Алгоритм свойства алгоритма: Понятие алгоритма, свойства алгоритма — Информатика

Понятие и свойства алгоритма

Понятие и свойства алгоритма

Понятие и свойства алгоритма.

Алгоритм — понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную
последовательность команд, приводящих от исходных данных к искомому
результату.

В этом определении содержатся основные понятия, связанные с алгоритмом и его
главные свойства. Взаимосвязь понятий отражена на рис 1.

Рис. 1. Схема
функционирования исполнителя алгоритмов

Центральным объектом в этой системе является ИСПОЛНИТЕЛЬ алгоритмов.

Исполнитель — это тот объект (или субъект), для управления которым
составляется алгоритм.

 Основной характеристикой исполнителя, с точки зрения управления, является
система команд исполнителя (СКИ). Это конечное множество
команд, которые понимает исполнитель, т.е. умеет их выполнять.

Для выполнения всякой работы, решения поставленной задачи исполнитель на входе
получает алгоритм и исходные данные, а на выходе получаются требуемые
результаты. Алгоритм может включать в себя только команды, входящие в
СКИ. Это требование к алгоритму называется свойством понятности.

 Другое свойство алгоритма — точность. Всякая команда должна быть
сформулирована так, чтобы определить однозначное действие исполнителя.

Работа исполнителя состоит в последовательном выполнении команд алгоритма.
Отсюда следует вывод о возможности создания автоматических исполнителей. В
частности    таким автоматическим исполнителем алгоритмов по обработке
информации является компьютер.

Еще одно свойство, которое отражено в определении алгоритма — конечность.
Оно формулируется так: исполнение алгоритма и, следовательно, получение искомого
результата должно завершиться за конечное число шагов. Здесь под шагом
подразумевается выполнение отдельной команды. Это свойство является
предупреждением ситуации, которую программисты называют зацикливанием.
Бесконечно исполняемый алгоритм безрезультатен. Поэтому свойство конечности
называют еще результативностью алгоритма.

Дискретность
состоит в том, что команды алгоритма выполняются последовательно, с точной
фиксацией моментов окончания выполнения одной команды и начала выполнения
следующей

Свойство массовости выражается в том, что алгоритм единым образом
применяется к любой конкретной формулировке задачи, для решения которой он
разработан.

Другими словами, это можно назвать универсальностью алгоритма по отношению к
исходным данным решаемой задачи. Заметим, что данное свойство не является
необходимым свойством алгоритма, а скорее определяет качество алгоритма:
универсальный алгоритм лучше неуниверсального (алгоритм решения частной задачи —
тоже алгоритм!)

В МЕНЮ

Используются технологии uCoz

Алгоритм, свойства алгоритма.

Тема:  Алгоритм, свойства алгоритма.

Исполнитель алгоритмов.

9 класс.

 Понятие алгоритма так же фундаментально для информатики, как и понятие информации.

     Происхождение понятия «алгоритм»

 Само слово «алгоритм» происходит от имени выдающегося математика средневекового Востока Мухаммеда аль – Хорезми (787 – 850). Им были предложены приемы выполнения арифметических вычислений с многозначными числами. Позже в Европе эти приемы назвали алгоритмами, от латинского написания имени аль – Хорезми – Algorithmi. В наше время понятие алгоритма понимается шире, не ограничиваясь только арифметическими вычислениями.

Исполнитель алгоритма.

Исполнитель – это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определенный набор команд. Команды которые может выполнять конкретный исполнитель, образуют систему команд исполнителя – СКИ.

Класс исполнителей необычайно разнообразен. Прежде всего, в нем выделяют два типа исполнителей: формальных и неформальных. Формальный исполнитель одну и ту же команду выполняет всегда одинаково, неформальный – может выполнять команду по – разному.

Формальными исполнителями являются преимущественно технические устройства. Человек в роли неформального исполнителя всегда сам отвечает за свои действия. За действия неформального исполнителя отвечает управляющий им объект.    

Рассмотрим исполнителя – человека. Жизненный опыт человека растет с увеличением числа освоенных им алгоритмов. Например, чтобы ребенок научился покупать в магазине хлеб, ему нужно сначала рассказать как это делать (а лучше показать). Поэтому для человека можно сформулировать множество алгоритмов. К ним можно отнести и множество различных инструкций.

Управление  – это процесс целенаправленного воздействия одних объектов на другие.

Исполнители являются объектами управления. Управлять ими можно, составив для них алгоритм.

            Определение алгоритма.

Алгоритм — это конечная последовательность однозначных предписаний, исполнение которых позволяет с помощью конечного числа шагов получить решение задачи, однозначно определяемое исходными данными.

 Для представления алгоритмов используют несколько способов:

1. словесный – самый простой способ. При данном способе в каждой строке перечисляется определенная команда, последовательное выполнение команд приводит исполнителя к нужному результату.

Посмотрим на примере алгоритма «Заварка чая»:

• вскипятить воду;
• окатить заварочный чайник кипятком;
• засыпать заварку в чайник;
• залить кипятком;
• закрыть крышкой;
• накрыть полотенцем.

2. графический – используются геометрически фигуры для обозначения, каких – либо команд, называемых блоками. Каждый блок соответствует конечному этапу процесса. Внутри каждого блока дается описание тех операций, которые необходимо выполнить.

            Рассмотрим каждый блок:

Схемы строятся в соответствии с заданной задачей, в которой с помощью стрелок отслеживается направление движения по алгоритму. В качестве основных базовых структур используются объединенные схемы: линейные, ветвление, цикл.

Например:

Дано: катеты прямоугольного треугольника

а = 3 см, b = 4 см.

Найти: гипотенузу

3. с помощью алгоритмического языка – с помощью использования специальной символики алгоритмического языка (АЯ). При записи алгоритма на АЯ в начале пишется заголовок, начинающейся со служебного слова алг (сокращенное слово «алгоритм»). Затем указывается название алгоритма, которое составитель алгоритма придумывает сам. Следующая часть называется телом алгоритма. Она начинается со служебного слово нач (начало) и заканчивается словом кон (конец). Тело алгоритма представляет собой последовательность команд для исполнителя.

             Например:

алг  Заварка чая

                 нач

• Вскипятить воду.
• Окатить заварочный чайник кипятком.
• Засыпать заварку в чайник.
• Залить кипятком.
• Закрыть крышкой.
• Накрыть полотенцем.

кон

     Свойства алгоритма.

Любой алгоритм должен быть построен с соблюдением определенных правил, согласованных с его свойствами:

1. дискретность – разбиение алгоритма на последовательность отдельных законченных действий.
2. понятность – однозначное понимание каждого шага алгоритма для исполнителя.
3. точность – строго определенная последовательность шагов алгоритма. Алгоритм не предусматривает принятие каких-либо самостоятельных решений исполнителем, не предусмотренных составителем алгоритма.
4. результативность (конечность) – выполнение алгоритма за конечное число шагов.
5. массовость применение алгоритма для решения целого класса однотипных задач.

Для успешного выполнения любой работы мало иметь ее алгоритм. Всегда требуются какие – то исходные данные, с которыми будет работать исполнитель. Исполнителю, решающему математическую задачу, требуется числовая информация. Задача всегда формулируется так: дана исходная информация, требуется получить какой-то результат.

Например:

Дано: катеты прямоугольного треугольника

а = 3 см, b = 4 см.

Найти: гипотенузу

 Алгоритм решения данной задачи можно представить следующим образом:

алг  Гипотенуза

нач

1. Возвести а в квадрат.
2. Возвести b в квадрат.
3. Сложить результаты действий 1 и 2.
4. Вычислить квадратный корень результата действия 3 и принять его за значение с.

кон

Для точного решения задачи необходимо иметь полный набор данных. Если исходные данные неполные, то задачу либо нельзя решить, либо получить неоднозначное решение.

Программа – это алгоритм, записанный на языке исполнителя. Алгоритм и программа могут отличаются по форме, но не по содержанию.

Задача: определить расстояние, пройденное человеком, если известно, что движение было равномерным.

 Условия задачи: заданы скорость движения и время. Нужно найти путь.

Создание модели задачи: для решения необходимо использовать математическую модель, выраженную в виде формулы равномерного движения:

s = v * t.

Для описания алгоритма решения задачи используем блок – схему:

Вопросы для домашнего задания (выучить и подготовиться к проверочной работе)

1. Алгоритм-…..
2. Кто ввел понятие алгоритма
3. Исполнитель- это …..
4. СКИ – это …..
5. Какие способы используются для представления алгоритмов?
6. При построении  алгоритмов соблюдаются следующие свойства ….?
7. Представить схематически алгоритм решения задачи по нахождению периметра прямоугольника. (представить в виде блок-схемы)
8. Представить схематически алгоритм выключения компьютера. (представить в виде блок-схемы)

Свойства алгоритма. Виды алгоритмов | Справочная информация

Рассмотрим свойства алгоритма, а затем виды алгоритмов.

Дискретность. Описываемый с помощью алгоритма процесс должен быть  разбит на последовательность отдельных шагов, т. е. алгоритм должен состоять из отдельных законченных действий.

Определенность (детерминированность). Это свойство означает, что неоднозначность толкования записи алгоритма недопустима, многократное применение алгоритма к одним и тем же исходным данным должно приводить к одним результатам.

Результативность. Алгоритм обязательно должен приводить к определенному результату за конечное число шагов и обеспечивать его выдачу на устройство вывода информации (экран монитора, принтер) или в файл. Для этого в алгоритме должно быть предусмотрено исключение недопустимых ситуаций (деление на ноль, вычисление логарифма нуля или отрицательного числа и т. п.). Если решение задачи не существует, то в качестве результата может быть выведено сообщение об этом.

Последовательность правил, повлекшая за собой процедуру бесконечного выполнения операций, алгоритмом не является.

Массовость. Обычно алгоритмы предназначены для решения не одной конкретной задачи, а некоторого класса задач данного типа. В простейшем случае массовость подразумевает возможность использования различных исходных данных.

Формальность. Эта особенность указывает на то, что любой исполнитель, способный воспринимать и выполнять инструкции алгоритма, действует формально, т. е. отвлекается от содержания поставленной задачи, не вникает в ее смысл, а лишь строго выполняет инструкции.

Эффективность. Это свойство, которое позволяет решить задачу за приемлемое время.

Различают следующие виды алгоритмов:

линейный – список команд (указаний), выполняемых последовательно друг за другом;

разветвляющийся – алгоритм, содержащий хотя бы одну проверку условия, в результате которой обеспечивается переход на один из возможных вариантов решения;

циклический – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одной  и  той  же  последовательности  действий.  Количество  повторений  обусловливается исходными данными или условием задачи.

Любая алгоритмическая конструкция может содержать в себе другую конструкцию того же или иного вида, т. е. алгоритмические конструкции могут быть вложенными.

Свойства алгоритма и его исполнители (9 класс) Информатика и ИКТ

Во многих отраслях человеческой деятельности для достижения требуемого результата используются алгоритмы, содержащие четкие описания последовательности действий. Примерами алгоритмов являются кулинарные рецепты, в которых подробно описана последовательность действий по приготовлению пищи.

Алгоритм приготовления блюда быстрого питания:

1. Высыпать в емкость содержимое пакетика.
2. Налить в емкость 200 мл горячей воды.
3. Тщательно перемешать.

Дискретность.
Алгоритмы кулинарных рецептов состоят из отдельных действий, которые обычно нумеруются. Разделение алгоритма на последовательность шагов является важным свойством алгоритма и называется дискретностью.

Результативность.
Алгоритмами являются известные из начальной школы правила сложения, вычитания, умножения и деления столбиком. Применение этих алгоритмов независимо от количества разрядов в числах и, соответственно, количества вычислительных шагов алгоритма всегда приводит к результату. Получение из исходных данных результата за конечное число шагов называется результативностью алгоритма.

Алгоритм сложения целых чисел в десятичной системе счисления:

1. Записать числа в столбик, так чтобы цифры самого младшего разряда чисел (единицы) расположились одна под другой (на одной вертикали).
2. Сложить цифры младшего разряда.
3. Записать результат под горизонтальной чертой на вертикали единиц, если при этом полученная сумма больше или равна величине основания системы счисления (в данном случае 10), перенести десятки в старший разряд десятков.
4. Повторить пункты 2 и 3 для всех разрядов с учетом переносов из младших разрядов.

Массовость.
Алгоритмы сложения, вычитания, умножения и деления могут быть применены для любых чисел, причем не только в десятичной, но и в других позиционных системах счисления (двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и др. ). Возможность применения алгоритма к большому количеству различных исходных данных называется массовостью.

Само слово «алгоритм» происходит от «algorithmi» — латинской формы написания имени выдающегося математика IX века аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических операций.

Исполнители алгоритмов.
Алгоритмы широко используются в технике в системах управления объектами. В любой системе управления существует управляющий объект, который является исполнителем алгоритма управления. Так, в системах терморегуляции для поддержания определенной температуры в помещении исполнителем алгоритма может являться как человек, так и микропроцессор.

Алгоритм терморегуляции:

1. Измерить температуру в помещении.
2. Если измеренная температура ниже заданной, включить обогреватель.

Детерминированность.
При управлении самолетом используются сложные алгоритмы, исполнителями которых являются пилот или бортовой компьютер. Последовательность выполнения действий, например, при взлете должна быть строго определенной (например, нельзя отрываться от взлетной полосы, пока самолет не набрал необходимую взлетную скорость). Исполнитель алгоритма, выполнив очередную команду, должен точно знать, какую команду необходимо исполнять следующей. Это свойство алгоритма называется детерминированностью.

Выполнимость и понятность.
После включения компьютера начинают выполняться алгоритмы тестирования компьютера и загрузки операционной системы. Исполнителем этих алгоритмов является компьютер, поэтому они должны быть записаны на понятном компьютеру машинном языке.
Каждый исполнитель обладает определенным набором, системой команд, которые он может выполнить. Алгоритм должен быть понятен исполнителю, т. е. должен содержать
только те команды, которые входят в систему его команд.

Выше были приведены примеры алгоритмов из различных областей человеческой деятельности и знаний. В этих алгоритмах различные исполнители выполняли операции над объектами различной природы (материальными объектами и числами). При этом во всех примерах можно выделить следующие основные свойства алгоритма:

• Результативность и дискретность. Алгоритм должен обеспечивать получение из исходных данных результата за конечное число дискретных шагов.
• Массовость. Один и тот же алгоритм может применяться к большому количеству однотипных объектов.
• Детерминированность. Исполнитель должен выполнять команды алгоритма в строго определенной последовательности.
• Выполнимость и понятность. Алгоритм должен содержать команды, входящие в систему команд исполнителя и записанные на понятном исполнителю языке.

Алгоритм — это описание детерминированной последовательности действий, направленных на получение из исходных данных результата за конечное число дискретных шагов с помощью понятных исполнителю команд.

Формальное исполнение алгоритма.
Из приведенных выше свойств алгоритма вытекает возможность его формального выполнения. Это означает, что алгоритм можно выполнять, не вникая в содержание поставленной задачи, а только строго выполняя последовательность действий, описанных в алгоритме.

Контрольные вопросы:

1. Приведите примеры известных вам алгоритмов.
2. Перечислите основные свойства алгоритмов и проиллюстрируйте их примерами.
3. Как вы понимаете формальное исполнение алгоритма?

Задания:

• Записать алгоритм вычитания столбиком целых чисел в десятичной системе счисления.

Содержание

Свойства алгоритма — это… Что такое Свойства алгоритма?

Свойства алгоритма

Свойства алгоритмов

К алгоритму предъявляется ряд требований:

Определенность, т.е. он должен быть точен, общепонятен, исключать возможность произвольного толкования.

Массовость, т.е. чтобы его можно было применить к однотипным задачам.

Результативность, т.е. через определенное число шагов алгоритм должен закончиться.

Дискретность, т.е. возможность деления задачи на шаги, элементарные операции.

Понятность, т.е. ориентация на те команды, которые знает исполнитель.

Эффективность.

Правильность.

Дискретность – одно из первоначальных требований. Процесс должен быть разделен на отдельные элементарные действия, возможность выполнения которых не вызывает сомнения. В результате получается совокупность предписаний, обозначающих структуру алгоритма. Это свойство особенно наглядно прослеживается на примерах бытовых алгоритмов (например, в кулинарных, при приготовлении блюда). Оно характерно для последовательных алгоритмов и не является обязательным для алгоритмов с параллельным исполнением.

Понятность отмечает еще одну особенность алгоритма. Предполагается, что исполнитель всегда знает, как сделать действие. Исполнитель – это автомат, человек, механизм и т.п., который умеет выполнять некоторый набор действий. Т.е. у каждого исполнителя есть перечень команд, и составляя алгоритм, надо иметь в виду исполнителя.

Следующее свойство – детерминированность, или определенность – тесно связано с предыдущим. Алгоритм должен быть сформирован так, чтобы действия были точно определены, однозначны и давали один и тот же результат от одних и тех же данных. Кроме того, исполнителю должно быть ясно, какие действия.

Массовость, или общность, означает, что алгоритм может быть применен не только к единственным исходным данным или набору данных, но и к целому классу похожих задач.

Результативность, или выполнимость, означает, что при любых допустимых исходных данных и точном выполнении всех предписаний Вы закончите проект за конечное число шагов. Но это требование может не учитывать реальных условий, поэтому говорят о “потенциальной” выполнимости.

Под правильностью понимают способность алгоритма обеспечить получение именно того результата, который требуется. Неправильность может объясняться неполнотой наших представлений о свойствах объекта или упущением в решении. Доказательство правильности алгоритма – один из самых трудных этапов тестирования. Задача часто делится на блоки и правильность доказывается для каждого блока, хотя такая проверка не является полной.

Эффективность подразумевает тот факт, что для решения задачи могут быть предложены разные алгоритмы. Выбор того, который будет выполнен за минимальное время, с минимальными затратами ресурсов, – задача непростая. Хотя чаще под эффективностью понимают длительность счета. Для отслеживания таких затрат достаточно предусмотреть в алгоритме счетчики времени.

Формы представления алгоритма

Алгоритм фиксируется разными способами:

На естественном языке

С помощью специальных схем, графически.

На алгоритмическом языке.

ГОСТ на описание блок-схем алгоритма — (http://poruchik2.narod.ru/algor.html)

Урок 1. основные сведения об алгоритмах — Информатика — 11 класс

Информатика, 11 класс. Урок № 1.

Тема — Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Способы записи алгоритма. Понятие сложности алгоритма

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: алгоритм, свойства алгоритма: дискретность, детерминированность, понятность, результативность, конечность, массовость, исполнитель алгоритма, сложность алгоритма

Глоссарий по теме: алгоритм, исполнитель алгоритма, дискретность, детерминированность, понятность, конечность, массовость, сложность алгоритма.

Основная литература по теме урока:

Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. Информатика. Базовый уровень: учебник для 11 класса

— М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017

Дополнительная литература по теме урока:

К. Ю. Поляков, Е. А. Еремин. Информатика углубленный уровень: учебник для 10 класса: часть 2 — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013

И. Г. Семакин, Т. Ю. Шеина, Л. В. Шестакова Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010

Теоретический материал для самостоятельного изучения

На протяжении всей жизни, в учебе, на работе или в быту человек сталкивается с необходимостью решения огромного количества задач.

Для решения любой задачи надо знать, что дано и что следует получить. Для получения результатов необходимо знать способ решения задачи, т. е. располагать алгоритмом.

Алгоритм — это точная конечная система предписаний, определяющая содержание и порядок действий исполнителя над некоторыми объектами для получения искомого результата.

Исполнитель алгоритма — это субъект или устройство, способные правильно интерпретировать описание алгоритма и выполнить содержащийся в нем перечень действий.

Исполнители бывают неформальными и формальными.

В информатике рассматривают только формальных исполнителей, которые не понимают и не могут понять смысл даваемых команд. К этому типу относятся все технические устройства, в том числе и компьютер.

Свойства алгоритма

Дискретность — алгоритм состоит из отдельных команд, каждая из которых выполняется за конечное число шагов.

Детерминированность (или определенность) — при каждом запуске алгоритма с одними и теми же исходными данными должен быть получен один и тот же результат.

Понятность — алгоритм содержит только те команды, которые входят в систему команд исполнителя, для которого он предназначен.

Конечность (или результативность) — для корректного набора данных алгоритм должен завершиться через конечное время с вполне определенным результатом. При этом результатом может быть и сообщение о том, что задача не имеет решений.

Массовость — алгоритм предназначен для решения не одной частной задачи, а для некоторого класса задач.

Способы записи алгоритмов

Алгоритмы можно записывать разными способами:

— на естественном языке;

— графически в виде блок-схем;

— в виде программы на каком-либо языке программирования.

Если задача имеет алгоритмическое решение вообще, то можно придумать множество алгоритмов ее решения. Критерием выбора наилучшего алгоритма является сложность алгоритма — количество элементарных действий, которые выполняет исполнитель при решении задачи, пользуясь данным алгоритмом.

Сложность алгоритма принято обозначать O(n) (читается «О большое от эн»).

Сложность алгоритма выражают в виде функции от объема входных данных.

Лучшим считается алгоритм, имеющий наименьшую сложность.

§29. Алгоритмы и исполнители. Страница 2

Содержание урока

Что такое алгоритм?

Свойства алгоритма

Как управляют исполнителями?

Выводы. Интеллект-карта

Вопросы и задания

Практическая работа № 18 «Управление исполнителем с пульта»

Свойства алгоритма

Есть три свойства, которыми обладают все алгоритмы. Это значит, что если какое-то описание действий не обладает хотя бы одним из этих свойств, то это уже не алгоритм.

1. Дискретность — алгоритм состоит из отдельных команд, каждая из которых выполняется ограниченное (не бесконечное) время.

2. Понятность — алгоритм содержит только команды, входящие в систему команд исполнителя, для которого он предназначен.

3. Определённость — при каждом выполнении алгоритма с одними и теми же исходными данными должен быть получен один и тот же результат. Другими словами, исполнитель должен однозначно понимать команду и последовательность выполнения команд и выполнять их каждый раз одинаково.

Алгоритмы часто используются для решения массовых задач, т. е. задач, которые нужно уметь решать при разных исходных данных. Примеры таких задач: найти наибольшее из двух чисел; подсчитать количество слов в тексте и т. п. В таких случаях иногда говорят ещё о некоторых дополнительных свойствах алгоритмов.

4. Конечность (результативность) — для любых допустимых исходных данных алгоритм должен заканчиваться с некоторым результатом. Если задача не имеет решения, алгоритм должен остановиться и сообщить об этом.

5. Корректность — для любых допустимых исходных данных алгоритм должен приводить к правильному решению задачи.

6. Массовость — алгоритм можно использовать для решения множества однотипных задач с различными исходными данными (при этом писать алгоритм заново не нужно!). Поэтому обычно для составления алгоритма задачу надо решить «в буквах», вводя имена для исходных данных.

Подчеркнём, что в отличие от свойств 1-3 свойства 4-6 — необязательные. Они выполняются не для всех алгоритмов. Например, при некоторых исходных данных работа алгоритма может никогда не заканчиваться. В этом случае результат работы алгоритма не определён; говорят, что алгоритм зациклился.

Обычно алгоритмы сравнивают по времени выполнения или по количеству действий. При этом лучшим считается тот алгоритм, который быстрее приводит к правильному результату (требует меньше действий исполнителя). Кроме того, нужно учитывать ещё и количество памяти, которое требуется для работы алгоритма. Поэтому выбор алгоритма зависит от особенностей задачи, которую вы решаете.

Следующая страница Как управляют исполнителями?

Cкачать материалы урока

Свойства алгоритмов — стенограмма видео и урока

Свойства алгоритмов: истинное или ложное действие

Это упражнение поможет вам оценить свои знания о пяти свойствах, которым должен удовлетворять алгоритм.

Проезд

На основе данного псевдокода определите, являются ли следующие утверждения ИСТИННЫМИ или ЛОЖНЫМИ. Для этого распечатайте или скопируйте эту страницу на чистый лист и подчеркните или обведите ответ.

Подход Герхберга-Сакстона (GS) — это итеративный / циклический процесс, используемый для приложений формирования лазерного луча.Есть две плоскости, в которых измеряется фаза: плоскость изображения и плоскость дифракции соответственно.

(1) В псевдокоде ниже процесс устанавливает начальную фазу для плоскости изображения и амплитуду источника.

(2) Фаза и амплитуда источника претерпевают преобразование Фурье.

(3) Значение фазы связано с целевой амплитудой, чтобы соответствовать плоскости дифракции.

(4) Если значение соответствует условию, применяется другое преобразование Фурье.

(5) Программа повторяется до тех пор, пока не будет достигнута желаемая фаза.

Верно | Неверно 1. Подход GS является примером хорошо зарекомендовавшего себя алгоритма.

Верно | Ложь 2. Извлеченная фаза в строке 10 известна как вход.

Верно | Неверно 3. Итерационный процесс, подобный описанному выше, обеспечивает эффективность кода.

Верно | Неверно 4. Описанный выше алгоритм GS демонстрирует определенность.

Верно | Неверно 5. Строка 10 псевдокода указывает, что программа должна завершиться после выполнения критерия.

Верно | Неверно 6. Заданная амплитуда классифицируется как выходная.

Верно | Неверно 7. Алгоритм эффективен, если его шаги определены и подробно описаны.

Верно | Ложь 8. Алгоритм конечен, так как он останавливается после выполнения заданного условия.

Ключ ответа

1. Верно
2. Неверно, потому что правильное утверждение: Извлеченная фаза в строке 10 известна как выход .
3. Верно
4. Правда
5. Ложь, потому что правильное утверждение: Строка 9 псевдокода указывает, что программа должна завершиться после выполнения критерия.
6. Неверно, потому что правильное утверждение: целевая амплитуда классифицируется как вход .
7. Неверно, потому что правильное утверждение: алгоритм эффективен, когда его шаги выполнимы .
8. True

Характеристики алгоритма. Есть некоторые характеристики, которые… | by Shlok Bhatt

Есть некоторые характеристики, которым должен следовать каждый алгоритм. Существует пять различных характеристик, которые относятся к различным аспектам алгоритма.Это следующие:

1. Указанный ввод

2. Указанный выход

3. Определенность

4. Эффективность

5. Конечность 9125

25

Давайте посмотрим на эти характеристики по очереди.

Вход — это данные, которые должны быть преобразованы во время вычислений для получения выходных данных. Алгоритм должен иметь 0 или более четко определенных входов.Точность ввода требует, чтобы вы знали, какого типа данные, сколько и в какой форме должны быть данные.

Выходные данные — это данные, полученные в результате вычислений (ваш предполагаемый результат). Алгоритм должен иметь 1 или несколько четко определенных выходов и должен соответствовать желаемому результату. Точность вывода также требует, чтобы вы знали, какие данные, сколько и в какой форме должны быть выходные данные (или даже если будет будет вообще никакого выхода!).

Алгоритмы должны определять каждый шаг и порядок, в котором они должны выполняться в процессе.Определенность означает определение последовательности операций по превращению ввода в вывод. Алгоритм должен быть четким и однозначным, подробно описывать каждый шаг (в том числе, как поступать с ошибками). Он должен содержать все количественное, а не качественное.

Вы не могли ожидать, что компьютер что-то поймет, если вы сами в этом неоднозначны.

Для того, чтобы алгоритм был эффективным, это означает, что все шаги, необходимые для вывода, должны быть выполнимы с доступными ресурсами.Он не должен содержать ненужных и повторяющихся шагов, которые могут сделать алгоритм неэффективным.

Например, предположим, что вы готовите рецепт и нарезаете овощи, которые не используются в рецепте, тогда это пустая трата времени.

В конце концов алгоритм должен остановиться. Остановка может означать, что вы получите ожидаемый результат ИЛИ вы получите ответ, что решение невозможно. Алгоритмы должны завершаться после конечного числа шагов. Алгоритм не должен быть бесконечным и всегда завершаться после определенного количества шагов.

Нет смысла разрабатывать бесконечный алгоритм, потому что он будет бесполезен для нас.

Алгоритм должен иметь пошаговые инструкции, которые не должны зависеть от какого-либо программного кода. Он должен быть таким, чтобы его можно было запускать на любом из языков программирования.

Таким образом, это те характеристики, которыми должен обладать алгоритм для его плодотворности.

www.cs.wm.edu

1.2: Действие 2 — Характеристики алгоритма

Введение

Этот раздел знакомит учащихся с характеристиками алгоритмов.Эти характеристики позволяют учащемуся осознать, что необходимо для того, чтобы любой алгоритм мог претендовать на звание базового, текущего и обязательного. Он также показывает учащемуся, чего ожидать от алгоритма для достижения или указания. Ключевые ожидания: тот факт, что алгоритм должен быть точным, конечным, эффективным, общим среди прочего.

Характеристики алгоритма

Ниже приведены некоторые ключевые характеристики алгоритма.

1. Каждый шаг алгоритма должен быть точным; это означает, что алгоритм должен быть точным и однозначно описанным.Это устраняет любую неопределенность. Это также можно сказать о характеристике точности, то есть шаги точно указаны (определены).
2. Алгоритмы должны завершиться; поскольку конечной целью алгоритма является решение проблемы, он должен завершиться, иначе решение проблемы не будет. Это приводит к тому, что алгоритм должен иметь конечное количество шагов в своем исполнении. Следует избегать наличия бесконечных (бесконечных) циклов.
3. Алгоритм должен быть эффективным; это означает, что алгоритм должен всегда давать правильные ответы.
4. Алгоритм должен быть общим; это означает, что алгоритм должен решать каждый случай проблемы.
5. Уникальность: результаты каждого шага определены однозначно и зависят только от ввода и результата предыдущих шагов.
6. Конечность: алгоритм останавливается после выполнения конечного числа инструкций.
7. Вывод: алгоритм производит вывод.

Заключение

В этом разделе описаны свойства алгоритмов для учащегося, который плохо знаком с концепцией структуры данных и алгоритма.Он также предупреждает учащегося о том, что делать, чтобы гарантировать получение ожидаемых результатов, когда алгоритм реализован на любом языке компьютерного программирования. Это гарантирует, что учащийся найдет очень правильные и точные алгоритмы для решения любой поставленной задачи.

Оценка

1. Объясните на соответствующем примере характеристики алгоритма.

Структура данных — алгоритм, свойства алгоритма, типы алгоритмов

Определите алгоритм.Каковы свойства алгоритма? Какие бывают типы алгоритмов?

Алгоритм — это серия шагов или методик решения проблемы.

Свойства алгоритма: —
— Написан простым английским языком.
— Каждый шаг алгоритма уникален и не требует пояснений.
— Алгоритм должен иметь хотя бы один вход.
— Алгоритм должен иметь хотя бы один выход.
— Алгоритм имеет конечное количество шагов.

Типы: —
Типы алгоритмов классифицируются в зависимости от контекста, о котором они говорят.Некоторые из наиболее часто используемых:
Грубая сила: — Необработанный конечный метод, который направлен на поиск множества решений, которые являются лучшими.
Редукция: — Пытается преобразовать данную проблему в более простую и более известную задачу, сложность которой не зависит от результирующего сокращенного алгоритма. Линейное программирование, графы, случайное программирование — это другие типы алгоритмов.

Определите алгоритм. Каковы свойства алгоритма? Какие бывают типы алгоритмов?

Алгоритм: Пошаговый процесс получения решения четко определенной проблемы.

Свойства алгоритма:
— Должен быть написан простым английским языком
— Должен быть недвусмысленным, точным и ясным
— Должен обеспечивать правильные решения
— Должен иметь конечную точку
— Операторы вывода должны следовать инструкциям ввода, процесса
— Начальные операторы должны быть входными операторами
— Должны иметь конечное число шагов
— Каждый оператор должен быть окончательным

Типы алгоритмов:
— Простые рекурсивные алгоритмы. Пример: Поиск элемента в списке
— Алгоритмы поиска с возвратом Пример: Рекурсивный поиск в глубину в дереве
— Алгоритмы «разделяй и властвуй». Пример: Быстрая сортировка и сортировка слиянием
— Алгоритмы динамического программирования. Пример: Генерация ряда Фибоначчи
— Жадные алгоритмы Пример: Подсчет валюты
— Алгоритмы ветвей и границ. Пример: Коммивояжер (посещение каждого города один раз и минимизация общего пройденного расстояния)
— Алгоритмы грубой силы. Пример: Поиск наилучшего пути для коммивояжера
— Рандомизированные алгоритмы. Пр. Использование случайного числа для выбора точки поворота при быстрой сортировке).

Определение, свойства, качества хорошего алгоритма, пример

Он определяется как последовательность инструкций, описывающих метод решения проблемы.

АЛГОРИТМ

Он определяется как
последовательность инструкций, описывающих метод решения проблемы.В
Другими словами, это пошаговая процедура решения проблемы.

Жилье
алгоритмов

v Следует писать простым английским языком

v Каждая инструкция должна быть точной
и однозначно.

v Инструкций в алгоритме не должно быть
повторяется бесконечно.

v Алгоритм должен завершиться после конечного
количество ступеней.

v Должен иметь конечную точку

v Производные результаты должны быть получены только после
алгоритм завершается.

Качества хорошего алгоритма

Следующие
являются основными факторами, которые часто используются для оценки качества
алгоритмы.

Время — Для выполнения программы компьютер
система занимает некоторое время. меньше
чем требуется время, тем лучше алгоритм.

Память — Для выполнения программы, компьютерная система
занимает некоторый объем памяти места.
Чем меньше требуется памяти, тем лучше алгоритм.

Точность — Несколько алгоритмов могут
предоставить подходящие или правильные решения для данной проблемы , некоторые из них могут дать более точные результаты, чем
другие, и такие алгоритмы могут быть подходящими.

Пример

Написать
алгоритм печати «Доброе утро»

Шаг 1: Старт

Шаг 2: Распечатать «Доброе утро»

Шаг 3: Стоп

Теги: Определение, Свойства, Качества хорошего алгоритма, Пример, Решение проблем и программирование на Python: Решение алгоритмических проблем

Учебный материал, Примечания к лекциям, Задание, Ссылка, объяснение описания Wiki, краткая информация

Решение проблем и программирование на Python: решение алгоритмических проблем: алгоритм | Определение, свойства, качества хорошего алгоритма, пример

Что такое алгоритм и его характеристики с примерами

Алгоритм : —

• Алгоритм представляет собой конечный список последовательных инструкций для решения вычислительных задач.
• Алгоритм — это пошаговый конечный процесс решения задач. Вы можете писать алгоритмы на любом языке, понятном людям (программистам).
• В реальной жизни алгоритм — это рецепт любого приготовления. блюдо.

Характеристики алгоритмов : —

Ниже приведены характеристики любых алгоритмов.

1. Входные данные : -Алгоритм должен иметь один или несколько входов.
2. Выходные данные : -Алгоритм должен иметь хотя бы один выход.
3. Определенность : — Каждый оператор в любом алгоритме должен быть определен. Это означает. Каждый оператор в алгоритме должен быть однозначным. Каждый оператор должен быть четким, и не должно быть более одного способа интерполировать один оператор в данном алгоритме.
4. Конечность : -Алгоритм должен иметь конечное количество шагов (инструкций) для решения проблем и получения правильного результата.
5. Эффективность : -Алгоритм должен иметь эффективность и давать четко определенный результат любых программ.Эффективность означает, что у алгоритмов должен быть хороший метод, который дает эффективный результат с меньшими затратами времени и меньшим объемом памяти.

Дизайн алгоритмов : — Существуют различные способы представления алгоритма, как указано ниже: —

1. Естественный язык : — Мы можем писать алгоритмы на любом естественном языке, понятном людям. . Естественный язык — это человеческий язык. например. Английский, хинди, французский, китайский и т. Д. Естественные языки не являются эффективным языком.Это неоднозначный язык, который не дает точного представления.
2. Псевдокод : -Псевдокоды дают точное представление о любых алгоритмах. Они однозначны по своей природе. Есть много управляющих операторов, таких как, если, пока, делать и т. Д., Это дает повторяющиеся коды, которые делают алгоритм эффективным. Мы обычно используют этот язык для написания точных кодов.
3. Блок-схема : -Это еще один способ написать алгоритм для пошагового решения задач в графическом виде. Мы изучим эту технику подробно в наших следующих лекциях.

Различия между алгоритмами и программами : —

Есть некоторые различия между алгоритмами и программами, как показано ниже: —

# Напишите программу для добавления элементов массива . Написать алгоритм на естественном языке : —

1. Начало
2. Чтение элементов массива
3. Просканировать n элементов в массиве A
4. Объявить переменную суммы
5. Присвоить нулевое значение переменной суммы
6. Добавить все элементы массива, используя цикл for
7. Показать сумму
8. стоп

# Записать алгоритм в псевдокоде : —

1. start
2. Считать массив A
3. сумма <- 0
4. для <- 1 to n do
5. sum <- sum A [i]
6. display sum
7. stop

# Записать алгоритм в блок-схеме : —

Программы Python для добавления элементов массива : —

  # инициализировать массив
A = [1,2,3,5,8,9,11,13,15,17]
сумма = 0
для i в диапазоне (0, len (A)):
    сумма = сумма + A [i]
print ("Сумма всех элементов массива =", сумма)
  

Вывод вышеуказанных кодов Python : —

Сумма всех элементов массива = 84

Для более …

Посмотреть лекцию 18 полностью Видео

Что такое алгоритм? Типы, применение и характеристики

«К 2025 году 80 процентов функций, выполняемых врачами, будут выполняться лучше и дешевле с помощью машин и алгоритмов машинного обучения» — Винод Хосла

Алгоритм — популярный термин, который вы, должно быть, слышали во многих областях, включая компьютерное программирование, математику и даже в нашей повседневной жизни.

Алгоритм можно пояснить как пошаговый процесс или формулу для решения проблем, или вы можете сказать, что это набор инструкций, сформулированных для выполнения определенной работы. Итак, лучший пример этого — рецепт, поскольку он шаг за шагом объясняет, что должно быть совершено.

Алгоритмы обычно строятся на базовых языках, что означает, что они могут выполняться на нескольких языках программирования. Алгоритмы используются в качестве спецификаций для обработки данных, выполнения математических расчетов, автоматизированных рассуждений и ряда других подобных задач.

Соответственно, этот блог познакомит вас с определением алгоритма, типами алгоритма, характеристиками алгоритма, его преимуществами и недостатками, применениями алгоритма, алгоритмом программирования и т. Д.

Определение алгоритма

Алгоритм — это набор автономных последовательностей руководств или действий, которые содержат ограниченное пространство или группировку, так что он даст нам результат для конкретной проблемы за ограниченный период времени.

Это разумный численный способ решения или устранения проблемы с использованием любой мыслимой стратегии, и это постепенный процесс решения проблемы.

Хороший алгоритм следует описывать в терминах времени и пространства. Таким образом, различные виды проблем требуют наиболее точного освещения различных видов алгоритмических стратегий.

(Связанный блог: 10 лучших алгоритмов машинного обучения)

Например, вы пытаетесь приготовить новый рецепт, сначала вы читаете инструкции, а затем выполняете шаги один за другим, как указано в рецепте.Таким образом, выполнив следующие действия, вы получите готовую еду.

Точно так же алгоритмы помогают управлять задачей в программировании, чтобы получить нормальный результат. Разработанные алгоритмы не зависят от языка, то есть представляют собой простые инструкции, которые могут быть выполнены на любом языке. Однако результат будет аналогичным, как и ожидалось.

7 типов алгоритмов

Алгоритм грубой силы, по сути, пытается использовать все шансы до тех пор, пока не будет найден приемлемый результат. Это наиболее фундаментальный и наименее сложный тип алгоритма . Кроме того, такие типы алгоритмов используются для поиска идеального или лучшего решения, поскольку он проверяет все потенциальные решения.

Кроме того, он используется для поиска приемлемого решения (не самого лучшего), в основном останавливаясь, когда найден ответ на вопрос. Это ясный способ решения проблемы, который является первым подходом, который приходит нам в голову после наблюдения за проблемой.

(необходимо проверить: лучшие алгоритмы глубокого обучения)

Этот тип алгоритма зависит от рекурсии. В рекурсии проблема понимается путем разбиения ее на подзадачи аналогичного типа и повторного вызова себя до тех пор, пока проблема не будет раскрыта с помощью базового условия .

Он разрешает базовый случай законно, а затем повторяется каждый раз с более прямым или более простым вводом. Он используется для решения проблем, которые можно разбить на менее сложные или более скромные проблемы того же типа.

(Обязательно к прочтению: алгоритм максимизации ожидания (EM) в ML)

• Алгоритм динамического программирования

Этот тип алгоритма также называется техникой мемоизации.Это потому, что в этом случае идея состоит в том, чтобы сохранить недавно определенный результат, чтобы попытаться не вычислять его снова и снова.

В динамическом программировании разделите непредсказуемую проблему на более скромные, охватывающие подзадачи и отложите результат на некоторое время позже. Проще говоря, мы можем сказать, что он вспоминает предыдущий результат и использует его для открытия новых результатов.

• Алгоритм разделяй и властвуй

В алгоритме «Разделяй и властвуй» идея состоит в том, чтобы решить проблему в двух областях: в первом разделе проблема разбивается на подзадачи аналогичного типа.Второй раздел предназначен для автономного решения более скромной проблемы и последующего добавления объединенного результата для создания последнего ответа на проблему.

Теперь перейдем к другому типу, который является жадным алгоритмом, поэтому здесь решение создается по частям. Выбор следующей роли осуществляется с целью оказания внезапной помощи и никогда не рассматривает варианты, которые предлагались в последнее время.

В этом типе алгоритма проблема решается постоянно, например, это алгоритмическая процедура для рекурсивного решения проблем, пытаясь стабильно построить ответ, каждая часть, в свою очередь, устраняет те решения, которые не выполняются. условия ситуации в любой момент времени.

В этом типе алгоритма случайное число берется для принятия решения хотя бы один раз во время вычислений.

(Связанный блог: Как алгоритм поддержки векторной машины (SVM) работает в машинном обучении?)

Характеристики алгоритма

Есть некоторые характеристики, которым должен следовать каждый алгоритм, и вот список некоторых из них, которые мы рассмотрим один за другим.

1. Входные данные указаны — Входные данные — это информация, которая должна быть изменена во время расчета для создания выходных данных. Алгоритм должен иметь по крайней мере 0 всех охарактеризованных входов. Точность ввода требует, чтобы вы понимали, какого рода информация, в каком объеме и в какой структуре должна быть информация.

2. Выходные данные указаны — Выходные данные представляют собой информацию, полученную в результате вычислений.Алгоритм должен иметь по крайней мере 1 все вокруг охарактеризованных выходов и должен координировать идеальный выход. Точность вывода также требует, чтобы вы понимали, какого рода информацию, сколько и какой структуры должен быть вывод.

(Обязательно к прочтению: Алгоритм Дейкстры: алгоритм кратчайшего пути)

3. Ясный и недвусмысленный — Алгоритмы должны определять каждый шаг, и каждый из его шагов должен быть четким во всех действиях и указывать только на одно значение.Поэтому алгоритм должен быть четким и однозначным. Подробности каждого шага должны быть также объяснены (включая то, как поступать с ошибками). Он должен содержать все количественное, а не субъективное.

Некоторые характеристики алгоритма

4. Возможный — Алгоритм должен быть эффективным, что подразумевает, что все средства, необходимые для вывода, должны быть осуществимы с доступными ресурсами.Он не должен содержать каких-либо бессмысленных и лишних усовершенствований, которые могли бы сделать алгоритм неэффективным.

5. Независимый — Алгоритм должен иметь пошаговые инструкции, которые не должны зависеть от какого-либо программного кода. Это должно быть с конечной целью, чтобы вполне мог произойти внезапный всплеск спроса на любой из диалектов программирования.

6. Конечность — В конце концов алгоритм должен завершиться.Остановка может означать, что вы получите нормальный результат. Алгоритмы должны завершиться после ограниченного количества шагов. Алгоритм не должен быть безграничным и последовательно заканчиваться после конечного числа шагов. Нет никаких причин для создания безграничного алгоритма, поскольку он будет для нас бессмысленным.

(Рекомендовать блог: Введение в алгоритм дерева решений в машинном обучении)

Что такое алгоритм программирования ?

Алгоритм программирования можно рассматривать как рецепт, который описывает конкретные достижения, необходимые компьютеру для решения проблемы или достижения цели. Все мы наблюдали за планами питания, в них перечислены необходимые ингредиенты и несколько шагов, как приготовить изображенный ужин.

Действительно, алгоритм во многом такой же. На компьютерном языке слово для рецепта — это процесс, а ингредиенты называются входами . Ваш компьютер взглянет на вашу систему, точно следует за ней, и вы увидите результаты , которые называются выходами .

Алгоритм программирования показывает, как чего-то добиться, и ваш компьютер обязательно сделает это именно так. Учитывая все обстоятельства, он будет, как только вы переведете свой алгоритм на язык, на котором он его понимает.

Тем не менее, важно отметить, что алгоритм программирования — это не компьютерный код. Он написан простым английским языком, или как там говорят программисты.

Это не кружит вокруг, у него есть начало, центр и конец.В самом деле, вы, скорее всего, назовете начальный шаг «начало», а последний шаг — «конец».

(Рекомендуем прочитать: Что такое наивный байесовский алгоритм в машинном обучении?)

«Лучшие программы написаны так, чтобы вычислительные машины могли их выполнять быстро и чтобы люди могли их ясно понимать. В идеале программист — это эссеист, который работает с традиционными эстетическими и литературными формами, а также с математическими концепциями, чтобы сообщить способ работы алгоритма и убедить читателя в правильности результатов »- Дональд Кнут

Он включает в себя только то, что вам нужно для выполнения задания.Обычно это подсказывает ответ и пытается быть наиболее продуктивной договоренностью, которую мы можем придумать. Часто бывает разумно пронумеровать средства, но в этом нет необходимости.

Вместо пронумерованных шагов некоторые люди используют пробел и пишут псевдокодом. Однако это не так важно, ведь главное — простота. Разные люди используют разные вещи, например, некоторые просто используют график, называемый блок-схемой.

Применение алгоритма

Здесь мы увидим некоторые практические применения алгоритма.

• Во-первых, мы начнем с Интернета , который очень важен для нашей повседневной жизни, и мы даже не можем представить свою жизнь без Интернета, и это результат умных и творческих алгоритмов. Многие сайты в Интернете могут оперировать и фальсифицировать это огромное количество данных только с помощью этих алгоритмов.

• Повседневная электронная коммерция деятельность в значительной степени зависит от наших данных, например номеров кредитных или дебетовых карт, паролей, одноразовых паролей и многого другого.Используемые в центре технологии включают криптовалюту с открытым ключом и цифровые подписи, которые зависят от математических алгоритмов.

• Даже приложение, которому не требуется содержимое алгоритма на уровне приложения, сильно зависит от алгоритма, поскольку приложение опирается на аппаратное обеспечение, графический интерфейс, сеть или объектное направление, и все это создает существенное использование алгоритмов.

Заключение

В заключение можно сказать, что алгоритм — это пошаговый процесс решения проблемы.Выше мы видели несколько приложений, характеристики алгоритмов, но есть множество преимуществ и недостатков алгоритмов.

Алгоритм прост для понимания, и в нем проблема разбита на более мелкие части или шаги. Таким образом, программисту становится проще преобразовать его в реальную программу.

Кроме того, есть некоторые недостатки, например, написание алгоритма требует длительного времени, поэтому мы можем сказать, что это требует много времени, а статьи о ветвлениях и циклах трудно указать в алгоритмах.