Информатика алгоритм: Что такое алгоритм — урок. Информатика, 6 класс.

Содержание

Что такое алгоритм — урок. Информатика, 6 класс.

Повседневно человек выполняет большое количество самых разнообразных задач. Мы об этом даже не задумываемся, потому что некоторые задачи для нас стали автоматизированными действиями. Например, «почистить зубы», «перейти дорогу», «собрать портфель»  и т.д.

  

Иные задачи, наоборот, бывают настолько трудными, что требуют от нас длительных размышлений и немалых усилий для получения результата. Например, задача «выучить английский язык» требует от нас большое количество сложных действий, чем решение задачи «купить воды».

 

Любую, даже самую простую задачу мы всегда решаем за несколько последовательных шагов.

 

Рассмотрим задачу «вскипяти чайник» как последовательность действий:

  1. взять чайник;
  2. открыть крышку;
  3. налить воды;
  4. закрыть крышку;
  5. включить плиту;
  6. поставить чайник на плиту;
  7. дождаться, пока чайник закипит;
  8. выключить плиту.

Таким образом можно описать процесс решения любой задачи. Например, задачи, которые ты решаешь в школе «найти сумму двух чисел», «вычислить площадь прямоугольника», «выполнить синтаксический разбор предложения», «найти размер компьютерного файла».

  

Последовательность действий в решении задачи называется алгоритмом. Исполнитель — это объект, который может выполнить алгоритм. Исполнителем может быть человек, животное или какое-то устройство: компьютер, стиральная машина.

Алгоритм — это описание последовательности действий, приводящих к решению задачи.

Свойства алгоритма.

  1. Понятность. Алгоритм должен быть написан на понятном для исполнителя языке. Действия должны быть точными, ясными, однозначными.
  2. Прерывность (раздельность). Алгоритм должен представлять собой отдельные шаги. Необходимо использовать минимальное количество шагов. Каждый шаг должен приносить определенный результат.
  3. Результативность. Каждый алгоритм должен приводить к обязательному решению поставленной задачи.
  4. Обобщенность (массовость). Алгоритм должен решать не одну какую-то задачу, а некоторый класс однотипных задач. Например, написали алгоритм для вычисления суммы двух чисел. Этот алгоритм должен работать для сложения любых двух чисел.

Введение в понятие алгоритма

Понятие алгоритма

В сегодняшнем социуме слово «алгоритм» настолько широко распространено, что большинству интуитивно понятно. Под ним мы понимаем какую-либо последовательность шагов для достижения той или иной цели. Однако для теоретической науки понятие «алгоритма» достаточно сложное.

Считается, что однозначного определения алгоритма нет, хотя в основном различные источники дают очень близкие определения.

Итак, в широко распространенных определениях алгоритма (в рамках школьного курса информатики) можно выделить следующие составляющие:

Алгоритм – это конечная последовательность указаний …

  • … на языке понятном исполнителю, …
  • … задающая процесс решения задач определенного типа …
  • … и ведущая к получению результата, однозначно определяемого допустимыми исходными данными.

В последнем пункте определения говорится о том, что результат выполнения алгоритма напрямую зависит от исходных данных. Т.е. один и тот же алгоритм при разных исходных данных даст разные результаты. С другой стороны, если одному и тому же алгоритму передать несколько раз одни и те же данные, он должен столько же раз выдать один и тот же результат.

Слово «алгоритм» происходит от имени ученого IX века Муххамеда бен Аль-Хорезми («аль-хорезми» -> «алгоритм»), который описал правила выполнения арифметических действий в десятичной системе счисления. Словом «алгоритм» потом и стали обозначать эти правила вычислений. Однако с течением времени понятие алгоритма видоизменялось и в XX веке под ним стали понимать какую-либо последовательность действий, приводящую к решению поставленной задачи.

Сначала определение понятия алгоритма было проблемой математики, однако с течением времени теория алгоритмов стала развиваться за счет влияния открытий не только в математике, но и в информатике. В настоящее время алгоритм является одним из главных понятий информатики.

Другими словами, следует понимать, что первоначально теория алгоритмов возникла в математике и представляла собой поиск способов решения задач определенного типа посредством определенного набора указаний.

Свойства алгоритма

  1. Дискретность (в данном случае, разделенность на части) и упорядоченность. Алгоритм должен состоять из отдельных действий, которые выполняются последовательно друг за другом.
  2. Детерминированность (однозначная определенность). Многократное применение одного алгоритма к одному и тому же набору исходных данных всегда дает один и тот же результат.
  3. Формальность. Алгоритм не должен допускать неоднозначности толкования действий для исполнителя.
  4. Результативность и конечность. Работа алгоритма должна завершаться за определенное число шагов, при этом задача должна быть решена.
  5. Массовость. Определенный алгоритм должен быть применим ко всем однотипным задачам.

Исполнитель и разработчик алгоритма

Разрабатывать, придумывать алгоритмы могут только разумные существа (например, человек). А вот формально (не думая и не оценивая) исполнять, могут какие-либо машины (например, компьютеры, бытовые приборы). В чем польза такого разделения труда? Дело в том, что человек освобождается от рутинной деятельности, которая часто может занимать много времени, и поручает ее машинам.

Однако машины не люди: приборы понимают лишь ограниченное число команд и могут обрабатывать данные (объекты) далеко не всех типов. Отсюда следует, что разработчик алгоритма в конечном итоге должен описать алгоритм в допустимых командах определенного исполнителя (той машины, которой будет поручено выполнение алгоритма). Совокупность команд, которые данный исполнитель может выполнять, называется системой команд исполнителя. Объекты (данные), над которыми исполнитель может выполнять действия, формируют среду исполнителя.

Язык программирования — средство записи алгоритмов для компьютеров

Достаточно универсальным исполнителем является компьютер. С его помощью можно выполнять разнообразные по видам алгоритмы: делать математические вычисления, обрабатывать текстовые данные, изменять графику и др. В каком-то смысле компьютер может делать многое, что и человек, а некоторые вещи намного быстрее. Однако человек и компьютер «разговаривают» на совершенно разных языках: один – на естественном (русском, английском и др.), а другой – на формальном (машинном) языке.

Разработав алгоритм, человек должен как-то «объяснить» его компьютеру. Для этих целей служат языки программирования, а результатом записи алгоритма на них является программа.

В настоящее время язык программирования – это скорее некий посредник между человеком и вычислительной машиной. Программа, написанная на языке программирования, в последствии переводится на машинный язык транслятором.

Итог

Изучение алгоритмов имеет большую практическую значимость. Это связано с тем, что создание алгоритма предполагает подробное описание каждого шага решения задачи, и в конечном итоге шаг алгоритма может быть достаточно прост для выполнения его компьютером. А значит, задачи, для которых можно выработать алгоритм их решения, могут быть автоматизированы, т.е. переложены «на плечи» машин.

Однако следует всегда помнить, что не все задачи имеют алгоритмическое решение.

При этом для тех задач, которые все-таки имеют алгоритмическое решение, могут быть разработаны различные алгоритмы. Но наиболее эффективным, скорее всего, будет только один.

Информатика. Описание алгоритма.

        Алгоритм — это организованная последовательность действий,
понятных для некоторого исполнителя, ведущая к решению поставленной задачи.

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

Алгоритм может быть предназначен для выполнения его человеком или
компьютером.

попробуй следовать алгоритму.)

Свойства алгоритма.

  1. Массовость
    алгоритм должен быть применен для класса подобных задач.
  2. Дискретность
    алгоритм состоит из ряда шагов.
  3. Определенность
    — каждый шаг алгоритма должен пониматься однозначно и не допускать
    произвола.
  4. Результативность
    — алгоритм должен приводить к решению поставленной задачи за конечное
    число шагов

Виды алгоритма.

  1. Линейный
    алгоритм, в котором все предписания (шаги) выполняются так, как записаны,
    без изменения порядка следования, строго друг за другом.
  2. Разветвляющийся
    — алгоритм, в котором выполнение того или иного действия (шага) зависит от
    выполнения или не выполнения какого-либо условия.
  3. Циклический
    алгоритм, в котором некоторая последовательность действий повторяется
    несколько раз.

Каждый исполнитель алгоритма имеет свою систему команд (набор действий) и
свою среду, (набор объектов, над которыми совершаются действия), в которой, и
только в ней, он работает.

Способы записи алгоритма.

  1. Словесно-формулярное описание (на естественном языке с использованием математических формул).
  2. Графическое описание в виде
    блок-схемы (набор связанных между собой геометрических фигур).
  3. Описание на каком-либо
    языке программирования (программа).

           Программа
— это набор машинных команд, который следует выполнить компьютеру для
реализации того или иного алгоритма.

           Программа
— это форма представления алгоритма для исполнения его машиной.

это тоже является алгоритмом выполнения действий. 

Алгоритмы и исполнители. Информатика. 9 класс. Разработка урока


Тип урока: изучение нового материала.


Цели:

  • образовательные: познакомить учащихся с понятиями алгоритм, алгоритмизация, исполнители алгоритмов и система команд исполнителя; перечислить и проанализировать свойства алгоритма; познакомить учащихся с формами записи алгоритмов.
  • воспитательные: воспитывать аккуратность, внимательность, точность и дисциплинированность.
  • развивающие: развитие внимания, восприятия, самостоятельного анализа, познавательного интереса у учащихся, умения обобщать и сравнивать


Задачи: организовать и направить познавательную деятельность обучающихся на понимание сути алгоритмов, их свойств, способов описания; показать связь данной темы с практикой; применять знания при создании алгоритмов и оценке существующих алгоритмов; формирование умения четко организовать самостоятельную и групповую работу.


Использованные источники: Ю.А.Быкадоров, Информатика и ИКТ. 9 класс, учебник для общеобразовательных учреждений, М.: Дрофа. 2013 г.; О. Н. Масленикова, Информатика и ИКТ. 9 класс. Методическое пособие к учебнику Ю. А. Быкадорова «Информатика и ИКТ. 9 класс», М.: Дрофа. 2013 г.  

Ход урока


Здравствуйте ребята.


Для того, чтобы узнать тему сегодняшнего урока нужно разгадать ребус.



И так, кто уже готов назвать тему нашего урока? (Ответы учащихся…)


Молодцы! Правильно отгадали!


Тема нашего урока «Алгоритмы и исполнители».


Цель нашего урока – выяснить, что такое алгоритм, познакомится с историей возникновения данного понятия, его свойствами, видами алгоритмов и формами, с помощью которых можно записать тот или иной алгоритм, а также где в реальной жизни мы встречаемся с алгоритмами.


С понятием «алгоритм» вы уже знакомились на других предметах и в своей повседневной деятельности нам постоянно приходится сталкиваться с разнообразными правилами, предписывающими последовательность действий, цель которых состоит в достижении некоторого необходимого результата. Подобные правила очень многочисленны. Например, мы обязаны следовать вполне определенной системе правил, чтобы найти корни квадратного уравнения, приготовить кофе и т.д. Все мы живем в мире алгоритмов. Алгоритмы экономят силы и время человека, так как однажды усвоенным правилом (алгоритмом) вы можете пользоваться всю жизнь.

  • Под алгоритмом понимают понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность действий для достижения поставленной цели.


А теперь давайте немного поговорим об истории происхождения слова алгоритм.Мой помощник, ваш одноклассник, подготовил историческую справку о происхождении слова «алгоритм», для этого он использовал – учебник, справочники, интернет-ресурсы.


Ученик. Историческая справка. Происхождение слова «алгоритм»


Правила выполнения арифметических действий над целыми числами и простыми дробями в десятичной системе счисления впервые были сформулированы выдающимся средневековым ученым по имени Мухаммед ибн Муса ал-Хорезми (в переводе с арабского это означает «Мухаммед, сын Мусы из Хорезма»), сокращенно Ал-Хорезми.


Ал-Хорезми жил и творил в IX веке. Арабский оригинал его арифметического труда утерян, но имеется латинский перевод XII века, по которому Западная Европа ознакомилась с десятичной позиционной системой счисления и правилами выполнения в ней арифметических действий.


Ал-Хорезми стремился к тому, чтобы сформулированные им правила были понятны для всех грамотных людей. Достичь этого в веке, когда еще не была разработана математическая символика (знаки операций, скобки, буквенные обозначения и т. п.), было очень трудно. Но Ал-Хорезми удалось выработать в своих трудах такой стиль четкого, строгого словесного предписания, который не давал читателю никакой возможности уклониться от предписанного или пропустить какие-нибудь действия.


В латинском переводе книги Ал-Хорезми правила начинались словами «Алгоризми сказал». С течением времени люди забыли, что «Алгоризми» — это автор правил, и стали сами эти правила называть алгоритмами. Постепенно «Алгоризми сказал» преобразовалось в «алгоритм гласит».


Таким образом, слово «алгоритм» происходит от имени ученого Ал-Хорезми. Как научный термин первоначально оно обозначало лишь правила выполнения действий в десятичной системе счисления. С течением времени это слово приобрело более широкий смысл и стало обозначать любые точные правила действий. В настоящее время слово «алгоритм» является одним из важнейших понятий науки информатики.


Процесс создания алгоритмов называется – алгоритмизацией.


Всякий алгоритм составляется в расчете на определенного исполнителя. Им может быть человек, робот, компьютер и др.

  • Исполнитель алгоритма – это человек или автоматическое устройство, которое способно воспринимать и исполнять алгоритм.


Запишите исполнителей для приведённых ниже видов работ:

  • Уборка мусора во дворе – дворник
  • Перевозка пассажиров в поезде – машинист
  • Приём экзаменов в школе – учитель
  • Приготовление еды в ресторане – повар
  • Выполнение домашнего задания – ученик


Чтобы составить алгоритм для исполнителя, нужно знать, какие команды исполнитель может понять и исполнить, а какие нет.

  • Система команд исполнителя (СКИ) – это перечень элементарных предписаний (команд), которые исполнитель может исполнять.


Пример. Алгоритм определения периметра прямоугольника:


Дано: А, В — длины сторон прямоугольника.


Найти: Р – периметр прямоугольника.


Математическая модель: Р = (А + В) 2

  1. Задать числовые значения А, В.
  2. Сложить А и В. Результат обозначить X.
  3. Умножить X на 2. Результат обозначить Р.
  4. Записать в качестве ответа значение Р.
  5. Конец.


Данный алгоритм рассчитан на исполнителя старшеклассника. Первоклассник выполнить этот алгоритм не может, т.к. умножать он еще не научился. Первокласснику можно команду умножения заменить командой сложения (X и X). Вообще, чем меньше запас умений школьника, тем подробнее будет составленный для него алгоритм.


Приведите еще примеры алгоритмов. Ответы учащихся …


Из приведенных вами примеров видно, что мир алгоритмов очень разнообразен. Но, несмотря на это, можно выделить общие свойства, которыми обладает любой алгоритм.


Алгоритм обладает следующими свойствами:

  • Целенаправленность – любой алгоритм направлен на достижение определенной цели. Чаще всего целью алгоритма является получение результата при решении какой-нибудь задачи.
  • Дискретность – алгоритм состоит из элементарных предписаний (команд).
  • Понятность – элементарные предписания (команды) алгоритма должны быть точно сформулированы и однозначно понятны исполнителю, а исполнитель должен быть в состоянии их выполнить.
  • Однозначность – после исполнения очередного элементарного предписания (команды) исполнителю точно определено, что делать дальше.
  • Массовость – алгоритм можно использовать для решения той же задачи при других допустимых исходных данных.


 Формы представления алгоритмов могут быть разными: словесной; графической; на языке программирования.


Рассмотрим их:


1. Словесная форма – это форма описания алгоритма на естественном языке. Если алгоритм предназначен для человека, то в качестве предписаний можно использовать привычные для человека предложения и фразы.


Правила записи алгоритмов в словестной форме просты: предписания записываются одно за другим и нумеруются; в записи алгоритма могут использоваться служебные слова Начало и Конец.


Пример: Алгоритм нахождения большего из двух данных чисел.

  1. Начало.
  2. Из числа А вычесть число В.
  3. Если получилось отрицательное значение, то сообщить, что число В больше.
  4. Если получилось положительное значение, то сообщить, что число А больше.
  5. Если получился ноль, сообщить, что числа равны.
  6. Конец.


Данная форма очень удобна, если нужно приближенно описать суть алгоритма. Однако при словесном описании не всегда удается ясно и точно выразить идею.


2. Для более наглядного представления алгоритма используется графическая форма. Графическая форма – изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.


3. При записи алгоритма в словесной и в графической форме допускается определенный произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна на столько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм. Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы – компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. Такой язык принято называть языком программирования, а форму представления алгоритма — программной. То есть программная форма записи алгоритма – это запись на языке программирования.


Самостоятельная работа в группах по карточкам. Командир группы о результатах сообщает учителю.


Примерные вопросы:

  1. Приведите примеры известных Вам алгоритмов.
  2. Запишите алгоритм заварки чая.
  3. Перечислите основные свойства алгоритмов и проиллюстрируйте их примерами.
  4. Имеются два кувшина ёмкостью 3 л и 8 л. Напишите алгоритм для того, чтобы набрать из реки 7 л воды (можно пользоваться только этими кувшинами).
  5. Какие Вы знаете формы описания алгоритмов?
  6. Нужно поджарить три куска хлеба на сковороде, вмещающей только два таких куска. На поджаривание каждой стороны уходит 2 минуты. Можно ли поджарить хлеб меньше чем за 8 минут? Если да, то составить алгоритм.
  7. Мачеха велела Золушке принести ровно 3 л. воды, а в доме всего два ведра: одно пятилитровое (ведро М), а другое девятилитровое (ведро Б) . Как же быть? Помогите Золушке. Составьте алгоритм решения задачи.


Присутствуют ли в нашей жизни алгоритмы? Теория алгоритмов имеет большое практическое значение. Алгоритмический тип деятельности важен не только как одна из эффективных форм труда человека. Через алгоритмизацию, через разбиение сложных действий на всё более простые, на действия, выполнение которых доступно машинам, пролегает путь к автоматизации различных процессов.


Домашнее задание: Домашним заданием для вас будет изучение §1 на стр. 3–6 и ответы на вопросы на стр. 7. Составить алгоритм старинной русской задачи: некий человек должен перевезти в лодке через реку волка, козу и капусту. За один перевоз он может перевезти только кого-то одного. Составьте алгоритм перевоза так, чтобы никто никого не съел.


Примечание: при изучении нового материала учащиеся делают в тетрадь необходимые записи под руководством учителя.

АЛГОРИТМ. Урок 1. Понятие Алгоритма. | Учи Урок информатики

Основано на учебнике Босовой Людмилы Леонидовны

Каждый человек в повседневной жизни, в учёбе или на работе ре­шает огромное количество задач самой разной сложности. Сложные задачи требуют длительных размышлений для нахождения реше­ния; простые и привычные задачи человек решает не задумываясь, автоматически. В большинстве случаев решение каждой задачи мож­но разбить на простые этапы (шаги). Для многих таких задач (уста­новка программного обеспечения, сборка шкафа, создание сайта, эксплуатация технического устройства, покупка авиабилета через Интернет и т. д.) уже разработаны и предлагаются пошаговые инструкции, при последовательном выполнении которых можно прийти к желаемому результату.

Пример 1. Задача «Найти среднее арифметическое двух чисел» ре­шается в три шага:

  1. задумать два числа;
  2. сложить два задуманных числа;
  3. полученную сумму разделить на 2.

Пример 2. Задача «Внести деньги на счёт телефона» подразделяет­ся на следующие шаги:

  1. подойти к терминалу по оплате платежей;
  2. выбрать оператора связи;
  3. ввести номер телефона;
  4. проверить правильность введённого номера;
  5. вставить денежную купюру в купюроприёмник;
  6. дождаться сообщения о зачислении денег на счет;
  7. получить чек.

Пример 3. Этапы решения задачи «Нарисовать лошадь» представлены графически:

Нахождение среднего арифметического, внесение денег на телефонный счёт и рисование лошади — на первый взгляд совершенно раз­ные процессы. Но у них есть общая черта: каждый из этих процессов описывается последовательностями кратких указаний, точное следо­вание которым позволяет получить требуемый результат. Последова­тельности указаний, приведённые в примерах 1-3, являются алго­ритмами решения соответствующих задач. Исполнитель этих алго­ритмов — человек.

Алгоритм может представлять собой описание некоторой последо­вательности вычислений (пример 1) или шагов нематематического характера (примеры 2, пример 3). Но в любом случае перед его разработкой должны быть чётко определены начальные условия (исходные дан­ные) и то, что предстоит получить (результат). Можно сказать, что алгоритм — это описание последовательности шагов в решении зада­чи, приводящих от исходных данных к требуемому результату.

В общем виде схему работы алгоритма можно представить следую­щим образом:

Алгоритмами являются изучаемые в школе правила сложения, вычитания, умножения и деления чисел, грамматические правила, правила геометрических построений и т. д.

Анимации «Исполнитель алгоритма», «Расставь пропущенные команды в алгоритме для робота», помогут вам познакомится с некоторыми алгоритмами.

Пример 4. Некоторый алгоритм приводит к тому, что из одной це­почки символов получается новая цепочка следующим образом:

  1. Вычисляется длина (в символах) исходной цепочки символов.
  2. Если длина исходной цепочки нечётна, то к исходной цепочке справа приписывается цифра 1, иначе цепочка не изменяется.
  3. Символы попарно меняются местами (первый — со вторым, тре­тий — с четвёртым, пятый — с шестым и т. д).
  4. Справа к полученной цепочке приписывается цифра 2.

Получившаяся таким образом цепочка является результатом ра­боты алгоритма.

Так, если исходной была цепочка А#В, то результатом работы ал­горитма будет цепочка #А1В2, а если исходной цепочкой была АБВ@, то результатом работы алгоритма будет цепочка БА@В2.

Исполнитель алгоритма
Расставьте пропущенные команды в алгоритме робота

Пожалуйста, оцените статью

4.2 из 5. (Всего голосов:265)

Все статьи раздела

Алгоритм и его свойства — информатика, презентации

Алгоритм – это предназначенное для конкретного исполнителя точное описание последовательности действий, направленных на решение поставленной задачи.

Свойства алгоритма

üДискретность — разделение алгоритма на последовательность шагов.

Пример: Алгоритмы кулинарных рецептов состоят из отдельных действий, которые обычно нумеруются. 

üРезультативность — получение из исходных данных результата за конечное число шагов.

Пример: Алгоритм всегда приводит к результату, алгоритм покраски забора.


Просмотр содержимого документа

«Алгоритм и его свойства »

Алгоритм и его формальное исполнение

  • Алгоритм – это предназначенное для конкретного исполнителя точное описание последовательности действий, направленных на решение поставленной задачи.

  • Дискретность — разделение алгоритма на последовательность шагов.

Пример: Алгоритмы кулинарных рецептов состоят из отдельных действий, которые обычно нумеруются.

  • Результативность — получение из исходных данных результата за конечное число шагов.

Пример: Алгоритм всегда приводит к результату, алгоритм покраски забора.

  • Массовость — возможность применения алгоритма к большому количеству различных исходных данных.

Пример: Алгоритмы сложения, вычитания, умножения и деления.

  • Детерминированность ( определённость) — исполнитель должен выполнять команды алгоритма в строго определенной последовательности.

Пример: алгоритм управления самолётом.

  • Выполнимость и понятность — алгоритм должен содержать команды, входящие в систему команд исполнителя и записанные на понятном исполнителю языке.

Пример: алгоритм включения компьютера.

Прямоугольник с закругленными углами, применяется для обозначения начала или конца алгоритма

Параллелограмм, предназначен для описания ввода или вывода данных, имеет один вход вверху и один выход внизу

Прямоугольник, применяется для описания линей­ной последовательности команд, имеет один вход вверху и один выход внизу

Ромб, служит для обозначения условий в алгоритми­ческих структурах «ветвление» и «выбор», имеет один вход верху и два выхода (налево, если условие вы­полняется, и направо, если условие не выполняется)

Да

Нет

Прямоугольник со срезанным углом, применяется для объявления переменных или ввода комментариев

Программа — алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования

Языки программирования высокого уровня

QBasic

Pascal

Программа Pascal , названная в честь

Блеза Паскаля

Delphi

XP

Linux

Mac OS

Программы-трансляторы

Учебный курс «Информатика»

  • Моделирование и формализация
  • Алгоритм и его свойства
  • Способы записи алгоритмов
  • Линейные алгоритмы (следование)
  • Ветвления в алгоритмах
  • Циклическая форма организации действий
  • Замкнутые и разомкнутые системы управления
  • Языки программирования
  • Вопросы и упражнения
  •     
    Слово «алгоритм» происходит от латинской формы написания имени арабского математика Аль Хорезми. Известно, что он родился до 800 г., а умер после 847 г., жил и работал в Багдаде — крупном научном центре и влиятельной столице Древнего Востока. Аль Хорезми использовал индийскую позиционную систему счисления с нулём и сформировал правила четырёх арифметических действий над многозначными числами. Первоначально под алгоритмами понимали только эти правила, но в дальнейшем понятие алгоритма стали использовать более широко.

        Разработать алгоритм – это разбить задачу на последовательно выполняемые шаги (этапы).

        Примеры алгоритмов:

        С помощью алгоритмов решаются не только традиционные для математики вычислительные задачи, но и многие другие, возникающие в быту или на производстве. И было бы ошибкой думать, что алгоритмы могут вам пригодиться только в том случае, если вы станете программистами. Умение конструировать алгоритмы и чётко их формулировать — очень важный навык современного человека. Рассмотрим несколько алгоритмов, с которыми можно встретиться в жизни.

        Алгоритм пользования автоматической междугородной телефонной связью:

        1.Наберите цифру 8 и дождитесь непрерывного гудка.

        2.Наберите код вызываемого города.

        3.Наберите номер телефона вызываемого абонента.    

        Дети очень любят играть и иногда в своих играх используют игровые алгоритмы.

        Пример игрового алгоритма:

        1.Загадай число.

        2.Умножь на 5.

        3.Прибавь 8.

        4.Умножь на 2.

        5.Отними 16.

        6.Отбрось крайнюю правую цифру и получишь загаданное число.

        Вспомните, как вы переходите через проезжую часть. Вы с малых лет помните правила перехода через улицу, а ведь их можно тоже назвать алгоритмом. Вся повседневная жизнь человека — это деятельность по алгоритмам.

        Попробуем сравнить все рассмотренные примеры. На первый взгляд, в них нет ничего общего: один алгоритм поможет позвонить за пределы города, другой — решить квадратное уравнение, третий — отгадать задуманное число, а четвёртый — перейти улицу. Но более глубокий анализ покажет наличие последовательности действий в каждом алгоритме. Причём, каждое действие записано в виде одного или нескольких предложений, называемых предписаниями. Требуется точно исполнять все предписания, чтобы от исходных данных перейти к заранее определённому результату.

        Следовательно, алгоритм — это строго организованная последовательность действий (предписаний), приводящая от исходных данных к конкретному результату.

        Попробуем переставить местами шаги в любом из предложенных алгоритмов:

        1. Загадай число.

        2. Прибавь 8.

        3. Умножь на 5.

        4. Отними 16.

        5. Умножь на 2.

        6.Отбрось крайнюю правую цифру и получишь загаданное число.

        Исполнив этот алгоритм, вы не получите требуемого результата.

        Результативность — это одно из свойств алгоритма, позволяющее решить задачу за конечное число шагов. В противном случае считается, что алгоритм неприменим для решения данной задачи.

        Разделение выполнения решения задачи на отдельные операции — важное свойство алгоритмов, называемое дискретностью. Нельзя перейти к следующему действию, не закончив предыдущего. Снова рассмотрим один из примеров — алгоритм нахождения корней квадратного уравнения: не закончив вычислять дискриминант, вы врядли решите квадратное уравнение.

        Итак, исходя из этих основных свойств алгоритма, приходим к выводу:

        1.Алгоритм состоит из точных предписаний.

        2.Нельзя менять порядок выполнения предписаний.

        3.Нельзя переходить к следующему действию, не закончив предыдущего.

        Рассмотрим ещё один пример алгоритма:

        1. Подойти к реке.

        2. Войти в реку.

        3. Идти по дну, пока не выйдешь на другой берег.

        Выполним ли этот алгоритм, если человек подошёл к реке Волге? Ответ однозначен — нет. А в каком случае этот алгоритм будет выполнен, и кто может пройти по дну реки Волги? Оказывается, алгоритм выполнится, если по дну пойдёт человек со специальным снаряжением или робот-“подводник”. Он также будет исполнен, если человек без снаряжения подойдёт не к Волге, а к маленькой речке, глубина которой не выше шеи человека.

        Следовательно, один и тот же алгоритм может быть верным и неверным в зависимости от того, каковы исходные данные и кто исполнитель алгоритма.
    Исполнитель — это человек или автомат (в частности им может быть процессор ЭВМ), умеющий выполнять некоторый набор действий которые можно назвать командами.

        Исполнитель может исполнять команды из набора и ничего более. Набор команд называют допустимыми действиями исполнителя. Но управлять надо исполнителем правильно и точно.

        Рассмотрим пример: имеется исполнитель “Перевозчик”. Набор его допустимых действий следующий:

        1. Перевези волка.

        2. Перевези козу.

        3. Перевези капусту.

        4. Переправься обратно один.

        Перед нами “гипотетический” человек, который, строго руководствуясь алгоритмом, решает задачу. Про такого человека можно сказать, что он решает поставленную задачу машинально, без эмоций, без мыслей. Его и в самом деле можно заменить машиной, выполняющей те же допустимые действия. Всё, что умеет делать такой человек — это исполнять только четыре команды. Составим для данного исполнителя алгоритм решения следующей задачи: перевозчик находится на левом берегу реки с волком, козой и капустой. Требуется переправить их на правый берег, но лодка слишком мала: перевозчик может взять с собой только одного пассажира — либо волка, либо козу, либо капусту. Но если он оставит на берегу волка с козой, то “от козы останутся лишь рожки да ножки”, если он оставит козу с капустой, то коза съест капусту. Только в присутствии перевозчика они не безобразничают.

    Алгоритм “Перевозчик”

       &nbspИсходные данные: волк, коза, капуста, лодка, перевозчик на левом берегу.

        Результат: волк, коза, капуста, лодка, перевозчик на правом берегу.

        Исполнитель: перевозчик.

        Последовательность действий:         

        1. Перевези козу.

        2. Переправься обратно один.

        3. Перевези волка.

        4. Перевези козу.

        5. Перевези капусту.

        6. Переправься обратно один.

        7. Перевези козу.

        Исполнителем указанных действий является человек — перевозчик, решающий задачу по алгоритму машинально. Исполнителем может быть и какое-то устройство, в этом случае выражение “машинальное действие”, употребляемое обычно в переносном смысле, при современном уровне развития науки и техники приобретает прямой смысл.

        Представим себе небольшое устройство, похожее на электронную игру. На экране изображены волк, коза, капуста и перевозчик с лодкой. Рядом с экраном находятся четыре кнопки. Над первой кнопкой надпись “Перевези козу” над второй — “Перевези волка”, над третьей — “Перевези капусту”, над четвёртой — “Переправься обратно один”. Нажимая на кнопки, мы можем передвигать существа по экрану. Других способов управления ими в данном устройстве нет. Последовательность действий для решения задачи будет состоять из нажатий на кнопки в указанном порядке: 1, 4, 2, 1, 3, 4, 1.

        Итак, упрощённо исполнителя можно представить как устройство, состоящее из двух частей: устройства управления и набора инструментов. Команды алгоритма выполняются устройством управления с помощью набора инструментов одна за другой.

        Совокупность команд, которые могут быть выполнены исполнителем, называется системой команд исполнителя.

        Сумеет исполнитель решить предложенную задачу или нет, зависит от среды, в которой он действует, и от правильности системы команд, данных ему.

    Знакомство с исполнителем РОБОТ:

        Исполнитель не может одиннадцать раз шагнуть вправо, т.к. на 10 шаге клетчатое поле (среда, в которой он действует) закончится. А команду “Шагнуть вправо” он просто не поймёт, т.к. понимает только команду “вправо”. Используемые на практике записи алгоритмов составляются с ориентацией на определённого исполнителя. Чтобы составить для него алгоритм, нужно знать, какие предписания этот исполнитель может понять и исполнить, а какие не может. Следовательно, составляя алгоритм для определённого исполнителя, можно использовать лишь те команды, запись которых имеется в его системе команд, т.е. отдаваться они должны так, как заранее было предусмотрено. Это свойство алгоритмов будем называть понятностью.          

         Рассмотрим и другие свойства алгоритма: детерминированность и массовость. Детерминированность (определённость) означает, что правила, образующие алгоритм, должны быть строго определенными, однозначными и непротиворечивыми. Этим обеспечивается его независимость от исполнителя, будь то человек, устройство или компьютер. Массовость — это свойство алгоритма обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а целого множества задач данного типа.

    Информатика: алгоритмы

    Алгоритмы

    Вы, возможно, слышали термин алгоритм недавно, будь то онлайн или, возможно, в каком-то разговоре о технологиях. Это слово часто используют, но что именно оно означает?

    Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше об алгоритмах.

    Алгоритм — это просто набор из шагов, используемых для выполнения определенной задачи . Они являются строительными блоками для программирования и позволяют таким устройствам, как компьютеры, смартфоны и веб-сайты, функционировать и принимать решения.

    Помимо того, что мы используем технологии, многие вещи, которые мы делаем ежедневно, похожи на алгоритмы. Допустим, вы хотите приготовить спагетти . Для того, чтобы сделать это успешно, есть определенный набор шагов , который вам нужно выполнить в определенном порядке .

    Сначала вам нужно вскипятить кастрюлю с водой . Как только он закипит, добавьте спагетти, и готовьте в течение заданного времени, периодически помешивая.Как только он закончится, вы сливаете воду , тогда готово, чтобы подавали с соусом по вашему выбору.

    Весь этот процесс на самом деле является алгоритмом. Поскольку вы выполнили эти шаги в определенном порядке , вы достигли желаемого результата : вкусное блюдо из макарон. Но если бы вы совершили ошибку, например, переварили или недоварили лапшу, это, вероятно, было бы не так хорошо.

    Программы работают аналогично. Их код состоит из алгоритмов , сообщающих им, что делать.Допустим, мы хотим использовать приложение для навигации, чтобы проложить маршрут.

    Когда мы вводим пункт назначения, приложение использует алгоритм для просмотра различных доступных маршрутов . Затем он использует другой алгоритм для проверки текущего трафика , затем третий использует эту информацию и вычисляет наилучший доступный маршрут .

    Все эти алгоритмы встроены прямо в код приложения. Если в коде будет какая-либо ошибка , приложение не сможет правильно следовать этим алгоритмам, а это означает, что вы не получите свои указания.

    Оба этих примера показывают, как люди и компьютеры могут использовать алгоритмы для выполнения повседневных задач . Разница в том, что компьютеры могут использовать алгоритмы и вычислять вещи лучше, быстрее и эффективнее, чем мы.

    Технологии будут только развиваться и совершенствоваться в том, что они делают. Пока кодирование и программирование продолжают использоваться, алгоритмы будут в основе этих технологий , определяя, что они делают и как они это делают.

    / ru / информатика / аппаратно-программное обеспечение / содержание /

    Что такое алгоритм и почему они важны

    Обычный термин, который люди используют в информатике и кодировании, — это «алгоритм». Что это такое и почему это важно для кодирования? В сотрудничестве с Juni Learning мы публикуем здесь их статью, чтобы дать определение этой важной концепции.

    Что такое алгоритм?

    Алгоритм — это набор пошаговых процедур или набор правил, которым необходимо следовать для выполнения определенной задачи или решения конкретной проблемы.Алгоритмы повсюду вокруг нас. Рецепт выпечки торта, метод, который мы используем для решения задачи длинного деления, и процесс стирки — все это примеры алгоритма. Вот как может выглядеть выпечка торта, записанная в виде списка инструкций, как и алгоритм:

    1. Разогрейте духовку

    2. Соберите ингредиенты

    3. Отмерьте ингредиенты

    4. Смешайте вместе ингредиенты для приготовления теста

    5. Смажьте противень

    6. Вылейте тесто в форму

    7. Поставьте форму в духовку

    8. Установите таймер

    9. Когда таймер выключится, достать противень из духовки

    10. Наслаждайтесь!

    Алгоритмическое программирование — это все о написании набора правил, которые инструктируют компьютер, как выполнять задачу.Компьютерная программа — это, по сути, алгоритм, который сообщает компьютеру, какие конкретные шаги нужно выполнить, в каком конкретном порядке, чтобы выполнить конкретную задачу. Алгоритмы пишутся с использованием определенного синтаксиса в зависимости от используемого языка программирования.

    Типы алгоритмов

    Алгоритмы классифицируются на основе концепций, которые они используют для выполнения задачи. Хотя существует множество типов алгоритмов, наиболее фундаментальными типами алгоритмов информатики являются:

    1. Алгоритмы разделения и владения — разделите проблему на более мелкие подзадачи одного типа; решить эти более мелкие проблемы и объединить эти решения для решения исходной проблемы.

    2. Алгоритмы перебора — попробуйте все возможные решения, пока не будет найдено удовлетворительное решение.

    3. Рандомизированные алгоритмы — используйте случайное число хотя бы один раз во время вычислений, чтобы найти решение проблемы.

    4. Жадные алгоритмы — поиск оптимального решения на локальном уровне с целью поиска оптимального решения для всей проблемы.

    5. Рекурсивные алгоритмы — решить самую низкую и простую версию проблемы, чтобы затем решать все более крупные версии проблемы, пока не будет найдено решение исходной проблемы.

    6. Алгоритмы поиска с возвратом — разделите проблему на подзадачи, каждую из которых можно попытаться решить; однако, если желаемое решение не достигнуто, двигайтесь назад в задаче, пока не найдете путь, который двигает ее вперед.

    7. Алгоритмы динамического программирования — разбейте сложную проблему на набор более простых подзадач, затем решите каждую из этих подзадач только один раз, сохраняя их решение для будущего использования вместо того, чтобы повторно вычислять их решения.

    Пример алгоритма

    Решение кубика Рубика

    Существует ряд различных алгоритмов, от простых до очень сложных, которые существуют для решения кубика Рубика. Ниже приведен лишь один простой алгоритм. Во-первых, давайте определим используемую нотацию (аналогично выбору языка программирования).

    Каждая из шести граней кубика Рубика может быть представлена ​​первой буквой своего имени:

    • U — вверх

    • D — вниз

    • L — слева

    • R — справа

    • F — передняя

    • B — задняя

    Каждую грань можно поворачивать в трех разных направлениях / направлениях.На примере U они представлены как:

    • U — четверть оборота по часовой стрелке

    • U ‘- четверть оборота против часовой стрелки

    • U2 — пол-оборота в любом направлении от верхней грани

    Теперь давайте пройдемся по шагам алгоритма построения кубика Рубика. Не стесняйтесь взять один из своих и следовать за ним!

    Шаг 1: Крест
    1. Сначала переверните некоторые края так, чтобы на верхней грани был белый крест.

    2. Выполните следующие повороты: F, R ’, D’, R, F2, R ’, U, R, U’, R ’, R2, L2, U2, R2, L2.

    3. Крест решен.

    Шаг 2: Белые углы
    1. Теперь края на белой грани закончены, но углы остались.

    2. В зависимости от того, где находится бело-оранжево-зеленый угол в головоломке, примените одну из следующих серий поворотов:

    3. Внизу: R ‘, D’, R, D (повторяйте, пока угол не переместится в его правильное место)

    4. Верх: R ‘, D’, R, D (это перемещает угол вниз; затем следуйте приведенным выше инструкциям)

    Шаг 3: края среднего слоя
    1. Отразить кубик так, чтобы белый цвет был внизу.

    2. Ищите край на верхней грани, на котором нет желтого цвета.

    3. Выполните разворот так, чтобы цвет лицевой стороны края совпал с центром.

    4. В зависимости от направления, в котором может двигаться кромка, примените одну из следующих серий поворотов:

    5. Влево: U ‘, L’, U, L, U, F, U ‘, F’

    6. Вправо: U, R, U ‘, R’, U ‘, F’, U, F)

    Шаг 4: Желтый крест
    1. Выполните следующие повороты, пока не появится желтый крест на лице с желтым центром: F, R, U, R ‘, U’, F ‘.

    2. Если есть L-образная форма, где две желтые фигуры соседствуют друг с другом, примените следующие повороты: F, U, R, U ’, R’, F ’.

    3. Если есть форма «Линия», которая является горизонтальной, примените следующие повороты: F, R, U, R ’, U’, F ’.

    Шаг 5: Sune и Antisune
    1. Посмотрите на лицо с желтым центром.

    2. В зависимости от следующих обстоятельств, примените одну из следующих серий поворотов:

    3. Если имеется только один ориентированный угол: R, U, R ‘, U, R, U2, R’ (повторяйте до желаемое положение достигнуто)

    4. Есть один ориентированный угол и один правый угол: U2, R, U2, R ‘, U’, R, U ‘, R’

    Шаг 6: Завершение головоломки
    1. Ищите комплекты «фар» (две наклейки одного цвета в одном ряду, разделенные наклейкой другого цвета).

    2. В зависимости от того, сколько их, примените одну из следующих серий поворотов:

    3. Если с каждой стороны установлены фары: R, U ‘, R, U, R, U, R, U ‘, R’, U ‘, R2

    4. В противном случае: R’, F, R ‘, B2, R, F’, R ‘, B2, R2

    Алгоритмы сортировки

    Алгоритм сортировки алгоритм, который размещает элементы списка в определенном порядке, обычно в числовом или лексикографическом порядке. Сортировка часто является важным первым шагом в алгоритмах, решающих более сложные проблемы.Существует большое количество алгоритмов сортировки, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Ниже мы сосредоточимся на некоторых наиболее известных алгоритмах сортировки.

    1. Линейная сортировка: найдите наименьший элемент в списке для сортировки, добавьте его в новый список и удалите из исходного списка. Повторяйте это, пока исходный список не станет пустым.

    2. Пузырьковая сортировка: сравните первые два элемента в списке и, если первый больше второго, поменяйте их местами. Повторите это с каждой парой смежных элементов в списке.Затем повторяйте этот процесс, пока список не будет полностью отсортирован.

    3. Сортировка вставкой: сравнивайте каждый элемент в списке со всеми предыдущими элементами, пока не будет найден меньший элемент. Поменяйте местами эти два элемента. Повторяйте этот процесс, пока список не будет полностью отсортирован.

    Где используются алгоритмы в компьютерных науках?

    Алгоритмы используются во всех областях информатики. Они составляют основу поля. В информатике алгоритм дает компьютеру определенный набор инструкций, который позволяет ему делать все, будь то запуск калькулятора или запуск ракеты.Компьютерные программы, по своей сути, представляют собой алгоритмы, написанные на языках программирования, понятных компьютеру. Компьютерные алгоритмы играют большую роль в том, как работают социальные сети: какие сообщения появляются, какая реклама видна и так далее. Все эти решения принимаются алгоритмами. Программисты Google используют алгоритмы для оптимизации поиска, прогнозирования того, что пользователи собираются вводить, и многого другого. При решении проблем большая часть компьютерного программирования — это умение сформулировать алгоритм.

    Почему важно понимать алгоритмы?

    Алгоритмическое мышление, или способность определять четкие шаги для решения проблемы, имеет решающее значение во многих различных областях.Даже если мы этого не осознаем, мы все время используем алгоритмы и алгоритмическое мышление. Алгоритмическое мышление позволяет студентам разбивать проблемы и концептуализировать решения с точки зрения дискретных шагов. Чтобы понять и реализовать алгоритм, учащиеся должны практиковать структурированное мышление и способность рассуждать.

    Эта статья первоначально появилась на junilearning.com

    Алгоритмы — GeeksforGeeks

    • Последнее обновление:
      28 июня 2021 г.

    Темы:

    Анализ алгоритмов :

    1. Асимптотический анализ
    2. Худший, средний и лучший случаи
    3. Асимптотические обозначения
    4. Маленькие и маленькие обозначения омеги
    5. Теория
    6. Анализ петель
    7. Решение повторений
    8. Амортизированный анализ
    9. Что означает «космическая сложность»?
    10. Псевдополиномиальные алгоритмы
    11. NP-полнота Введение
    12. Схема полиномиальной аппроксимации времени
    13. Вопрос о сложности времени
    14. Сложность времени построения кучи
    15. Сложность времени, когда переменная цикла увеличивается на 1, 2, 3, 4..
    16. Сложность цикла с степенями
    17. Производительность циклов (вопрос кэширования)

    Последние статьи по анализу алгоритмов
    Тест по анализу алгоритмов
    Тест по повторениям

    Поиск и сортировка

    : : :

    1. Линейный поиск, двоичный поиск, поиск с переходом, поиск с интерполяцией, экспоненциальный поиск, троичный поиск
    2. Сортировка по выбору, пузырьковая сортировка, сортировка вставкой, сортировка слиянием, сортировка по куче, быстрая сортировка, сортировка по основанию, сортировка подсчетом, сортировка по сегментам, сортировка по оболочке , Гребенчатая сортировка, сортировка в голубятне, циклическая сортировка
    3. Интерполяционный поиск по сравнению с двоичным поиском
    4. Стабильность алгоритмов сортировки
    5. Когда происходит наихудший случай быстрой сортировки?
    6. Нижняя граница для алгоритмов сортировки на основе сравнения
    7. Какой алгоритм сортировки выполняет минимальное количество операций записи в память?
    8. Найдите несортированный подмассив минимальной длины, сортировка, при которой будет отсортирован весь массив
    9. Сортировка слиянием для связанных списков
    10. Сортировка почти отсортированного (или K-отсортированного) массива
    11. Итеративная быстрая сортировка
    12. Быстрая сортировка по односвязному списку
    13. QuickSort в двусвязном списке
    14. Найти k ближайших элементов к заданному значению
    15. Сортировка n чисел в диапазоне от 0 до n ^ 2 — 1 за линейное время
    16. Проблема во многих реализациях двоичного поиска
    17. Поиск в почти отсортированном массиве
    18. Сортировка массива по форме волны
    19. Почему двоичный поиск предпочтительнее троичного?
    20. K-й наименьший / наибольший элемент в несортированном массиве
    21. K-й наименьший / наибольший элемент в несортированном массиве в ожидаемое линейное время
    22. K-й наименьший / наибольший элемент в несортированном массиве в наихудшем линейном времени
    23. Найти ближайший пара из двух отсортированных массивов
    24. Найти общие элементы в трех отсортированных массивах
    25. Для отсортированного массива и числа x найти пару в массиве, сумма которой наиболее близка к x
    26. Счетчик единиц в отсортированном двоичном массиве
    27. Сортировка двоичной вставкой
    28. Сортировка вставкой для односвязного списка
    29. Почему быстрая сортировка предпочтительна для массивов и сортировка слиянием для связанных списков?
    30. Сортировка слиянием для двусвязного списка
    31. Минимальные соседние свопы для перемещения максимума и минимума в углы

    Последние статьи по поиску
    Последние статьи по сортировке
    Тест по поиску
    Тест по сортировке
    Практика кодирования по поиску
    Практика кодирования при сортировке

    Жадные алгоритмы :

    1. Задача выбора действий
    2. Алгоритм минимального связующего дерева Крускала
    3. Кодирование Хаффмана
    4. Эффективное кодирование Хаффмана для сортированного ввода
    5. Минимальный алгоритм простирания примитивов
    6. Прим. Представление списка смежности
    7. Алгоритм кратчайшего пути Дейкстры
    8. Алгоритм Дейкстры для представления списка смежности
    9. Задача упорядочения заданий
    10. Тест по жадным алгоритмам
    11. Жадный алгоритм для поиска минимального количества монет
    12. K Проблема центров
    13. M минимальное количество платформ, необходимое для железнодорожного / автобусного вокзала

    Последние статьи по жадным алгоритмам
    Тест по жадным алгоритмам
    Практика кодирования по жадным алгоритмам

    Динамическое программирование :

    1. Подзадачи перекрытия свойств Свойство подструктуры
    2. Самая длинная возрастающая подпоследовательность
    3. Самая длинная общая подпоследовательность
    4. Изменить расстояние
    5. Минимальная стоимость пути
    6. Замена монеты
    7. Умножение матричной цепочки
    8. Биномиальный коэффициент
    9. 0-1 Задача о рюкзаке
    10. Головоломка с падающим яйцом
    11. Longest Palind Подпоследовательность
    12. Разрезание стержня
    13. Подпоследовательность увеличения максимальной суммы
    14. Самая длинная битоническая подпоследовательность
    15. Алгоритм Флойда Уоршалла
    16. Разделение палиндрома
    17. Проблема разделения
    18. Проблема переноса слов
    19. Максимальная длина Ch множество пар
    20. Варианты LIS
    21. Задача укладки ящиков
    22. Программа для чисел Фибоначчи
    23. Минимальное количество переходов для достижения конца
    24. Квадратная подматрица максимального размера со всеми единицами
    25. Уродливые числа
    26. Непрерывный подмассив наибольшей суммы
    27. Самая длинная палиндромная подстрока
    28. Алгоритм Беллмана – Форда для кратчайших путей
    29. Оптимальное дерево двоичного поиска
    30. Задача о наибольшем независимом множестве
    31. Задача суммы подмножества
    32. Прямоугольник максимальной суммы в двумерной матрице
    33. Подсчитать количество двоичных строк без последовательных 1? s
    34. Задача логического заключения в скобки
    35. Счетчик способов достичь n-й ступени
    36. Минимальная стоимость многоугольника Триангуляция
    37. Задача мобильной цифровой клавиатуры
    38. Подсчет n-значных чисел, сумма цифр которых равна заданной сумме
    39. Минимальные начальные точки для Достичь места назначения
    40. Общее количество неубывающих номеров rs с n цифрами
    41. Найдите длину самого длинного последовательного пути от заданного начального символа
    42. Задача мозаики
    43. Минимальное количество квадратов, сумма которых равна заданному числу n
    44. Найдите минимальное количество монет, которые составляют данное значение
    45. Собрать максимальное количество точек в сетке с использованием двух обходов
    46. Кратчайшая общая суперпоследовательность
    47. Вычислить сумму цифр во всех числах от 1 до n
    48. Подсчитать возможные способы строительства зданий
    49. Максимальная прибыль при покупке и продаже доли не более двух
    50. Как напечатать максимальное количество букв «А» с помощью заданных четырех клавиш
    51. Найдите минимальную стоимость, чтобы добраться до места назначения на поезде
    52. Проблема с крышкой вершины | Набор 2 (решение для динамического программирования для дерева)
    53. Подсчитайте количество способов достижения заданного результата в игре
    54. Взвешенное планирование заданий
    55. Самая длинная подстрока четной длины, чтобы сумма первой и второй половины была одинаковой

    Последние статьи по динамическому программированию
    Тест по динамическому программированию
    Практика кодирования по динамическому программированию

    Поиск по образцу:

    1. Поиск по наивному образцу
    2. Алгоритм KMP
    3. Алгоритм Рабина-Карпа
    4. Наивный поиск по образцу Конечные автоматы
    5. Эффективное построение конечных автоматов
    6. Алгоритм Бойера Мура — эвристика неверных символов
    7. Массив суффиксов
    8. Поиск подстроки анаграммы (или поиск всех перестановок)
    9. Поиск по образцу с использованием набора всех суффиксов
    10. Алгоритм Ахо-Корасика для поиска по образцу
    11. Алгорит касая hm для построения массива LCP из массива суффиксов
    12. Z алгоритм (алгоритм поиска линейного временного паттерна)
    13. Программа пожелать женского дня

    Последние статьи по поиску паттернов

    Другие строковые алгоритмы:

    1. Алгоритм Манахера — Самая длинная палиндромная подстрока за линейное время — Часть 1, Часть 2, Часть 3, Часть 4
    2. Самая длинная подстрока четной длины, такая, что сумма первой и второй половин одинакова
    3. Выведите все возможные строки, которые можно получить, поместив пробелы

    Последние статьи о строках
    Практика кодирования на строках

    Отслеживание с возвратом :

    1. Распечатать все перестановки заданной строки
    2. Задача тура рыцаря
    3. Крыса в лабиринте
    4. Проблема королевы
    5. Подмножество Сумма
    6. m Задача раскраски
    7. Гамильтонов цикл
    8. Судоку
    9. Перетягивание каната
    10. Решение криптарифметических головоломок

    Последние статьи по отслеживанию с возвратом
    Практика кодирования по отслеживанию с возвратом

    Разделяй и властвуй :

    1. Введение
    2. , n Напиши свой собственный для вычисления x * n
    3. Медиана двух отсортированных массивов
    4. Инверсии счетчика
    5. Ближайшая пара точек
    6. Умножение матрицы Штрассена
    7. Быстрая сортировка против сортировки слиянием

    Последние статьи о Divide and Conquer
    Викторина по разделению и Conquer
    Практика кодирования на Divide and Conquer

    Геометрические алгоритмы:

    1. Ближайшая пара точек | O (nlogn) Реализация
    2. Как проверить, пересекаются ли два заданных отрезка линии?
    3. Как проверить, находится ли заданная точка внутри или вне многоугольника?
    4. Выпуклый корпус | Набор 1 (алгоритм Джарвиса или упаковка)
    5. Выпуклая оболочка | Набор 2 (сканирование Грэма)
    6. По заданным n отрезкам линии найти, пересекаются ли какие-либо два отрезка
    7. Проверить, лежит ли данная точка внутри треугольника или нет
    8. Как проверить, образуют ли заданные четыре точки квадрат

    Последние статьи по геометрическим алгоритмам
    Практика кодирования по геометрическим алгоритмам

    Математические алгоритмы:

    1. Напишите эффективный метод проверки, кратно ли число 3
    2. Эффективный способ умножения на 7
    3. Напишите программу на языке C, распечатать все перестановки заданной строки
    4. Счастливые числа
    5. Напишите программу для сложения двух чисел по основанию 14
    6. Вавилонский метод квадратного корня
    7. Умножьте два целых числа без использования умножения, деления и побитовых операторов и без циклов
    8. Печать все комбинации точек, которые могут составлять данное число
    9. Напишите свою собственную Силу без умножения (*) и операторы деления (/)
    10. Программа для чисел Фибоначчи
    11. Среднее значение потока чисел
    12. Подсчет чисел, не содержащих 3
    13. MagicSquare
    14. Сито Эратосфена
    15. Число, которое имеет максимальное количество различных простых множителей в диапазоне от M до N
    16. Найти день недели для заданной даты
    17. Деление на основе DFA
    18. Сгенерировать целое число от 1 до 7 с равной вероятностью
    19. По заданному числу найти следующий наименьший палиндром
    20. Сделать честную монету из смещенной монеты
    21. Проверить делимость на 7
    22. Найти наибольшее кратное 3
    23. Лексикографический ранг строки
    24. Распечатать все перестановки в отсортированном (лексикографическом) порядке
    25. Перемешать данный массив
    26. Эффективный по пространству и времени Биномиальный коэффициент
    27. Отбор проб из коллектора
    28. Треугольник Паскаля
    29. Выберите случайное число из потока с интервалом O (1)
    30. 9 0086 Найдите наибольшее кратное 2, 3 и 5

    31. Эффективная программа для вычисления e ^ x
    32. Измерьте один литр, используя две емкости и бесконечный запас воды
    33. Эффективная программа для печати всех простых множителей данного числа
    34. Распечатать все возможные комбинации r элементов в заданном массиве размера n
    35. Генератор случайных чисел с произвольным распределением вероятностей
    36. Как проверить, является ли данное число числом Фибоначчи?
    37. Русский крестьянин Умножение
    38. Подсчитайте все возможные группы размера 2 или 3, сумма которых кратна 3
    39. Ханойская башня
    40. Метод Хорнера для полиномиальной оценки
    41. Подсчитайте конечные нули в факториале числа
    42. Программа для n-го Каталонское число
    43. Сгенерировать одно из трех чисел в соответствии с заданными вероятностями
    44. Найти имя столбца Excel из заданного номера столбца
    45. Найти следующее большее число с тем же набором цифр
    46. Счетчик Возможные расшифровки заданной последовательности цифр
    47. Вычислить угол между часовой и минутной стрелками
    48. Подсчитайте количество двоичных строк без последовательных единиц
    49. Найдите наименьшее число, цифры которого умножаются на заданное число n
    50. Нарисуйте круг без арифметики с плавающей запятой
    51. Как проверить, есть ли экземпляр 8 головоломка разрешима?
    52. Парадокс дня рождения
    53. Умножение двух многочленов
    54. Подсчет отдельных неотрицательных целочисленных пар (x, y), удовлетворяющих неравенству x * x + y * y
    55. Подсчитайте способы достижения n-й ступеньки
    56. Заменить все ‘0’ с ‘5’ на входе Целое число
    57. Программа для сложения двух полиномов
    58. Распечатайте первые k цифр 1 / n, где n — положительное целое число
    59. Для числа в виде строки найдите количество смежных подпоследовательностей которые рекурсивно складываются до 9
    60. Программа для метода деления пополам
    61. Программа для метода ложного положения
    62. Программа для метода Ньютона-Рафсона

    Последние статьи по математическим алгоритмам
    Практика кодирования математических алгоритмов

    Битовые алгоритмы :

    1. Найти элемент, который появляется один раз
    2. Обнаружить противоположные знаки
    3. Установить биты во всех числах от 1 до n
    4. Поменять местами биты
    5. 9 0086 Сложить два числа

    6. Наименьшее из трех
    7. Головоломка с логическим массивом
    8. Установить биты в (большом) массиве
    9. Следующее большее число с таким же количеством установленных битов
    10. Метод оптимизации (модуль)
    11. Добавить 1 к числу
    12. Умножить на 3.5
    13. Отключить крайний правый установленный бит
    14. Проверить степень 4
    15. Абсолютное значение (абс.) Без ветвления
    16. Деление модуля на степень 2
    17. Минимум или максимум двух целых чисел
    18. Повернуть биты
    19. Найдите два неповторяющихся элемента в массиве
    20. Число, которое встречается нечетное количество раз
    21. Проверка переполнения целого числа
    22. Младший и большой порядок байтов
    23. Обратные биты числа
    24. Количество битов набора в целое число
    25. Число битов, которые нужно перевернуть для преобразования A в B
    26. Следующая степень 2
    27. Проверить, кратно ли число 3
    28. Найти четность
    29. Умножить на 7
    30. Определить, является ли нет степенью двойки
    31. Позиция крайнего правого установить бит
    32. Двоичное представление данного числа
    33. Поменять местами все четные и нечетные биты
    34. Найти позицию единственного установленного бита
    35. Алгоритм Карацубы для быстрого умножения n
    36. Как поменять местами два числа без использования временной переменной?
    37. Проверить, кратно ли число 9 с помощью побитовых операторов
    38. Поменять местами два полубайта в байте
    39. Как отключить определенный бит в числе?
    40. Проверить, является ли двоичное представление числа палиндромом

    Последние статьи по битовым алгоритмам
    Тест по битовым алгоритмам
    Практика кодирования по битовым алгоритмам

    Графические алгоритмы:

    Введение, DFS и B

    1. Граф и его представления
    2. Обход в ширину для графа
    3. Обход в первую очередь в глубину для графа
    4. Приложения поиска в глубину
    5. Обнаружить цикл в направленном графе
    6. Обнаружить цикл в неориентированном графе
    7. Обнаружить цикл в неориентированном графе
    8. Самый длинный путь в направленном ациклическом графе
    9. Топологическая сортировка
    10. Проверить, является ли данный граф двудольным или нет
    11. Задача змейки и лестницы
    12. Двусвязные компоненты
    13. Проверить, является ли данный граф деревом или нет

    Минимальное связующее дерево: 903 63

    1. Минимальное связующее дерево (MST) Прима)
    2. Приложения задачи минимального связующего дерева
    3. MST Прима для представления списка смежности
    4. Алгоритм минимального связующего дерева Краскала
    5. Алгоритм Борувки для минимального связующего дерева

    Пути:

    1. Алгоритм кратчайшего пути Дейкстры
    2. Алгоритм Дейкстры для представления списка смежности
    3. Алгоритм Беллмана – Форда
    4. Алгоритм Флойда Уоршалла
    5. Алгоритм Джонсона для кратчайших путей для всех пар
    6. Кратчайший путь
    7. Кратчайший путь
    8. Кратчайший путь в графически ориентированном A Некоторые интересные вопросы о кратчайших путях
    9. Кратчайший путь с ровно k ребер в ориентированном и взвешенном графе

    Связность:

    1. Определите, существует ли путь между двумя вершинами в ориентированном графе
    2. Связность в ориентированном графе схватить h
    3. Точки сочленения (или вырезанные вершины) на графике
    4. Двусвязный граф
    5. Мосты в графе
    6. Эйлеров путь и схема
    7. Алгоритм Флери для печати Эйлерова пути или схемы
    8. Сильно связанные компоненты
    9. Переходное замыкание graph
    10. Найдите количество островов
    11. Подсчитайте все возможные пути от источника к месту назначения с ровно k ребрами
    12. Схема Эйлера в направленном графе
    13. Двусвязные компоненты
    14. Алгоритм Тарьяна для поиска сильно связанных компонентов

    Сложные задачи:

    1. Раскраска графа (введение и приложения)
    2. Жадный алгоритм раскраски графа
    3. Задача коммивояжера (наивное и динамическое программирование)
    4. Задача коммивояжера (приблизительное с использованием MST)
    5. Гамильтонов цикл
    6. Вершина Проблема с обложкой (Введение и приближенный алгоритм)
    7. Задача центров K (жадный приближенный алгоритм)

    Максимальный поток:

    1. Алгоритм Форда-Фалкерсона для задачи максимального потока
    2. Найти максимальное количество ребер непересекающихся путей между двумя вершинами
    3. минимальный разрез в потоке сети
    4. Максимальное двустороннее соответствие
    5. Проблема назначения каналов

    Разное:

    1. Найдите, можно ли связать строки в круг
    2. Учитывая отсортированный словарь иностранного языка, найти порядок символов
    3. Алгоритм Каргера для минимального отсечения
    4. Алгоритм Каргера для минимального отсечения | Набор 2 (Анализ и приложения)
    5. Алгоритм Хопкрофта – Карпа для максимального соответствия | Набор 1 (Введение)
    6. Алгоритм Хопкрофта – Карпа для максимального соответствия | Набор 2 (реализация)
    7. Длина кратчайшей цепочки для достижения целевого слова
    8. Найдите одинаковые контакты в списке контактов

    Все алгоритмы на графике
    Контрольные вопросы на графике
    Контрольные вопросы на обходах графиков
    Контрольные вопросы на графиках Кратчайшие пути
    Викторина на графике Минимальное связующее дерево
    Практика кодирования на графике

    Рандомизированные алгоритмы:

    1. Линейность ожидания
    2. Ожидаемое количество испытаний до успеха
    3. Рандомизированные алгоритмы | Установить 0 (математические основы)
    4. Рандомизированные алгоритмы | Набор 1 (Введение и анализ)
    5. Рандомизированные алгоритмы | Набор 2 (Классификация и приложения)
    6. Рандомизированные алгоритмы | Установить 3 (1/2 приблизительной медианы)
    7. Алгоритм Каргера для минимального отсечения
    8. K-й наименьший / наибольший элемент в несортированном массиве | Набор 2 (ожидаемое линейное время)
    9. Отбор проб коллектора
    10. Перемешать заданный массив
    11. Выбрать случайный узел из односвязного списка

    Последние статьи по рандомизированным алгоритмам

    Ветвь и граница :

    1. Ветвь и связаны | Набор 1 (Введение с рюкзаком 0/1)
    2. Разветвление и переплет | Набор 2 (реализация ранца 0/1)
    3. Разветвление и ограничение | Набор 3 (8 задач-пазлов)
    4. Разветвление и переплет | Набор 5 (Задача N Королевы)
    5. Ветвь и переплет | Набор 6 (Задача коммивояжера)

    Последние статьи о ветвях и границах

    Тесты по алгоритмам:

    1. Анализ алгоритмов
    2. Сортировка
    3. Алгоритмы разделения и покорения
    4. Динамическое программирование

    5. Отслеживание с возвратом
    6. Разное
    7. NP Complete
    8. Поиск
    9. Анализ алгоритмов (повторений)
    10. Рекурсия
    11. Битовые алгоритмы
    12. Обходы графа
    13. Кратчайшие пути графа
    14. Минимальное связующее дерево графа
    15. 9125 9125 Неправильное дерево :

      1. Часто задаваемые вопросы на собеседовании по алгоритмам | Установить 1
      2. Учитывая матрицу ‘O’ и ‘X’, найти самый большой подквадрат, окруженный ‘X’
      3. Проблема с гайками и болтами (проблема с замком и ключом)
      4. Алгоритм заливки — как реализовать fill () в покрасить?
      5. Дано n встреч, найти все конфликтующие встречи
      6. Проверить данное предложение для данного набора простых правил грамматики
      7. Найти индекс 0, который нужно заменить на 1, чтобы получить самую длинную непрерывную последовательность единиц в двоичном массиве
      8. Как сделать проверить, не пересекаются ли два заданных набора?
      9. Минимальное количество платформ, необходимое для железнодорожного / автобусного вокзала
      10. Длина самого большого подмассива с прилегающими элементами | Set 1
      11. Длина наибольшего подмассива с прилегающими элементами | Установить 2
      12. Распечатать все возрастающие последовательности длины k из первых n натуральных чисел
      13. Даны две строки, найти, является ли первая строка подпоследовательностью второй
      14. Задача змейки и лестницы
      15. Напишите функцию, которая возвращает 2 для входа 1 и возвращает 1 для 2
      16. Соедините n веревок с минимальной стоимостью
      17. Найдите количество допустимых выражений в круглых скобках заданной длины
      18. Самый длинный монотонно возрастающий размер подпоследовательности (N log N): простая реализация
      19. Сгенерируйте все двоичные перестановки, чтобы было больше единиц чем 0 в каждой точке во всех перестановках
      20. Лексикографически минимальное вращение строки
      21. Построить массив из его массива парных сумм
      22. Программа для вычисления простых выражений
      23. Проверить, можно ли переставить символы данной строки, чтобы сформировать палиндром
      24. Распечатайте все пары анаграмм в заданном массиве строк

      См. Структуры данных и A расширенные структуры данных для алгоритмов на основе графиков, двоичного дерева, BST и связанных списков.

      Курсы Geeksforgeeks:

      1. Базовые языковые курсы [C ++ / JAVA / Python]
      Изучите любой язык программирования с нуля и поймите все его основные концепции для создания прочной основы программирования самым простым способом с помощью GeeksforGeeks Language Foundation Курсы — Java Foundation | Python Foundation | C ++ Foundation

      2. Классы для компьютерных фанатов в прямом эфире
      Получите интерактивные онлайн-классы, ориентированные на собеседование, по структуре данных и алгоритмам из любого географического места, чтобы изучить и освоить концепции DSA для улучшения ваших навыков решения проблем и программирования, а также для прохождения собеседования любой продуктовой компании — Geeks Classes: Live Session

      3. Подготовка к интервью по самым доступным ценам.

      4. DSA Self Paced
      Начните изучать структуры данных и алгоритмы, чтобы подготовиться к собеседованию с ведущими ИТ-гигантами, такими как Microsoft, Amazon, Adobe и т. Д.с DSA Self-Paced Course , где вы сможете изучить и освоить DSA от начального до продвинутого уровня, и это тоже в вашем собственном темпе и удобстве.

      5. Курсы для конкретных компаний — Amazon, Microsoft, TCS и Wipro
      Взломайте интервью любой производственной гигантской компании, специально подготовив вопросы, которые эти компании обычно задают во время цикла собеседований по кодированию. Обратитесь к специальным курсам компании GeeksforGeeks: серия тестов Amazon SDE и т. Д.

      Вы можете создать новую тему алгоритма и обсудить ее с другими компьютерными фанатами, используя наш портал PRACTICE.См. Недавно добавленные задачи по алгоритмам на ПРАКТИКЕ.

      Мои личные заметки
      arrow_drop_up

      Разработчик алгоритмов: Должностная инструкция и зарплата

      Алгоритмы — это наборы инструкций для вычислений и других операций, решающих проблемы. С тех пор, как древние вавилоняне написали простые алгоритмы на глиняных табличках для отслеживания своего зерна и домашнего скота, алгоритмы сыграли важную роль в создании таких областей, как математика, физика и информатика.

      Алгоритмы, используемые сегодня в компьютерных науках, становятся все более сложными и ответственными за формирование нашего мировоззрения. Алгоритмы поиска Google и алгоритмы, используемые на платформах социальных сетей, таких как Facebook, Instagram и YouTube, предоставляют результаты на основе предыдущих поисков и данных. При эффективном применении алгоритмы определяют информацию, которую мы получаем.

      Алгоритмы могут быть простыми, например, повсеместный алгоритм сортировки или двоичный поиск в структурах данных, или чрезвычайно сложными, например алгоритмическая торговля в финансовой отрасли, которая упрощает машинное обучение с использованием прогнозной аналитики.

      Опытный разработчик алгоритмов является активом любой организации, которая запускает компьютерную программу или собирает и обрабатывает данные. Программный код без ошибок снижает общие затраты компании на кодирование и повышает точность. Организации из самых разных отраслей ищут кандидатов со степенью в области компьютерных наук и базовыми навыками, необходимыми для работы в качестве разработчиков алгоритмов.

      Чем занимается разработчик алгоритма?

      Разработчики алгоритмов — критически настроенные мыслители, работа которых стала неотъемлемой частью инноваций в информатике.Машинное обучение, искусственный интеллект и облачные вычисления — примеры технологических достижений, которые стали возможными благодаря разработке алгоритмов.

      Разработчики алгоритмов создают и исправляют код, используя логику и рассуждения. Их основная роль заключается в решении вычислительных задач путем исследования, проектирования и тестирования последовательностей. Разработчики отлаживают код; работать над упрощением вычислительных задач для повышения эффективности; и использовать структуры данных для управления поисковыми системами, файловыми системами, операционными системами и компиляторами.

      В эпоху больших данных разработчики алгоритмов разбивают большие наборы данных на более управляемые части, которые организации могут монетизировать или использовать для новых направлений бизнеса. Для достижения этой цели разработчики алгоритмов рассматривают различные концепции, связанные с информатикой, такие как управление базами данных, операционные системы, сетевая безопасность и искусственный интеллект.

      Базовые навыки для разработчиков алгоритмов

      Разработчики алгоритмов полагаются на определенные фундаментальные навыки.Они хорошо разбираются в сложных математических концепциях, являются плодовитыми программистами и, как правило, хорошо разбираются в различных языках программирования. В зависимости от организации, глубокое знание языков программирования, таких как C ++ и Python, может быть предпочтительнее ограниченного знания многих языков.

      Навыки программирования

      Разработчики алгоритмов хорошо разбираются в различных языках программирования, таких как Python, C ++, Java, R, Prolog, Lisp, Haskell и Julia.Они переходят на определенные языки из-за поддержки своего сообщества, библиотек, удобства для пользователя, способности управлять большими числами и простоты обработки ошибок.

      Технические и аналитические компетенции

      В рамках технических талантов в области информационных технологий разработчики алгоритмов создают и улучшают программное обеспечение. Эти разработчики пишут код, который сообщает компьютеру, что делать, с помощью систематического решения проблем. Алгоритмы — это ярлыки, которые производят намеченный результат. Разработчики алгоритмов должны обладать вычислительными способностями, мышлением для управления кодом и видением желаемого результата.

      Мягкие навыки

      Поскольку разработчики алгоритмов часто работают с другими программистами и заинтересованными сторонами, они должны обладать навыками межличностного общения и уметь эффективно общаться.

      Сотрудничество с другими специалистами внутри и вне ИТ также является ключевым аспектом этой должности. Всесторонние разработчики могут объяснить функциональные компоненты алгоритма тем, у кого нет технической подготовки. Еще один ценный мягкий навык для разработчиков алгоритмов — уравновешивание терпения и настойчивости при сосредоточении внимания на инновационных способах решения проблем.

      Информация о зарплате разработчика алгоритмов

      Разработчики алгоритмов получают хорошую зарплату. PayScale.com сообщает, что средняя годовая зарплата, обычно связанная с разработчиками алгоритмов, по состоянию на апрель 2021 года составляла около 109 000 долларов. Заработок разработчиков алгоритмов может меняться в зависимости от таких факторов, как уровень образования, местоположение и многолетний опыт. Размер рынка также влияет на потенциальную прибыль разработчика.

      Продвинутые должности в области компьютерных и информационных исследований, которые обычно требуют степени магистра, также включают работу со сложными алгоритмами.По данным Бюро статистики труда США, средняя годовая зарплата ученых, занимающихся компьютерными и информационными исследованиями, в мае 2020 года составляла 126830 долларов. Ученые-информатики, работающие на издателей программного обеспечения, заработали 145 920 долларов, а сотрудники научно-исследовательских организаций — 140 000 долларов.

      Важная роль сейчас и в будущем

      Навигация по большим данным и их монетизация — важный аспект будущего информатики. Стратегическое использование алгоритмов разработчиками является фундаментальным строительным блоком для достижений в области искусственного интеллекта, технологии блокчейн и интеллектуального анализа данных.

      Онлайн-программа бакалавриата в области компьютерных наук Университета Мэривилла, включающая такие курсы, как «Проектирование баз данных», «Управление проектами», «Операционные системы», «Структура данных и алгоритмы», предлагает основу, необходимую для работы на передовых позициях в этой области. Сделайте первый смелый шаг к карьере разработчика алгоритмов вместе с Maryville.

      Рекомендуемая литература

      Карьера со степенью бакалавра компьютерных наук

      Степень разработки программного обеспечения vs.Диплом по информатике

      Какой язык программирования я должен изучать? Руководство по SQL, Python и др.

      Источники

      Британника, алгоритмы и сложность

      История информации, древние вавилонские алгоритмы: самые ранние программы

      IdeaMotive, наймите опытных разработчиков алгоритмов и экспертов

      Интересное инженерное дело, «15 важнейших алгоритмов, которые помогли определить математику, вычисления и физику»

      Учись кодировать вместе со мной, «Руководство по алгоритмическому мышлению для новичков»

      MDPI, Энтропия, «Как сложность и неопределенность росли с алгоритмической торговлей»

      My Coding Place, «Что такое алгоритм и почему они важны»

      PayScale.com, «Заработная плата за навыки: разработка алгоритмов»

      Technology Marketing Corporation, «Что такое сложные алгоритмы и зачем они нам нужны?»

      Навстречу науке о данных, «Лучшие языки программирования для инженеров ИИ в 2021 году»

      Бюро статистики труда США, «Ученые, занимающиеся компьютерными и информационными исследованиями»

      Что такое разработка алгоритмов? — Лучшая степень в области компьютерных наук

      Разработка алгоритмов — это раздел дискретной математики и информатики, который занимается исследованием, разработкой и реализацией последовательных и асинхронных алгоритмов.Хотя на самом деле нет никаких вакансий с разработчиком алгоритмов заголовков, большинство дипломных работ по информатике включает в себя довольно много теории алгоритмов и исследований. Алгоритмы используются в каждом поле, которое имеет дело со значениями, которые могут быть определены количественно, и во многих полях, которые имеют дело со значениями, которые не могут быть определены. Алгоритм — это просто последовательность инструкций; рецепт — это алгоритм, как и список инструкций по вождению.

      Важность алгоритмов в информатике

      Причина, по которой алгоритмы так часто используются в информатике, заключается в том, что компьютеры можно запрограммировать для выполнения каждой инструкции в последовательности, что позволяет программистам инструктировать компьютеры, как визуализировать трехмерную графику, отображать текст и выполнять различные операции с числами.Первые применения компьютеров заключались в выполнении основных арифметических операций с огромными объемами чисел, иногда требовалось несколько месяцев, чтобы вернуть ответ, который на современном оборудовании занял бы несколько секунд или минут. Ученые-компьютерщики в то время не понимали, что алгоритмы можно использовать для программирования компьютеров для создания приложений для редактирования фотографий и дизайна, видеоигр и программного обеспечения для автоматической финансовой торговли.

      Эти сложные программы, которые часто используются для обработки данных, не поддающихся количественной оценке, состоят из сотен или тысяч коротких функций, которые сами состоят из сотен или тысяч инструкций процессора.Наименьшей единицей компьютерной программы является инструкция, которая представляет собой простую операцию, выполняемую с битами, содержащимися в регистре процессора. Операции, которые могут выполняться с битами данных, зависят от архитектуры процессора и обычно включают переключение определенных битов с нуля на единицу, сдвиг битов влево или вправо и другие аналогичные простые преобразования двоичного или двоичного кода, числа. Например, чтобы умножить число с основанием два на два, все биты в регистре сдвигаются влево, подобно тому, как каждая цифра в числе с основанием 10 сдвигается влево при умножении на 10:15 становится 150, 150 становится 1500 и так далее.

      Как люди извлекают выгоду из алгоритмов

      Языки программирования высокого уровня, такие как C, C ++, Java и Python, позволяют программистам писать чрезвычайно сложные программы с относительно небольшим кодом. Например, программа C ++, выполняющая алгоритм линейного поиска, может проверять каждый элемент в массиве всего двумя или тремя строками кода, но для той же последовательности инструкций, написанных на языке ассемблера, может потребоваться 20 или 30 строк кода.

      Наиболее распространенными алгоритмами в программировании являются функции сортировки и поиска, и всегда прилагаются усилия, чтобы сделать их более эффективными.По данным Института математики Клэя, одной из наиболее важных концепций в информатике является вопрос о соотношении P и NP или о том, совпадает ли набор алгоритмов с полиномиальным временем с набором недетерминированных алгоритмов с полиномиальным временем. Если бы они были такими же, то компьютерные ученые могли бы решать проблемы, на решение которых потребовались бы миллионы лет, используя известные в настоящее время алгоритмы. Большинство людей думают, что P и NP не равны.

      Связанный ресурс: степень по робототехнике

      Когда одновременно может выполняться только одна инструкция, алгоритм должен выполняться последовательно, но квантовые вычисления могут сделать сегодняшнюю технологию устаревшей, согласно Scientific American.Если у вас есть интерес к дискретной математике и информатике на уровне выпускника, подумайте о разработке алгоритмов.

      Компьютерные ученые находят пределы ключевого алгоритма исследования

      Многие аспекты современных прикладных исследований основываются на важном алгоритме, называемом градиентным спуском. Это процедура, обычно используемая для поиска наибольших или наименьших значений конкретной математической функции — процесс, известный как оптимизация функции. Его можно использовать для расчета чего угодно, от наиболее прибыльного способа производства продукта до наилучшего способа распределения рабочих смен.

      Тем не менее, несмотря на такую ​​широкую полезность, исследователи так и не до конца понимали, с какими ситуациями алгоритм борется больше всего. Теперь новая работа объясняет это, устанавливая, что градиентный спуск, по сути, решает фундаментально сложную вычислительную проблему. Новый результат накладывает ограничения на те характеристики, которые исследователи могут ожидать от этой техники в конкретных приложениях.

      «Это своего рода жесткость наихудшего случая, о которой стоит знать», — сказал Пол Голдберг из Оксфордского университета, соавтор работы вместе с Джоном Фернли и Рахулом Савани из Ливерпульского университета и Александросом Холлендером из Ливерпульского университета. Оксфорд.Результат получил награду за лучшую работу в июне на ежегодном симпозиуме по теории вычислений.

      Вы можете представить себе функцию в виде ландшафта, где высота земли равна значению функции («прибыль») в этом конкретном месте. Градиентный спуск ищет локальный минимум функции, ища направление наискорейшего подъема в заданном месте и ища спуск от него. Наклон ландшафта называется градиентным, отсюда и название градиентный спуск.

      Градиентный спуск — важный инструмент современных прикладных исследований, но есть много общих проблем, для которых он не работает. Но до этого исследования не было исчерпывающего понимания того, что именно вызывает борьбу с градиентным спуском и когда — вопросы, на которые помогала ответить другая область информатики, известная как теория вычислительной сложности.

      «Большая часть работы по градиентному спуску не связана с теорией сложности», — сказал Костис Даскалакис из Массачусетского технологического института.

      Вычислительная сложность — это исследование ресурсов, часто времени вычислений, необходимых для решения или проверки решений различных вычислительных задач. Исследователи распределяют задачи по разным классам, при этом все задачи одного класса обладают некоторыми фундаментальными вычислительными характеристиками.

      Чтобы взять пример, имеющий отношение к новой газете, представьте себе город, в котором людей больше, чем домов, и все живут в одном доме. Вам дается телефонная книга с именами и адресами всех жителей города, и вас просят найти двух человек, которые живут в одном доме.Вы знаете, что можете найти ответ, потому что людей больше, чем домов, но это может потребовать некоторого внимания (особенно если у них нет одинаковых фамилий).

      Этот вопрос относится к классу сложности, называемому TFNP, сокращенно от «недетерминированный многочлен полной функции». Это совокупность всех вычислительных задач, для которых есть гарантированные решения и решения которых можно быстро проверить на правильность. Исследователи сосредоточились на пересечении двух подмножеств проблем в TFNP.

      Первое подмножество называется PLS (полиномиальный локальный поиск). Это набор задач, связанных с поиском минимального или максимального значения функции в определенной области. На эти проблемы гарантированно найдутся ответы, которые можно будет найти с помощью относительно простых рассуждений.

      Одна проблема, которая попадает в категорию PLS, — это задача планирования маршрута, который позволяет вам посетить некоторое фиксированное количество городов с кратчайшим возможным расстоянием, учитывая, что вы можете изменить поездку, только изменив порядок любой пары последовательные города в туре.Легко рассчитать длину любого предложенного маршрута, и, имея ограничение на способы настройки маршрута, легко увидеть, какие изменения сокращают поездку. В конечном итоге вы гарантированно найдете маршрут, который нельзя улучшить с помощью приемлемого движения — местного минимума.

      Второе подмножество задач — это PPAD (аргументы полиномиальной четности на ориентированных графах). У этих проблем есть решения, которые возникают в результате более сложного процесса, называемого теоремой Брауэра о неподвижной точке. Теорема гласит, что для любой непрерывной функции гарантированно найдется одна точка, которую функция оставляет неизменной — как известно, неподвижная точка.Это верно в повседневной жизни. Если вы перемешаете стакан с водой, теорема гарантирует, что обязательно должна быть одна частица воды, которая окажется в том же месте, откуда началась.

      Объяснитель: Что такое алгоритм?

      Алгоритм — это точная пошаговая последовательность правил, которая приводит к продукту или решению проблемы. Хороший пример — рецепт.

      Когда пекари делают торт по рецепту, у них получается торт. Если вы будете точно следовать этому рецепту, вкус вашего пирога будет один и тот же.Но если даже немного отклониться от этого рецепта, то, что выходит из духовки, может разочаровать ваши вкусовые рецепторы.

      Некоторые шаги в алгоритме зависят от того, что произошло или было изучено на предыдущих шагах. Рассмотрим пример торта. Сухие ингредиенты и влажные ингредиенты, возможно, придется смешать в отдельных мисках, прежде чем их можно будет смешать вместе. Точно так же некоторые тесто для печенья необходимо охладить, прежде чем их можно будет раскатать и нарезать формами. Некоторые рецепты требуют, чтобы духовка была установлена ​​на одну температуру в течение первых нескольких минут выпечки, а затем изменилась на оставшееся время приготовления или выпечки.

      Мы даже используем алгоритмы, чтобы делать выбор в течение недели.

      Учителя и родители, подпишитесь на шпаргалку

      Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Новости науки для студентов в учебной среде

      Спасибо за регистрацию!

      При регистрации возникла проблема.

      Допустим, у вас день без планов — ни семейных дел, ни дел по дому. Чтобы решить, что делать, вы, вероятно, продумаете ряд более мелких вопросов (или шагов).Например: вы хотите провести время в одиночестве или с другом? Ты хочешь остаться дома или выйти? Вы предпочитаете поиграть в игру или посмотреть фильм?

      На каждом этапе вы будете рассматривать одну или несколько вещей. Некоторые из ваших решений будут зависеть от данных, собранных вами из других источников, например прогноза погоды. Возможно, вы понимаете, что (1) ваш лучший друг доступен, (2) погода теплая и солнечная, и (3) вы любите играть в баскетбол. Затем вы можете пойти в ближайший парк, чтобы вы вдвоем постреляли в обручи.На каждом этапе вы делали небольшой выбор, который приближал вас к окончательному решению. (Вы можете создать блок-схему, которая позволит вам сопоставить шаги с решением.)

      Компьютеры тоже используют алгоритмы. Это наборы инструкций, которым компьютерная программа должна следовать по порядку. Вместо шага в рецепте торта (например, смешивания муки с разрыхлителем) шаги компьютера представляют собой уравнения или правила.

      Потрясающие алгоритмы

      В компьютерах везде алгоритмы. Самым известным примером может быть поисковая система, такая как Google.Чтобы найти ближайшего ветеринара, который лечит змей, или самый быстрый путь в школу, вы можете ввести соответствующий вопрос в Google, а затем просмотреть список возможных решений.

      Математики и компьютерщики разработали алгоритмы, которые использует Google. Они поняли, что поиск слов в каждом вопросе по всему Интернету займет слишком много времени. Один ярлык: подсчитайте ссылки между веб-страницами, а затем уделите дополнительное внимание страницам с большим количеством ссылок на другие страницы и с них.Страницы с большим количеством ссылок на другие страницы и с других страниц будут занимать более высокое место в списке возможных решений, вытекающих из поискового запроса.

      Многие компьютерные алгоритмы ищут новые данные в процессе решения некоторой проблемы. Например, приложение карты на смартфоне содержит алгоритмы, предназначенные для поиска самого быстрого или, возможно, самого короткого маршрута. Некоторые алгоритмы будут подключаться к другим базам данных для определения новых зон строительства (чтобы избежать) или даже недавних аварий (которые могут затруднять движение).Приложение также может помочь водителям следовать выбранному маршруту.

      Алгоритмы могут стать сложными, поскольку они собирают много данных из разных источников для достижения одного или нескольких решений. Шаги в большинстве алгоритмов должны следовать установленному порядку. Эти шаги называются зависимостями.

      Одним из примеров является оператор if / then. Вы действовали как компьютерный алгоритм, когда решали, как провести свой день. Одним из шагов было рассмотрение погоды. ЕСЛИ погода солнечная и теплая, ТОГДА вы (можете) решить выйти на улицу.

      Алгоритмы иногда также собирают данные о том, как люди использовали свои компьютеры. Они могут отслеживать, какие истории или веб-сайты читали люди. Эти данные используются, чтобы предложить этим людям новые истории. Это может быть полезно, если они хотят увидеть больше материалов из того же источника или по той же теме. Однако такие алгоритмы могут быть вредными, если они предотвращают или каким-либо образом препятствуют просмотру людьми новой или другой информации.

      Мы используем компьютерные алгоритмы для очень многих вещей.Новые или улучшенные появляются каждый день. Например, специализированные помогают объяснить, как распространяются болезни. Некоторые помогают предсказывать погоду. Другие выбирают инвестиции на фондовом рынке.

      В будущем появятся алгоритмы, которые научат компьютеры лучше понимать более сложные данные. Это начало того, что люди называют машинным обучением: компьютеры обучают компьютеры.

      Еще одна разрабатываемая область — это более быстрый способ сортировки изображений. Есть приложения, которые выбирают возможные названия растений на основе фотографии.В настоящее время такая технология лучше работает с растениями, чем с людьми. Приложения, предназначенные для распознавания лиц, можно обмануть, например, стрижкой, очками, растительностью на лице или синяками. Эти алгоритмы все еще не так точны, как обычно. Компромисс: они намного быстрее.

      В этом видео рассказывается история создания термина «алгоритм» и его имя.

      Но почему они называются алгоритмами?

      Еще в 9 веке известный математик и астроном сделал множество открытий в области естественных наук, математики и системы счисления, которую мы используем сейчас.Его звали Мухаммад ибн Муса аль-Хорезми. Его фамилия персидская по названию местности, где он родился: Хорезм. Спустя столетия, по мере того как его слава росла, люди за пределами Ближнего Востока изменили его имя на Алгоритми.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован.