Was sind Algorithmen? - Dummies

Algorithmen sind alles um Lösungen zu finden, und je schneller und einfacher, desto besser. Obwohl Leute Algorithmen für buchstäblich Tausende von Jahren manuell gelöst haben, kann dies sehr viel Zeit in Anspruch nehmen und viele numerische Berechnungen erfordern, abhängig von der Komplexität des Problems, das Sie lösen wollen.

Eine große Lücke besteht zwischen mathematischen Algorithmen, die historisch von Genies ihrer Zeit geschaffen wurden, wie Euclid, Newton oder Gauss, und modernen Algorithmen, die an Universitäten sowie in privaten Forschungs- und Entwicklungslabors erstellt wurden. Der Hauptgrund für diese Lücke ist die Verwendung von Computern.

Die Verwendung von Computern zur Lösung von Problemen mit dem entsprechenden Algorithmus beschleunigt die Aufgabe erheblich, weshalb die Entwicklung neuer Algorithmen seit dem Erscheinen leistungsfähiger Computersysteme so schnell vorangeschritten ist. In der Tat haben Sie vielleicht bemerkt, dass immer mehr Lösungen für Probleme heute schnell auftauchen, zum Teil, weil die Rechenleistung sowohl billig ist als auch ständig steigt. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Probleme mit Hilfe von Algorithmen zu lösen, werden Computer (manchmal in Form von spezieller Hardware) allgegenwärtig.

Beim Arbeiten mit Algorithmen betrachten Sie die Eingänge, gewünschten Ausgänge und den Prozess (eine Folge von Aktionen), die verwendet werden, um eine gewünschte Ausgabe von einer gegebenen Eingabe zu erhalten. Sie können jedoch die Terminologie falsch verstehen und Algorithmen falsch anzeigen, weil Sie nicht wirklich darüber nachgedacht haben, wie sie in einer realen Umgebung funktionieren. Der dritte Abschnitt des Kapitels diskutiert Algorithmen in realer Weise, dh durch die Betrachtung der Terminologien, die verwendet werden, um Algorithmen zu verstehen und Algorithmen in einer Weise darzustellen, die zeigt, dass die reale Welt oft nicht perfekt ist. Das Verstehen, wie ein Algorithmus auf eine realistische Weise beschrieben werden kann, ermöglicht es auch, Erwartungen zu dämpfen, um die Realitäten dessen widerzuspiegeln, was ein Algorithmus tatsächlich tun kann.

Einige von Ihnen verwendete Algorithmen erfordern eine Dateneingabe in einer bestimmten Form, was manchmal bedeutet, dass die Daten so geändert werden müssen, dass sie den Anforderungen des Algorithmus entsprechen. Die Datenmanipulation ändert nicht den Inhalt der Daten. Was es tut, ist die Darstellung und Form der Daten zu ändern, damit ein Algorithmus Ihnen helfen kann, neue Muster zu sehen, die vorher nicht sichtbar waren (aber tatsächlich in den Daten die ganze Zeit vorhanden waren).

Beziehen Sie sich auf die folgenden Definitionen für Begriffe, die häufig mit Algorithmen verwechselt werden (aber nicht):

• Gleichung: Zahlen und Symbole, die als Ganzes einem bestimmten Wert entsprechen.Eine Gleichung enthält immer ein Gleichheitszeichen, so dass Sie wissen, dass die Zahlen und Symbole den spezifischen Wert auf der anderen Seite des Gleichheitszeichens darstellen. Gleichungen enthalten im Allgemeinen variable Informationen, die als ein Symbol dargestellt werden, aber sie müssen keine Variablen verwenden.
• Formel: Eine Kombination aus Zahlen und Symbolen, um Informationen oder Ideen auszudrücken. Formeln enthalten normalerweise mathematische oder logische Konzepte, wie zum Beispiel die Definition des Greatest Common Divisor (GCD) zweier ganzer Zahlen (dieses Video zeigt, wie dies funktioniert). Im Allgemeinen zeigen sie die Beziehung zwischen zwei oder mehr Variablen. Die meisten Menschen sehen eine Formel als eine besondere Art von Gleichung.

• Algorithmus: Eine Folge von Schritten zur Lösung eines Problems. Die Sequenz stellt eine einzigartige Methode zur Lösung eines Problems dar, indem eine bestimmte Lösung bereitgestellt wird. Ein Algorithmus muss keine mathematischen oder logischen Konzepte repräsentieren, auch wenn die Darstellungen in diesem Buch häufig in diese Kategorie fallen, da die meisten Leute Algorithmen auf diese Weise verwenden. Einige spezielle Formeln sind auch Algorithmen wie die quadratische Formel. Damit ein Prozess einen Algorithmus darstellen kann, muss er

• sein. Finite: Der Algorithmus muss schließlich das Problem lösen. Dieses Buch behandelt Probleme mit einer bekannten Lösung, sodass Sie beurteilen können, ob ein Algorithmus das Problem richtig löst.
• Gut definiert: Die Schrittfolge muss präzise und die Schritte verständlich sein. Insbesondere weil Computer an der Verwendung von Algorithmen beteiligt sind, muss der Computer in der Lage sein, die Schritte zum Erstellen eines verwendbaren Algorithmus zu verstehen.
• Effektiv: Ein Algorithmus muss alle Fälle des Problems lösen, für die er definiert wurde. Ein Algorithmus sollte immer das zu lösende Problem lösen. Auch wenn Sie einige Fehler vorhersehen sollten, ist die Häufigkeit von Fehlern selten und tritt nur in Situationen auf, die für die beabsichtigte Verwendung des Algorithmus akzeptabel sind.