Основные понятия алгоритмов и структур данных

1. Раздел1. Понятие алгоритма. Тема 1.1. Основные понятия алгоритмов и структур данных

2.

Что такое алгоритм?
Алгоритм – это последовательность
шагов, которые описывают, как
выполнить определенную задачу.
Алгоритмы
являются
фундаментальными
для
программирования, так как они
определяют, как нужно обрабатывать
данные и решать проблемы.

3.

Выделяют три крупных класса алгоритмов:
-вычислительные
алгоритмы, работающие со
сравнительно простыми видами данных, такими как
числа и матрицы, хотя сам процесс вычисления может
быть долгим и сложным;
-информационные алгоритмы, представляющие собой
набор сравнительно простых процедур, работающих с
большими объемами информации (алгоритмы баз
данных);
-управляющие алгоритмы, генерирующие различные
управляющие воздействия на основе данных,
полученных от внешних процессов, которыми
алгоритмы управляют.

4. Основные характеристики алгоритма:

1. Инструктивность;
2.
Детерминированность;
3. Конечность;
4. Входы и выходы.

5.

Инструктивность:
Алгоритм должен быть ясным
и понятным для того, кто
будет его исполнять или
реализовывать.

6.

Детерминированность:
Алгоритм
должен
быть
предсказуемым. То есть, для
одного и того же входа он
всегда будет давать один и
тот же результат.

7.

Конечность:
Алгоритм
должен
завершаться
за
конечное число шагов. Нельзя иметь
бесконечный алгоритм.

8.

Входы и выходы:
Алгоритм может принимать входные
данные, выполнять операции над
ними и возвращать результат.

9. Способы представления алгоритмов

Словесный (тривиальный) способ – запись алгоритма на
естественном языке
Графический способ – запись алгоритма в виде схемы,
состоящей из геометрических фигур, называемых
блоками, и соединительных линий. Такие схемы часто
называют блок-схемами.
Программный способ – запись алгоритма на каком-либо
языке программирования.

10. Что такое структуры данных?

Структуры данных –
это специальные форматы для
хранения и организации данных.
Они позволяют эффективно хранить,
обрабатывать и управлять данными.

11. Основные виды структур данных:

1.Массивы: Это упорядоченные списки элементов, каждый
из которых имеет индекс. Массивы имеют постоянное
количество элементов.
2.Списки: Это упорядоченные списки элементов, но размер
списка может изменяться во время выполнения
программы.
3.Стеки: Это структуры данных, которые работают по
принципу "последним пришел - первым вышел" (Last-InFirst-Out, LIFO). Операции добавления и удаления
элементов производятся только с вершины стека.
4.Очереди: Это структуры данных, которые работают по
принципу "первым пришел - первым вышел" (First-In-FirstOut, FIFO). Элементы добавляются в конец очереди, а
извлекаются из начала.

12. Зачем нужны алгоритмы и структуры данных?

Алгоритмы и структуры данных
играют
решающую
роль
в
программировании и разработке
программных
приложений
по
нескольким причинам:

13.

1.Эффективность:
Правильный
выбор
алгоритма
и
структуры
данных
может
существенно улучшить производительность
программы. Например, использование быстрой
сортировки вместо сортировки пузырьком.
2.Решение задач: Алгоритмы позволяют решать
разнообразные задачи, от поиска оптимального
пути в графе до обработки и анализа данных.
3.Управление данными: Структуры данных
помогают
эффективно
хранить
и
организовывать данные, что делает их
доступными для операций и анализа.

14. Заключение

На
сегодняшней
лекции
мы
рассмотрели
основные
понятия
алгоритмов и структур данных. Это
основа для разработки эффективных
программ и решения различных задач.
В будущих занятиях мы будем более
подробно рассматривать различные
алгоритмы и структуры данных и
изучать, как их применять на практике.