Алгоритмы

В учебное пособие включены задачи и упражнения вузовского курса дискретной математики, включая разделы, связанные со спецификой информационно-коммуникационных технологий. В каждой главе приводятся теоретические сведения, необходимые для решения задач разного уровня сложности, ответы и во многих случаях подробные пояснения к решениям. Во втором издании, в отличие от первого, выходившего под названием «Задачи по дискретной математике», используется язык программирования Python. Добавлены более 50 новых задач с решениями и ответами, а также контрольные вопросы к каждой главе. Для студентов и преподавателей профильных вузов.

Готовы ли вы исследовать будущее любви? Если да, то обратите внимание на этот заставляющий задуматься научно-фантастический роман, который отправит вас в путешествие через пересечение любви, технологий и неизвестного. Роман не только о пришельцах и космических путешествиях. В нем также рассматриваются алгоритмы, на которых работают современные приложения для знакомств, и задаются важные вопросы о том, действительно ли мы можем найти идеальную пару с помощью данных и технологий. Поскольку наш мир становится все более зависимым от алгоритмов, эта книга заставляет нас критически осмыслить ту роль, которую они играют в нашей любовной жизни.

В учебном пособии рассмотрены базовые методы квантовых вычислений, дополненные контрольными вопросами и задачами широкого спектра сложности как для проведения занятий в аудиториях, так и для самостоятельного решения. Оптимальное сочетание теории и практики обеспечивает необходимый уровень подготовки специалистов в области современных информационных технологий.

Книга является уникальной коллекцией 150 головоломок, каждая из которых снабжена указанием и решением. Задачи сгруппированы в зависимости от уровня сложности. Издание дополнено двумя обучающими разделами по стратегиям разработки и анализа алгоритмов. В настоящее время алгоритмические головоломки часто используются на собеседованиях при приеме на работу. Они призваны развить аналитическое мышление и просто разнообразить досуг. Для всех любителей математики.

Искусственный интеллект – часть нашей повседневной жизни. Мы встречаемся с его проявлениями, когда занимаемся шопингом в интернет-магазинах, получаем рекомендации «вам может понравиться этот фильм», узнаем медицинские диагнозы… Чтобы уверенно ориентироваться в новом мире, необходимо понимать алгоритмы, лежащие в основе ИИ. «Грокаем алгоритмы искусственного интеллекта» объясняет фундаментальные концепции ИИ с помощью иллюстраций и примеров из жизни. Все, что вам понадобится, – это знание алгебры на уровне старших классов школы, и вы с легкостью будете решать задачи, позволяющие обнаружить банковских мошенников, создавать шедевры живописи и управлять движением беспилотных автомобилей. После покупки предоставляется дополнительная возможность скачать книгу в формате epub.

В статье исследуются отличия традиционных CRM систем от их сетевого аналога – сCRM (cloud customer relationship management). Рассматриваются особенности «облачных решений», связанных с системами управления взаимодействиями с клиентами. Также осуществляется анализ систем ERP (enterprise resource planning) и анализируются преимущества и недостатки их интеграции субъектами хозяйствования.

Кодовые базы разрастаются, становясь все сложнее и запутаннее, что не может не пугать разработчиков. Как обнаружить код, изменяющий состояние вашей системы? Как сделать код таким, чтобы он не увеличивал сложность и запутанность кодовой базы? Большую часть «действий», изменяющих состояние, можно превратить в «вычисления», чтобы ваш код стал проще и логичнее. Вы научитесь бороться со сложными ошибками синхронизации, которые неизбежно проникают в асинхронный и многопоточный код, узнаете, как компонуемые абстракции предотвращают дублирование кода, и откроете для себя новые уровни его выразительности. Книга предназначена для разработчиков среднего и высокого уровня, создающих сложный код. Примеры, иллюстрации, вопросы для самопроверки и практические задания помогут надежно закрепить новые знания.

Учебное пособие составлено на основании материалов лекционного курса, содержит краткую теорию, варианты заданий и примеры решения по следующим разделам дискретной математики: множества, декартовы произведения, соответствия, отношения, булевы функции, теория алгоритмов, предикаты, комбинаторика, конечные автоматы. Даны основные определения, необходимые для выполнения заданий. Для каждого типа задач предлагается по 30 вариантов заданий, приводится подробный образец решения. Для преподавателей и студентов технических вузов и университетов, аспирантов, научных работников и инженеров.

Это книга для тех, кто, хорошо владея языком программирования и устойчивыми навыками решения задач, желает наработать свой программистский инструментарий. В книге, неформально и довольно детально, разобран значительный набор алгоритмов и методов. Большая часть представленных алгоритмов доведена до реализации на языке Компонентный Паскаль. Для большей прозрачности изложения реализация выполнена пошагово с четкой формулировкой задач каждого шага и записью программного фрагмента. Изложение сопровождается заданиями для самостоятельной работы, количество и сложность которых достаточны для хорошего усвоения материала. Требования к математическим знаниям минимальны, некоторые важные математические понятия и темы кратко изложены в приложении.

В данной статье рассматривается быстродействующий алгоритм вычисления контрольной суммы на примере CRC8 и CRC32, легко реализуемый на комбинационных схемах и не требующий применения запоминающего устройства при аппаратной реализации. Предлагаемый алгоритм требует меньших объемов памяти при его программной реализации в отличие от табличной реализации, особенно при обработке двух, трех и более байт данных за итерацию. Проведен сравнительный анализ табличного и предлагаемого матричного алгоритмов и даны рекомендации по использованию матричного алгоритма вычисления контрольной суммы CRC.

В рамках данной работы разработано программное приложение для решения задач оптимальной параметрической идентификации моделей. Использован алгоритм Левенберга-Марквардта в модификации Флетчера. Разработанное приложение применено для исследования математической модели, описывающей динамику социально-экономической системы на примере США. Ранее аналогичные модели были использованы для анализа социально-экономической системы России и показали свою достаточную адекватность.

Распознавание любого рукописного символа – непростая задача с многообразием нюансов. Но её решение представляет значительный практический интерес, поскольку создание эффективного алгоритма распознавания позволило бы, в частности, сэкономить время при записи информации с документов на компьютер, не вовлекая в эту систему человека. В работе представлена программа, способная сканировать из графического файла символы определенной группы – цифры от нуля до девяти, с последующим сохранением информации в текстовом файле.

Рассмотрен один из алгоритмов кластеризации массивов данных – FCM. Целью FCM (Fuzzy Classifier Means) является автоматическая классификация множества объектов, которые задаются векторами признаков в пространстве признаков. Другими словами, такой алгоритм определяет кластеры и соответственно классифицирует объекты. Кластеры представляются нечеткими множествами, и, кроме того, границы между кластерами также являются нечеткими. Предложен вариант параллельного выполнения этого алгоритма для сокращения времени кластеризации.

В условиях увеличения пассажиропотоков городского и пригородного транспорта возникает комплекс проблем, связанных с графиками движения транспортных средств при изменяющихся во времени пассажиропотоках и при наличии общих частей маршрутов. Предложены оптимальные по быстродействию алгоритмы перехода от одного равноинтервального графика к другому, а также алгоритмы составления оптимальных графиков движения в случае, когда один маршрут является частью другого.

Решается задача прогнозирования технического состояния изделий электронной техники. Предложен подход на основе применения методов распознавания образов, основанный на построении нейронной сети методом опорных векторов. Разработанный алгоритм обладает высокими техническими характеристиками.

При разработке и тестировании цифровых алгоритмов и систем весьма актуальной является задача оценки качества изображений. На сегодняшний день единого метода оценки качества изображений нет. Все существующие методы оценки делятся на два класса: субъективные (экспертные) и математические (метрики). Использование экспертного подхода позволяет получить достаточно качественную оценку, но на практике является довольно затратным и длительным процессом, особенно в случае большого количества изображений. Применение математических методов избавляет от указанных недостатков, но даёт менее точный результат, поэтому нужно выбрать наиболее точный метод. Сравнение PSNR, MSE и SSIM с экспертной оценкой DSIS показало, что SSIM дает достаточно адекватную оценку. Но для использования в экспериментах на кластерных вычислительных системах необходимо её программная реализация. Написанная автором программа на C для кластерной системы СКК ТПУ «СКИФ-политех» позволила усовершенствовать алгоритм вейвлет-сжатия QWC.

Согласно исследованиям Berkley, объём информации в Интернете по состоянию на 2003 год оценивался в 258,85 терабайта, и это только общедоступные данные. По данным Internet World Stats, рост аудитории Интернета с 2003 по 2007 год составил 117% (на декабрь 2007 года аудитория оценивалась в 1,3 млрд человек). Ввиду высокой хаотичности информации в Интернете наиболее эффективным методом поиска является полнотекстовый поиск. Имея минимальное представление об алгоритмах работы поисковых роботов, можно оптимизировать веб-страницу таким образом, что ссылка на нее будет всплывать на первых местах по запросам, к которым она не имеет никакого отношения. Кроме того, имеется ещё одна проблема: ни одна поисковая машина не обеспечивает обратной связи с пользователем. Ленивый запрос включает параметры искомой информации, а также время, в течение которого результат будет актуален (будет интересовать пользователя). При поступлении подходящей (релевантной запросу) информации пользователь уведомляется об этом удобным для него способом.

В статье установлены особенности задачи планирования нового производственного процесса внутри предприятия, позволяющие разработать интегрированную систему планирования и управления выпуском, в которой одновременно анализируются и создаются программы развития производственных мощностей и выпуска продукции с максимальным выигрышем. Авторами предложен алгоритм расшивки узких мест опытного производства. Этот алгоритм учитывает связанную с входными параметрами многоступенчатость процесса выпуска продукции и производственные возможности опытного производства с учётом лимитирующих мощностей и человеческих ресурсов. Составлена динамическая схема расширения опытного производства. Предложенная модель позволяет проанализировать различные варианты развития производства с целью выбора наиболее рационального из них. Предложен способ определения рационального пути достижения максимального выигрыша E. В статье рассмотрены основные варианты внешнего воздействия и корректировка производственного плана по месяцам планового года с помощью адаптивных методов. Определен порядок расчёта устойчивости производственного процесса с помощью критерия Михайлова и проведён его анализ с использованием годографа. Продемонстрированы возможности созданного авторами соответствующего программного обеспечения.

В настоящее время используются десятки видов компьютерного моделирования. Особую популярность завоёвывает так называемое имитационное моделирование. Имитационной моделью называется специальный программный комплекс, который позволяет имитировать деятельность какого-либо сложного объекта. Он запускает в компьютере параллельные взаимодействующие вычислительные процессы, которые являются по своим временным параметрам аналогами исследуемых. В странах, занимающих лидирующее положение по созданию новых компьютерных систем и технологий, направление Computer Science использует именно такую трактовку имитационного моделирования. Особую популярность приобрела аналоговая разновидность имитационного моделирования – симуляция (англ. simulation) реальных процессов в памяти компьютера в виртуальном времени (в модельном времени, не связанном с реальным какими-либо масштабами). Симулятор – это главное программное обеспечение, которое позволяет корректно и точно моделировать исследуемые процессы в виртуальном времени. Модель на языке GPSS не компилируется в машинный код и не является программой в обычном понимании. Она выполняется посредством простого и эффективного интерпретатора, который и является симулятором. Но следует понимать, что режим интерпретации замедляет выполнение модели по сравнению с моделью в виде exe-программы, подготовленной компилятором и собранной редактором связей. Pilgrim-модель компилируется и выполняется как exe-программа в Windows XP в виде обычного приложения Win API. Её можно встраивать в программные комплексы, в интеллектуальные системы поддержки принятия решений. Зачастую она выполняется на вычислительной установке, где нет системы имитационного моделирования Pilgrim. Поэтому в составе Pilgrim-модели имеется компактный скоростной диспетчер процессов, который и выполняет функции симуляции. Данная статья предназначена для тех, кто знаком с GPSS World и хотел бы расширить свои аналитические возможности с помощью Actor Pilgrim. Здесь дан некоторый сравнительный анализ идеологий двух систем, используемых в настоящее время: GPSS World и Actor Pilgrim.

Излагаются новые полезные для практики идеи и достижения, помогающие легко и быстро освоить алгоритмы. Дается систематизированное изложение основных понятий и методов алгоритмизации. Книга содержит общедоступный практический курс, позволяющий существенно ускорить разработку, анализ и проверку алгоритмов, облегчить проектирование сложной деятельности. Ведется наглядное обучение на примерах. Читатель быстро привыкает к самостоятельному осмысленному составлению алгоритмов. Использованы доходчивые и привлекательные чертежи алгоритмов (дракон-схемы), значительно облегчающие усвоение материала. Книга богато иллюстрирована. Почти триста наглядных схем и рисунков, выполненных по принципу «Посмотрел – и сразу понял!», окажут читателю неоценимую помощь. Книга предназначена для начинающих и профессионалов, а также для самостоятельного изучения.