Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.
Obě strany předchozí revize Předchozí verze Následující verze | Předchozí verze | ||
informatika:maturita:16a [12. 03. 2019, 08.18] xbenes2 [Djikstrův algoritmus] |
informatika:maturita:16a [26. 05. 2020, 13.21] (aktuální) xdostal [Eratosthenovo síto] |
||
---|---|---|---|
Řádek 3: | Řádek 3: | ||
===== Pojmy ===== | ===== Pojmy ===== | ||
- | * **Algoritmus** - přesný postup, kterým lze vyřešit určitou úlohu | + | * **Algoritmus** – konečná sekvence operací sloužící k řešení určitého typu úlohy |
- | * **Program** - zápis algoritmu v určitém programovacím jazyce (je spustitelný počítačem) | + | * **Program** – systematicky sestavený soubor algoritmů, zapsaný v určitém programovacím jazyce, který lze zkompilovat a spustit |
- | * **Programovací jazyk** - prostředek pro zápis algoritmů a tvorbu programů | + | * **Programovací jazyk** – prostředek pro zápis algoritmů a tvorbu programů |
===== Pravidla programovacích jazyků ===== | ===== Pravidla programovacích jazyků ===== | ||
- | * **Syntaxe** (forma) - Definuje kombinaci symbolů, které jsou považovány za správně strukturovaný kód v konkrétním jazyce (např. středník na konci řádku, řetězec v uvozovkách, použití různých typů závorek). Při porušení syntaktických pravidel nejde program zkompilovat. | + | * **Syntaxe** (forma) – Definuje kombinaci symbolů, které jsou považovány za správně strukturovaný kód. V každém programovacím jazyce bývá syntaxe odlišná. Jejími typickými prvky jsou např. závorky, středníky, mezery a tabulátory. Je-li syntaxe chybná, výsledný program nelze zkompilovat. |
- | * **Sémantika** (význam) - Zhodnocuje význam syntakticky platných řetězců a provádí jejich výpočty. Popisuje procesy, které provádí počítač při vykonávání programu (např. a = 1 + 1 - dojde k sečtení dvou čísel a výsledek bude uložen do proměnné s názvem "a"). | + | * **Sémantika** (význam) – Zhodnocuje význam syntakticky platných řetězců a provádí jejich výpočty. Popisuje procesy, které počítač provádí při běhu programu. Například: |
+ | * //int number = 1 + 1;// | ||
+ | * Dojde k inicializaci deklarované proměnné "number" – je do ní vložen výsledek součtu 1 + 1. | ||
- | ===== Vlastnosti algoritmus ===== | + | ===== Vlastnosti algoritmu ===== |
- | * **Determinovanost** - v každé situaci musí být naprosto zřejmé, co a jak se má provést, jak má provádění algoritmu pokračovat, pro stejné vstupní data musí být stejný výstup | + | * **Determinovanost** (Určenost) – V každé situaci musí být naprosto zřejmé jaký krok (instrukce) se právě provádí a jaký má následovat |
- | * **Obecnost** - algoritmus by neměl řešit jeden konkrétní problém (například 5 x 5), ale měl by nabízet obecné řešení daného problému (například X x Y) | + | * **Obecnost** – Algoritmus by měl řešit typovou úlohu co nejvíce obecně, např. výpočty s využítím proměnných místo numerických konstant |
- | * **Finitivnost** - algoritmus by měl vždy mít omezený počet kroků, po kterých skončí | + | * **Finitivnost** (Konečnost) – U algoritmu musí být možné určit po jaké době skončí, či musí být myslitelné naplnění podmínky pro jeho ukončení |
- | * **Resultativnost** - musí mít nějaký výstup, který je řešením daného úkolu | + | * **Resultativnost** (Výslednost) – Musí mít nějaký výstup, tím je buď řešení úlohy a nebo oznámení o nemožnosti nalezení tohoto řešení |
- | * **Korektnost** - výstup by měl být správně | + | * **Korektnost** (Správnost) – Výstup by měl být správně (platí zejména pro výpočetní algoritmy) |
- | * **Efektivita** - dělí se na paměťovou efektivitu (náročnost na paměť) a výpočetní efektivitu (náročnost na výpočet), tyto dvě vlastnosti jsou většinou k sobě ve vztahu nepřímé úměry | + | * **Efektivita** – Dělí se na paměťovou efektivitu (náročnost na paměť) a výpočetní efektivitu (náročnost na výpočet), tyto dvě vlastnosti jsou většinou k sobě ve vztahu nepřímé úměry |
Řádek 25: | Řádek 27: | ||
==== Eratosthenovo síto ==== | ==== Eratosthenovo síto ==== | ||
- | Algoritmus pro získání všech prvočísel od dvou po dané číslo. Vytvoříme si pole všech čísel obsažených v daném rozsahu. Postupujeme postupně přes všechna čísla rozsahu a odebíráme z něj čísla, která jsou násobky těchto čísel. Algoritmus končí pokud je z pole odebráno poslední číslo, nebo pokud je jako prvočíslo označeno číslo vyšší než odmocnina nejvyššího čísla (pak jsou všechny zbylé prvky prvočísla). | + | Algoritmus pro získání všech prvočísel od dvou po dané číslo. |
+ | |||
+ | Postup: | ||
+ | |||
+ | Krok 1: Vytvoření seznamu, obsahujícího všechna čísla v rozsahu 2 až n: | ||
+ | |||
+ | Krok 2: První číslo ze seznamu je zapsáno jako prvočíslo do seznamu prvočísel a ze seznamu je vymazáno společně se všemi jeho násobky. | ||
+ | |||
+ | Krok 3: Opakuj krok 2, dokud není původní seznam prázdný. | ||
+ | |||
+ | Krok 4: Seznam prvočísel obsahuje všechna prvočísla od 2 po n | ||
[[https://www.youtube.com/watch?v=2SD2lLFj4h0&feature=player_detailpage|Ukázka erastotenova síta na číslech od 2 do 120]] | [[https://www.youtube.com/watch?v=2SD2lLFj4h0&feature=player_detailpage|Ukázka erastotenova síta na číslech od 2 do 120]] | ||
+ | |||
==== Euklidův algoritmus ==== | ==== Euklidův algoritmus ==== | ||
+ | |||
Algoritmus pro výpočet největšího společného dělitele (dále jen NSD) dvou čísel. | Algoritmus pro výpočet největšího společného dělitele (dále jen NSD) dvou čísel. | ||
- | Nejlépe se to asi ukáže na příkladu. Máme zadaná dvě čísla 140 a 15. | + | Zde příklad: jsou zadána dvě čísla 140 a 15. |
Postup: | Postup: | ||
Řádek 41: | Řádek 55: | ||
[[http://www.algoritmy.net/article/44/Eukliduv-algoritmus|Podrobnější vysvětlení]] | [[http://www.algoritmy.net/article/44/Eukliduv-algoritmus|Podrobnější vysvětlení]] | ||
+ | |||
+ | |||
==== Djikstrův algoritmus ==== | ==== Djikstrův algoritmus ==== | ||
- | Algoritmus sloužící pro výběr nejlepší trasy z bodu A do bodu B. Funguje tak, že každá cesta mezi jednotlivými body dostane hodnotu, podle "náročnosti" (délka trasy, povolená rychlost, ...). Algoritmus si postupně vypočítává délku cesty do všech sousedních bodů a z nich do dalších bodů. Pokud algoritmus najde novou cestu do již objeveného bodu, pomalejší cestu k tomuto bodu odstraní. Na konci zůstane pouze jedna nejrychlejší cesta do požadovaného bodu. | + | Algoritmus sloužící pro výběr nejlepší trasy z bodu A do bodu B. |
+ | Postup: | ||
+ | * Každá cesta mezi jednotlivými body dostane hodnotu, podle "náročnosti" (délka trasy, povolená rychlost, ...). | ||
+ | * Algoritmus si postupně vypočítává délku cesty z bodu A do všech sousedních bodů a z nich do dalších bodů. | ||
+ | * Pokud algoritmus najde novou cestu do již objeveného bodu, pomalejší cestu k tomuto bodu odstraní. | ||
+ | * Na konci zůstane pouze jedna nejrychlejší cesta do kažhého z bodů. | ||
+ | * Algoritmus pak jako výstup vydá nejrychlejší cestu do požadovaného bodu B. | ||
+ | {{:informatika:maturita:dijkstra_animation.gif?283|}} | ||
+ | |||
+ | Pravděpodobnostní algoritmy: | ||
+ | |||
+ | ==== Algoritmus Las Vegas ==== | ||
+ | |||
+ | Algoritmus hledající prvek žádaného typu v množině s více typy prvků. V základní podobě algoritmu je narušen jak princip determinismu, tak princip konečnosti (není-li běhový čas algoritmu či počet opakování cyklu nijak omezen, běhová doba algoritmu se teoreticky může blížit nekonečnu ...). | ||
+ | |||
+ | Postup: | ||
+ | * Algoritmus vybere prvek množiny s náhodně přiděleným pořadovým číslem v rámci povoleného rozsahu odpovídajícím velikosti možiny. | ||
+ | * Poté algoritmus u získaného prvku ověřuje typ, je-li typ shodný s typem hledaným, prvek vrátí jako výsledný výstup. | ||
+ | * Pokud však typ prvku neodpovídá, postup se opakuje a to tak dlouho, dokud není nalezen prvek typově odpovídající. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ==== Algoritmus Monte Carlo ==== | ||
+ | |||
+ | Algoritmus s cílem analogickým k výše zmíněnému. Je alternativou k algoritmu Las Vegas, neboť nabízí konečnost (ukončení běhu cyklu v závislosti na parametru maximálního běhového času či počtu opakování cyklu) výměnou za jistou pravděpodobnost nedosažení cíle (není-li v rámci daného času či počtu opakování nalezen prvek žádaného typu, algoritmus skončí a vrátí se "s prázdnou"). | ||
+ | |||
+ | Postup: | ||
+ | * Algoritmus vybere prvek množiny s náhodně přiděleným pořadovým číslem v rámci povoleného rozsahu odpovídajícím velikosti možiny. | ||
+ | * Poté algoritmus u získaného prvku ověřuje typ, je-li typ shodný s typem hledaným, prvek vrátí jako výsledný výstup. | ||
+ | * Pokud však typ prvku neodpovídá a zároveň není dosaženo maximálního času či počtu opakování cyklu, postup je zopakován. |