Algorytmy wokół nas

Czym jest algorytm? Algorytm – w matematyce oraz informatyce skończony, uporządkowany ciąg jasno zdefiniowanych czynności, koniecznych do wykonania pewnego rodzaju zadań. Słowo "algorytm" początkowo oznaczało w Europie sposób obliczeń oparty na dziesiętnym systemie liczbowym.

Ile jest jego rodzaji? Oto one: Algorytmy komputerowe Algorytmy sztucznej inteligencji Algorytmy genetyczne Algorytmy kwantowe Algorytmy równoległe

Algorytm komputerowy Komputery przetwarzają przekazywane im informacje z wykorzystaniem algorytmów. Program jest algorytmem zapisanym w języku zrozumiałym dla maszyny. Każdy poprawny kod maszynowy da się przełożyć na zestaw instrukcji dla teoretycznego modelu komputera – maszyny Turinga. Zwykle algorytmy pracują na danych wejściowych i uzyskują z nich dane wyjściowe. Informacje zapisane w pamięci maszyny traktuje się jako jej stan wewnętrzny. Niektóre algorytmy mają za zadanie wyłącznie przeprowadzanie komputera z jednego stanu wewnętrznego do innego.

W jaki sposób poprawnie wprowadzić algorytm? Każdy algorytm komputerowy musi być wprowadzony do komputera w bardzo rygorystycznie zdefiniowanym języku. Ludzie często komunikując się przesyłają między sobą informację wieloznaczne. Komputery mogą reagować tylko na całkowicie jednoznaczne instrukcje. Jeżeli dany algorytm da się wykonać na maszynie o dostępnej mocy obliczeniowej i pamięci oraz akceptowalnym czasie, to mówi się że jest obliczalny. Poprawne działanie większości algorytmów implementowanych w komputerach opiera się na kolejnej realizacji pewnego zestawu warunków. Jeżeli któryś z nich nie zostanie spełniony, to program kończy się komunikatem błędu.

Algorytmy niekomputerowe Czasami algorytm może być podstawą budowy przez ludzi urządzenia, jak np. komputer. Jednak możemy mówić również o algorytmie, kiedy pewien system zachowuje się podobnie do niego. Dla przykładu mózg ptaka implementuje arytmetykę w postaci sieci neuronowej. Dzięki temu zwierzę jest w stanie porównywać pewne odstępy czasu.

Np. Silnik parowy W przypadku maszyn algorytm może zostać zaimplementowany jako pewna sieć połączeń elektrycznych, pneumatycznych bądź mechanicznych. Przykładem może być tutaj analogowy regulator obrotów z pierwszych silników parowych, realizujący algorytm proporcjonalny (P). Przy takim podejściu sukces nie oznacza zatrzymanie algorytmu, lecz utrzymywanie pewnego stanu systemu. Możemy np. powiedzieć, że algorytm utrzymywania życia działa poprawnie, aż do śmierci organizmu. Poprawny algorytm ma utrzymywać pewne parametry żywej istoty (np. temperaturę) w optymalnym zakresie.

Dawno, dawno temu... Słowem „algorytm” nazywano początkowo czynności konieczne do wykonania obliczeń z użyciem dziesiętnego systemu liczbowego. Obecne znaczenie słowa algorytm jako zestawu ścisłych reguł powstało wraz z rozwojem matematyki i techniki.

... Wynalezienie zbiorów zasad pozwalających na obliczanie parametrów konstruowanych maszyn, stało się podstawą rewolucji przemysłowej zapoczątkowanej w końcu XVIII stulecia. Jednak dopiero zbudowanie maszyn, które same mogły realizować pewne proste algorytmy, stało się przełomem. Początkowo miały one postać układów mechanicznych mogących dokonywać prostych obliczeń.

Algorytmy sztucznej inteligencji Najprościej rzecz ujmując jest to próba zasymulowania w pamięci komputera populacji jakiegoś gatunku. Czyli np. gra komputerowa.

Algorytm genetyczny Algorytm genetyczny - rodzaj algorytmu przeszukującego przestrzeń alternatywnych rozwiązań problemu w celu wyszukania rozwiązań najlepszych.

Algorytm kwantowy Rodzaj algorytmu przeznaczonego do działania na maszynie kwantowej (komputer kwantowy). Dotychczas powstało kilkanaście algorytmów wykorzystujących możliwości oferowane przez maszyny kwantowe. Należą do nich algorytmy Grovera, Deutscha, Simona, Shora i Kitaeva. * algorytm Deutscha-Jozsa (odróżniania funkcji zrównoważonej od stałej) 1992 * algorytm Shora (znajdowania liczb pierwszych) 1994 * algorytm Grovera (przeszukiwania bazy danych) 1995 * algorytm Simona (znajdowania maski XOR funkcji 2-na-1) 1997

Algorytm równoległy Algorytm, który w danej chwili pozwala na wykonywanie wielu operacji, w przeciwieństwie do algorytmów sekwencyjnych. Równoległe algorytmy są cenne ze względu na możliwość szybszego (w stosunku do jednego procesora) obliczania różnego typu zagadnień.

Dziękuję za uwagę. Przygotowała: Wiktoria Drozd Muzyka: Nosowska – Mikro (NoBraiN Remix) Maj 2009