Rivalry2

HTML Diff

0 added 0 removed

Original 2026-01-01

Modified 2026-03-10

1 <p>Каждый программист знает о<strong><a>важности использования алгоритмов</a></strong>. В этой статье мы поговорим о том, что такое алгоритм и какими характеристиками он обладает. А самое главное - составим<strong>список алгоритмов</strong>, которые широко применяются в<strong>программировании</strong>на разных языках и, стало быть, будут полезны для любого программиста.</p>

2 <h2>Algorithm - что это?</h2>

3 <p>Если говорить неофициально, то алгоритмом можно назвать любую<strong>корректно определённую вычислительную процедуру</strong>, когда на вход подаётся какая-нибудь величина либо набор величин, а результатом выполнения этой процедуры становится выходная величина либо набор значений. Можно сказать, что алгоритм - это некая<strong>последовательность действий (вычислительных шагов)</strong>, благодаря чему происходит преобразование входных данных в выходные данные.</p>

4 <p>Также нужно понимать, что алгоритм как последовательность шагов позволяет решать конкретную задачу и должен: 1. Работать за конечный объём времени. Если алгоритм не способен разобраться с проблемой за конечное количество времени, можно сказать, что он бесполезен. 2. Иметь чётко определённые инструкции, порядок.<strong>Любой шаг должен точно определяться</strong>. Его инструкции должны быть однозначны для любой последовательности шагов. 3. Быть пригодным к использованию. Алгоритм должен быть способен<strong>решить проблему</strong>, для устранения которой его создавали.</p>

5 <p>Если интересуют подробности, вот отдельные статьи про<a>свойства алгоритма</a>, а вот про<a>способы представления и записи алгоритма</a>.</p>

6 <p>Сегодня алгоритмы используются при обработке данных как в информатике и программировании, так и в математике. Кстати, наиболее ранними математическими алгоритмами называют<strong>разложение на простые множители</strong>и<strong>извлечение квадратного корня</strong>- их использовали в древнем Вавилоне ещё в 1600 г. до н. э. Но мы не будем уходить далеко в прошлое, а рассмотрим, как и обещали, основные алгоритмы программирования на сегодняшний день.</p>

7 <h2>Алгоритмы сортировки (пирамидальная, быстрая, слиянием)</h2>

8 <p>Какой<strong>алгоритм сортировки</strong>считают лучшим? Здесь нет однозначного ответа, ведь всё зависит от ваших предпочтений и поставленных перед вами задач. Рассмотрим несколько основных: 1.<strong>Сортировка слиянием</strong>. Важнейший на сегодня, базируется на принципе сравнения элементов и задействует подход "разделяй и властвуй", позволяя более эффективно решать проблемы, которые когда-то решались за время O (n^2). Сортировка слиянием была изобретена математиком Джоном фон Нейманом в далёком 1945 году. 2.<strong>Быстрая сортировка</strong>. Это уже другой подход и несколько иная процедура. Тут алгоритм базируется, как на in-place разделении, так и на принципе "разделяй и властвуй". Однако эта сортировка нестабильна, что и является её проблемой. Зато алгоритм эффективен при сортировке массивов в оперативной памяти. 3.<strong>Пирамидальная сортировка</strong>. Алгоритм in-place который использует приоритетную очередь (за счёт этой очереди сокращается время поиска данных).</p>

9 <p>Некоторые пользователи утверждают, что именно благодаря алгоритмам сортировки у нас сегодня есть<strong>искусственный интеллект, глубинный анализ данных и даже интернет</strong>.</p>

10 <h2>Преобразование Фурье. Быстрое преобразование Фурье</h2>

11 <p>Электронно-вычислительные устройства используют алгоритмы для функционирования, в том числе и<strong>алгоритм преобразования Фурье</strong>. И телефон, и смартфон, и компьютер, и маршрутизатор, и интернет - всё это не может работать без алгоритмов для функционирования, запомните это.</p>

12 <h2>Dijkstra's algorithm</h2>

13 <p>Без этого алгоритма, опять же, не сможет эффективно работать тот же интернет. С его помощью решаются задачи, в которых проблема представляется в виде графа, обеспечивающего поиск наикратчайшего пути между 2-мя узлами. Даже сегодня, когда у нас есть решения и получше, программисты по-прежнему используют<strong>поиск кратчайшего пути</strong>, если речь идёт о системах, требующих повышенной стабильности.</p>

14 <h2>Algorithm RSA</h2>

15 <p>Пришёл к нам из<strong>криптографии</strong>и сделал криптографию доступной всем, предопределив её будущее. Вообще, он служит для решения простой задачи с<strong>неочевидным решением</strong>и позволяет делиться открытыми ключами между конечными пользователями и независимыми платформами таким образом, чтобы можно было применять шифрование.</p>

16 <h2>Алгоритм безопасного хэширования</h2>

17 <p>Ну, это не совсем algorithm. Скорее, его можно назвать семейством криптографических хэш-функций (SHA-1, SHA-2 и т.д.), которые разработаны в США и имеют важнейшее значение для всего мира. Антивирусы, электронная почта, магазины приложений, браузеры и т. п. - во всём этом используются<strong>алгоритмы безопасного хэширования</strong>(на деле хэш является результатом их работы). Алгоритм служит для определения, удалось ли пользователю загрузить то, что хотелось, а также не подверглись ли вы фишингу или атаке "человек посередине".</p>

18 <h2>Анализ связей</h2>

19 <p>Идея анализа связей проста. К примеру, вы легко сможете представить график в виде матрицы, что сведёт задачу к проблеме уровня собственной значимости каждого узла. Данный подход к структуре графа позволит оценить относительную важность каждого объекта, который включён в систему.</p>

20 <p>Algorithm был создан в далёком 1976 году и используется сегодня при ранжировании страниц в процессе поиска в Google, при генерации ленты новостей, при составлении списка возможных друзей на Facebook, при работе с контактами в LinkedIn и во многих других случаях. Любой из перечисленных сервисов работает с различными объектами и параметрами и объектами, однако сама математика по сути не меняется.</p>

21 <h2>Пропорционально-интегрально-дифференцирующий algorithm</h2>

22 <p>Пользовались ли вы автомобилем, самолётом, сотовой связью? Видели ли вы робота в работе? Во всех этих случаях вы можете сказать, что видели данный algorithm в действии.</p>

23 <p>Его обычно применяет замкнутый механизм обратной связи для контура управления. Это необходимо для минимизации ошибки между<strong>реальным</strong>выходным сигналом и<strong>желаемым</strong>выходным сигналом. Задействуется там, где необходимо создать систему для обработки сигнала либо для управления гидравлическими, механическими и тепловыми механизмами автоматизированного типа.</p>

24 <h2>Сжатие данных</h2>

25 <p>Сложно сказать, какой algorithm для сжатия наиболее важен, ведь в зависимости от поставленных задач он может меняться от zip до mp3 либо от JPEG до MPEG-2. Но эти алгоритмы важны почти для всех сфер деятельности.</p>

26 <p><strong>Алгоритм сжатия</strong>- это не только очередной заархивированный документ. Он позволяет выполнять сжатие данных на веб-странице при их загрузке на компьютер. Или задействуется в базах данных, видео, музыке, облачных вычислениях. По сути алгоритмы сжатия данных делают системы дешевле и эффективнее.</p>

27 <h2>Алгоритм генерации случайных чисел</h2>

28 <p>На самом деле не существует "настоящего" генератора случайных чисел, и мы уже<a>об этом говорили</a>. Зато у нас существуют<strong>генераторы псевдослучайных чисел</strong>, которые прекрасно делают свою работу. Они имеют расширенную вариативность использования: программные приложения в программировании, криптография, алгоритмы хэширования, видеоигры, искусственный интеллект, тесты при разработке программ и т. д.</p>

29 <h2>Алгоритмы в науке и технике</h2>

30 <p>Роль алгоритмических последовательностей в современной науке и технике очень велика. Их без преувеличения считают богатством науки и техники, которое накапливалось десятилетиями. Можно вспомнить пресловутую машину Тьюринга и не только.</p>

31 <p>Однако на деле наибольшее значение имеют algorithms, которые накоплены в математике, ведь именно математика пронизывает иные технические науки и делает их более структурированными. Замечено, что если удается получить алгоритмическую последовательность данных, позволяющую решить конкретную задачу, то можно создать соответствующую машину, что если удалось получить алгоритм решения какой-нибудь задачи, то можно создать машину, стало быть, автоматизировать решение этой задачи. А автоматизация важна не только в IT-сфере, но и в промышленности, технике, науке, медицине и многих других отраслях.</p>

32 <p>С этой точки зрения суть алгоритмов можно выразить иначе, то есть они являются: - формой изложения научных данных, результатов исследований и анализа; - реальным руководством к действию по решению ранее изученных проблем; - средством экономии времени и умственной работы; - важным и нужным этапом по автоматизации; - инструментом исследования новых проблем (особенно в математике).</p>

33 <p>Да, algorithms -- важная часть как всей науки, так и локальной обработки исходных данных, но эта часть не исчерпывает содержание самой науки. Не менее важны понятия и определения, которые входят в эту науку, установленные факты (доказанные теоремы), выработанные подходы к изучаемым явлениям и объектам.</p>

34 <p>Раз уж вспомнили математику, скажем, что большой вклад в развитие алгоритмов здесь внесли советские (российские) ученые. К примеру, хорошо известен так называемый алгоритм четырех русских -- метод алгоритмического ускорения с использованием булевых матриц. Он был создан четырьмя русскими учеными В. Л. Арлазаровым, Э. А. Диницем, М. А. Кронродом и И. А. Фараджевым в 1970 г. в Москве. Также упоминания заслуживает один известный метод русского ученого Анатолия Карацубы -- созданный им алгори тм служит для<a>быстрого умножения</a>. И так далее.</p>

35 <p>Говорить на эту тему можно очень долго. Если же вы хотите освоить нужные алгоритмические последовательности на практике и в контексте программирования, добро пожаловать на специальный курс в OTUS!</p>