Kompresja pliku

Algorytmy te są dostosowywane i zoptymalizowane specjalnie pod kątem rodzajów plików, do których są skierowane. Na przykład każdy format audio wykorzystuje inny sposób przechowywania danych. Po dekodowaniu przez kodek audio wygeneruje plik dźwiękowy podobny do oryginalnego przebiegu.

Dane zaszyfrowane

Algorytmy są również wykorzystywane do ochrony danych lub linii komunikacyjnych. Zamiast przechowywać skompresowane dane, aby używać mniej miejsca na dysku, są one przechowywane, aby inne programy nie mogły ich wykryć.  Gdy dane są zaszyfrowane, to, co jest przechowywane, nie przypomina tego, co to jest.

Jak działa algorytm?

Aby komputer coś zrobił, musisz napisać program komputerowy. Aby napisać ten program, musisz poinformować komputer krok po kroku, co chcesz zrobić.

Następnie komputer wykonuje program, wykonując każdą instrukcję automatycznie, aby osiągnąć końcowy wynik. Jak wskazano, co zrobić z komputerem, możesz również wybrać, jak to będzie, za pośrednictwem algorytmu, będąc podstawową techniką używaną do wykonania pracy.

Przykładowy przypadek

Powiedzmy, że masz przyjaciela, który przybywa na lotnisko i musi jechać z lotniska do naszego domu. Są to cztery różne algorytmy, które można podać w celu rozwiązania tej sytuacji:

Algorytm zadzwoń do mnie

- Po przybyciu samolotu zadzwoń do mojego telefonu komórkowego.

- Zbierz ze mną poza obszarem dostawy bagażu.

Algorytm taksówki

- Idź do zatrzymania taksówek.

Może ci służyć: ramka metodologiczna: jak to pisać, struktura, przykłady

- Idź do taksówki.

- Daj kierowcy mój adres.

Algorytm autobusu

- Opuszczanie lotniska, weź autobus numer 70.

- Po dotarciu do głównej ulicy, weź autobus 14.

- Wyjdź na Elmo Street.

- Przejdź dwie przecznice na północ, do mojego domu.

Algorytm wynajmuje pojazd

- Zabierz usługę transportową do miejsca, w którym wynajmują samochody.

- Wynajmij pojazd.

- Postępuj zgodnie z instrukcjami GPS, aby dostać się do mojego domu.

Cztery algorytmy osiągają dokładnie ten sam cel, ale każdy z nich robi to inaczej. Każdy algorytm ma również inne koszty i czas podróży. Dlatego algorytm jest wybierany zgodnie z okolicznościami.

Części algorytmu

Pozyskiwanie danych dotyczących wpisu

Algorytm musi mieć pewne zasoby, aby odczytać wartości ze źródła zewnętrznego. Większość algorytmów wymaga pewnych wartości danych, aby zdefiniować określony problem. Na przykład współczynniki wielomianu.

Obliczenie

Algorytm musi mieć pewne zasoby, aby móc wykonywać obliczenia arytmetyczne, porównania, sprawdzenie warunków logicznych itp.

Wybór

Algorytm musi mieć pewne środki, aby móc wybierać między dwoma lub więcej możliwymi kursami działania, w oparciu o dane początkowe, na wpisach użytkownika i/lub w wynikach obliczonych.

Iteracja

Algorytm musi mieć pewne środki, aby móc powtórzyć zestaw instrukcji, albo przez ustaloną liczbę razy, albo do momentu spełnienia jakiegoś logicznego stanu.

Wyniki lub raport wyjściowy

Algorytm musi mieć pewne zasoby, aby poinformować użytkownika o wynikach, które zostały obliczone lub móc żądać dodatkowych danych użytkownika.

Rodzaje algorytmów

Algorytm rekurencyjny

Ten algorytm jest bardzo interesujący, ponieważ nazywany jest inną wartością jako parametr wejściowy, który uzyskał po rozwiązaniu poprzedniego parametru wejściowego. To znaczy wielokrotnie nazywa się, dopóki problem nie zostanie rozwiązany.

Problemy takie jak wieża Hanoi lub głębokie wyszukiwanie wykresu można łatwo rozwiązać za pomocą tego typu algorytmów.

Algorytm dzielą i podbij

W tych algorytmach jest on podzielony na dwie części. W pierwszej części problem, o którym mowa, jest podzielony na mniejsze podproblemy tego samego typu. Podobnie, w drugiej części ich subpoblemty są rozwiązywane, a następnie łącząc obie strony w celu uzyskania ostatecznego rozwiązania problemu.

Na przykład dzięki tym algorytmom możesz przeprowadzić wyświęcenia dla kombinacji i szybkich święceń.

Algorytm programowania dynamicznego

Te algorytmy działają na zapamiętanie wyników poprzedniego wykonania i wykorzystanie ich do znalezienia nowych wyników. Oznacza to, że rozwiązują złożone problemy dzielące je na wiele prostych podproblemów, a następnie rozwiązywanie każdego z nich, a następnie przechowywanie ich do użycia ich później.

Może ci służyć: metoda ilościowa

Algorytm siły brutto

Ten algorytm ślepo szuka wszystkich możliwych rozwiązań, aby znaleźć jedno lub więcej rozwiązań, które mogą rozwiązać funkcję. Możesz pomyśleć o brutalnej sile, jakby wszystkie możliwe kombinacje liczb zostały użyte do otwarcia sejfu.

Algorytm wsteczny

Ten algorytm rozwiązuje problemy rekurencyjnie i próbuje rozwiązać problem rozwiązania każdej jego części. Jeśli rozwiązanie się nie powiedzie, zostanie wyeliminowane i wraca, aby znaleźć inne rozwiązanie.

Oznacza to, że ten algorytm rozwiązuje subproblemat, ale jeśli nie rozwiązuje to całkowitego problemu, zniechęca on ostatni krok i zaczyna znaleźć rozwiązanie problemu.

Przykłady algorytmów

Algorytm rekurencyjny

Ten pseudocode znajduje czynnik nie ujemny numer „N”, przy użyciu algorytmu rekurencyjnego:

Algorytm programowania dynamicznego

Sekwencja Fibonacciego jest dobrym przykładem dynamicznego algorytmu programowania. Można to zobaczyć w tym pseudokodzie:

- Tak (n = 0 lub n = 1), fibonacci (n) = 0

- Jeśli nie, fibonacci (n) = fibonacci (n-1) + fibonacci (n-2)

Algorytm wsteczny

Problem z szachy 8 królowych jest dobrym przykładem. Problem ten określa, że ​​na tablicy szachowej znajduje się 8 królowych i musi być umieszczony w taki sposób, że żadna z królowych nie jest w stanie zaatakować żadnego innego po zorganizowaniu.

Różne przykłady

- Algorytm diagnozy HIV.

Algorytm diagnozy HIV. Źródło: Immunopedia/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)

- Wyszukiwarki internetowe wykorzystują opatentowane algorytmy, aby pokazać najbardziej odpowiednie wyniki ich indeksu wyszukiwania w celu uzyskania konkretnych konsultacji.

- Przepisy, podobnie jak równania matematyczne, są algorytmami.

- E -mail wie, gdzie wysłać dzięki algorytmom.

- Treści widziane w sieciach społecznościowych pochodzą z algorytmów. W rzeczywistości wszystko, co robi się w Internecie, jest produktem algorytmów.

- Gry wideo są algorytmicznymi narracjami.

- Inteligentne aplikacje telefoniczne to po prostu algorytmy.

- Większość transakcji finansowych odbywa się za pośrednictwem algorytmów.

- Za każdym razem, gdy kolumna jest zamawiana na arkuszu kalkulacyjnym, algorytmy interweniują.

Bibliografia

1. Lee Rainy (2017). Zależne od kodu: zalety i wady wieku algorytmu. Pew Center. Zaczerpnięte z: PeScharch.org.
2. Termin technologii (2020). Algorytm. Zaczerpnięte z: Techterms.com.
3. Britannica (2020). Algorytm. Zaczerpnięte z: Britannica.com.
4. Educba (2020). Rodzaje algorytmów. Zaczerpnięte z: educba.com.
5. How to Geek (2016). Jakie są algorytmy komputerowe i jak działają? Zaczerpnięte z: Howtogek.com.
6. Jak działają rzeczy (2020). Co to jest algorytm komputerowy? Zaczerpnięte z: komputer.Howstuffwork.com.