Eigenschaftenalgorithmus, was ist es für, Teile, Beispiele

A Algorithmus Es handelt sich um eine Reihe von Anweisungen, um eine bestimmte Aufgabe auszuführen. Das heißt. Ein Algorithmus -Beispiel ist die der Google -Suchmaschine, in der durch Einfügen eines Wortes mehrere Ergebnisse in Form von Webseiten entstehen.

Es kann ein komplexer Prozess sein, z. B. die Reproduktion einer Musikdatei oder ein einfacher Vorgang, z. B. das Hinzufügen von zwei Zahlen. In der Computerprogrammierung werden Algorithmen als Funktionen erstellt. Diese Funktionen sind kleine Programme, auf die ein großes Programm verwiesen werden kann.

Eine Anwendung zur Visualisierung von Bildern kann eine Funktionsbibliothek enthalten, die jeweils einen bestimmten Algorithmus verwenden, um die verschiedenen Bilddateiformate darzustellen.

Ein Programm zum Bearbeiten von Bildern kann Algorithmen enthalten, mit denen Bilder verarbeitet wurden. Einige Beispiele sind Trimmen, Veränderungen, Schärfe, Unschärfe, Reduzieren von roten Augen und Verbesserung der Farbe.

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Eigenschaften eines Algorithmus

Klarheit und Präzision

Der Algorithmus muss klar und eindeutig sein. Jede seiner Schritte oder Handlungen muss genau definiert werden. Seien Sie in allen Aspekten klar klar und müssen eindeutig eine einzige Bedeutung haben.

Gut definierte Tickets

Ein Algorithmus ist null oder mehr Einträge, die aus einem bestimmten Satz von Objekten entnommen wurden. Wenn der Algorithmus angibt, dass Eingabedaten eingenommen werden müssen, müssen diese Eingabedaten gut definiert sein.

Gut definierte Ausgänge

Der Algorithmus hat immer einen oder mehrere Ausgänge, die eine Beziehung zu den Eingängen haben. Der Algorithmus sollte klar definieren, welche Ausgabeinformationen auftreten werden, und muss auch gut definiert sein.

Endlichkeit

Der Algorithmus muss endlich sein, das heißt, er muss immer irgendwann nach einer endlichen Anzahl von Schritten enden und sich nicht auf unendliche Bindungen oder ähnliche Dinge befassen.

Machbar

Der Algorithmus muss geschickt und einfach sein, damit er ohne Probleme mit den verfügbaren Ressourcen ausgeführt werden kann. Daher sollten Sie keine zukünftige Technologie enthalten.

Sprachunabhängigkeit

Der entworfene Algorithmus muss unabhängig von der Sprache sein, dh es muss nur durch einfache Anweisungen gebildet werden, die in einer Programmiersprache implementiert werden können, und dennoch ist das Ergebnis immer das gleiche wie erwartet, wie erwartet.

Effiziente Programme

Es gibt immer verschiedene Möglichkeiten, einen bestimmten Betrieb innerhalb eines Programms auszuführen. Daher versuchen Programmierer, die effizientesten möglichen Algorithmen zu erstellen.

Mit der Verwendung sehr effizienter Algorithmen kann garantiert werden, dass die Programme mit höherer Geschwindigkeit ausgeführt werden, wobei ein Minimum an Systemressourcen verwendet wird.

Algorithmen erzeugen jedoch nicht immer das erste Mal. Aus diesem Grund versuchen Programmierer, sie zu verbessern, um sie in zukünftige Software -Updates aufzunehmen.

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Wenn Sie also eine neue Version einer Anwendung mit einer besseren Leistung kennen, bedeutet dies, dass diese Version effizientere Algorithmen enthält.

Was ist ein Algorithmus für?

Der Algorithmus ist ein äußerst nützliches Instrument, das zur Ausführung von Jobs verwendet wird. In der Informatik ist bei der Auswahl des bestmöglichen Algorithmus garantiert, dass der Computer die auf die bestmögliche Weise die Aufgabe erledigt.

Daher dient es dazu, ein Computerprogramm mit den verfügbaren Ressourcen zu optimieren. Das heißt, wenn ein Problem beschlossen wird, die besten Algorithmen zu lösen, ist die beste Geschwindigkeitskombination des Programms und der geringere Speicherverbrauch gewünscht.

Die verschiedenen Algorithmen, die untersucht werden können. Es ist jedoch sehr wahrscheinlich, dass das Problem, das es zu versuchen, in einigen Aspekten einem anderen Problem ähnlich ist.

Durch das Verständnis einer Vielzahl von Algorithmen können Sie das am besten geeignete Problem auswählen und korrekt anwenden.

Dateikomprimierung

Diese Algorithmen werden speziell für die Arten von Dateien angepasst und optimiert, auf die sie gerichtet sind. Beispielsweise verwendet jedes Audioformat eine andere Möglichkeit, Daten zu speichern. Wenn Sie von der Audio -Codec dekodiert, generiert sie eine Sounddatei, die der ursprünglichen Wellenform ähnelt.

Daten verschlüsselt

Algorithmen werden auch verwendet, um Daten oder Kommunikationsleitungen zu schützen. Anstatt komprimierte Daten zu speichern, um weniger Speicherplatz zu verwenden, werden sie gespeichert, damit andere Programme sie nicht erkennen können.  Wenn die Daten verschlüsselt sind, ähnelt das, was gespeichert ist.

Wie funktioniert ein Algorithmus??

Um einen Computer dazu zu bringen, etwas zu tun, müssen Sie ein Computerprogramm schreiben. Um dieses Programm zu schreiben, müssen Sie dem Computer Schritt für Schritt mitteilen, was Sie tun möchten.

Anschließend führt der Computer das Programm aus, wobei jede Anweisung automatisch durchgeführt wird, um das Endergebnis zu erzielen. Wie angegeben, was mit dem Computer zu tun ist, können Sie auch auswählen, wie er über den Algorithmus die grundlegende Technik ist.

Beispielfall

Nehmen wir an, Sie haben einen Freund, der am Flughafen ankommt und vom Flughafen zum Haus gehen muss. Dies sind vier verschiedene Algorithmen, die gegeben werden könnten, um diese Situation zu lösen:

Algorithmus ruf mich an

- Wenn das Flugzeug ankommt, rufen Sie mein Handy an.

- Treffen Sie sich mit mir außerhalb des Gepäckauslieferungsbereichs.

Taxialgorithmus

- Gehen Sie zum Taxistopp.

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- Ein Taxi gehen.

- Gib dem Fahrer meine Adresse.

Busalgorithmus

- Wenn Sie den Flughafen verlassen, nehmen Sie die Bus Nummer 70.

- Wenn Sie die Hauptstraße erreichten, nehmen Sie den Bus 14.

- Steigen Sie in der Elmo Street aus.

- Gehen Sie zwei Blocks nach Norden zu meinem Haus.

Algorithmus mieten ein Fahrzeug

- Nehmen Sie einen Transportdienst zu dem Ort, an dem Autos mieten.

- Ein Fahrzeug mieten.

- Befolgen Sie die GPS -Anweisungen, um zu meinem Haus zu gelangen.

Die vier Algorithmen erreichen genau das gleiche Ziel, aber jeder macht es anders. Jeder Algorithmus hat auch unterschiedliche Kosten und Reisezeit. Daher wird der Algorithmus gemäß den Umständen ausgewählt.

Teile eines Algorithmus

Erwerb von Einstiegsdaten

Der Algorithmus muss über bestimmte Ressourcen verfügen, um die Werte aus einer externen Quelle zu lesen. Die meisten Algorithmen erfordern einige Datenwerte, um ein bestimmtes Problem zu definieren. Zum Beispiel die Koeffizienten eines Polynoms.

Berechnung

Der Algorithmus muss über bestimmte Ressourcen verfügen, um arithmetische Berechnungen, Vergleiche, logische Bedingungen usw. durchzuführen.

Auswahl

Der Algorithmus muss über bestimmte Mittel verfügen, um in der Lage zu sein, zwischen zwei oder mehr möglichen Maßnahmen zu wählen, basierend auf den anfänglichen Daten, auf Benutzereinträgen und/oder in berechneten Ergebnissen.

Wiederholung

Der Algorithmus muss bestimmte Mittel haben, um eine Reihe von Anweisungen wiederholen zu können, entweder nach einer festen Häufigkeit oder bis ein logischer Zustand erfüllt ist.

Ergebnisse oder Ausgangsbericht

Der Algorithmus muss über bestimmte Ressourcen verfügen, um dem Benutzer die berechneten Ergebnisse zu informieren, oder um zusätzliche Benutzerdaten anzufordern.

Arten von Algorithmen

Rekursiger Algorithmus

Dieser Algorithmus ist sehr interessant, da er sich als Eingabeparameter mit einem anderen Wert bezeichnet hat, den er nach der Auflösung des vorherigen Eingabeparameters erhalten hat. Das heißt, es ruft sich wiederholt an, bis das Problem gelöst ist.

Probleme wie der Hanoi -Turm oder die tiefe Suche nach einem Diagramm können mit dieser Art von Algorithmen leicht gelöst werden.

Algorithmus teilen und erobern

In diesen Algorithmen ist es in zwei Teile unterteilt. Im ersten Teil ist das fragliche Problem in kleinere Unterprobleme desselben Typs unterteilt. Ebenso werden im zweiten Teil ihre Unterprobleme gelöst und dann beide Parteien kombiniert, um die endgültige Lösung des Problems zu erzeugen.

Zum Beispiel können Sie mit diesen Algorithmen Ordinationen für Kombination und schnelle Ordinationen durchführen.

Dynamischer Programmieralgorithmus

Diese Algorithmen erinnern sich an die Ergebnisse der vorherigen Ausführung und verwenden sie, um neue Ergebnisse zu finden. Das heißt, sie lösen komplexe Probleme, die sie in mehrere einfache Unterprobleme unterteilen und dann jeden von ihnen lösen und sie dann aufbewahren, um sie später zu verwenden.

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Bruttokraftalgorithmus

Dieser Algorithmus sucht blind alle möglichen Lösungen, um eine oder mehrere Lösungen zu finden, die eine Funktion lösen können. Sie können sich Brute Force vorstellen, als ob alle möglichen Zahlenkombinationen verwendet würden, um einen Safe zu öffnen.

Rückwärtsalgorithmus

Dieser Algorithmus löst die Probleme rekursiv und versucht, ein Problem zu lösen, das jeden Teil davon löst. Wenn die Lösung fehlschlägt, wird sie beseitigt und kehrt zurück, um eine andere Lösung zu finden.

Das heißt, dieser Algorithmus löst ein Teilproblem, aber wenn dies nicht das Gesamtproblem löst, wird der letzte Schritt rückgängig gemacht und beginnt erneut, die Lösung für das Problem zu finden.

Beispiele für Algorithmen

Rekursiger Algorithmus

Dieser Pseudocode findet das Fakultät einer nicht -negativen "n" -Nummer unter Verwendung eines rekursiven Algorithmus:

Dynamischer Programmieralgorithmus

Die Fibonacci -Sequenz ist ein gutes Beispiel für einen dynamischen Programmieralgorithmus. Es ist in diesem Pseudocode zu sehen:

- Ja (n = 0 oder n = 1), Fibonacci (n) = 0

- Wenn nicht, fibonacci (n) = fibonacci (n-1) + fibonacci (n-2)

Rückwärtsalgorithmus

Das Schachproblem der 8 Queens ist ein gutes Beispiel. Dieses Problem legt fest, dass es auf einem Schachbrett 8 Königinnen gibt und so platziert werden muss, dass keiner der Königinnen in der Lage ist, andere nach der Organisation anzugreifen.

Verschiedene Beispiele

- HIV -Diagnosealgorithmus.

HIV -Diagnosealgorithmus. Quelle: Immunopedia/CC BY-S (https: // CreePecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)

- Internet -Suchmaschinen verwenden patentierte Algorithmen, um die relevantesten Ergebnisse ihres Suchindex für bestimmte Konsultationen anzuzeigen.

- Rezepte wie mathematische Gleichungen sind Algorithmen.

- E -Mail weiß, wohin dank Algorithmen gesendet werden soll.

- Der Inhalt in sozialen Netzwerken erfolgt durch Algorithmen. In der Tat ist alles, was im Web gemacht wird, das Algorithmenprodukt.

- Videospiele sind algorithmische Erzählungen.

- Intelligente Telefonanwendungen sind einfach Algorithmen.

- Die meisten Finanztransaktionen werden durch Algorithmen durchgeführt.

- Jedes Mal, wenn eine Spalte in einer Tabelle bestellt wird, greifen Algorithmen ein.

Verweise

1. Lee Rainie (2017). Code-abhängig: Vor- und Nachteile des Algorithmusalters. Pew Research Center. Entnommen aus: Pewresarch.Org.
2. Tech -Begriff (2020). Algorithmus. Entnommen aus: Techterms.com.
3. Britannica (2020). Algorithmus. Entnommen aus: Britannica.com.
4. Educba (2020). Arten von Algorithmen. Genommen von: Educba.com.
5. Wie man Geek (2016). Was sind Computeralgorithmen und wie funktionieren sie?? Genommen von: howtogek.com.
6. Wie Sachen funktioniert (2020). Was ist ein Computeralgorithmus? Ausgenommen von: Computer.Howstuffwork.com.