Курсовая теория на тему Алгоритмы и структура данных

Содержание:

Введение. 3

Глава 1. Основы алгоритмизации. 5

1.1. Понятие алгоритм. 5

1.2. Использование алгоритмов. 8

Глава 2. Основные структуры данных. 13

2.1. Общая характеристика структуры данных. 13

2.2. Основные виды структур данных. 16

2.2.1. Статические и полустатические структуры
данных. 16

2.2.2. Динамические структуры данных. 20

2.3. Примеры структур данных. 23

2.3.1. Примеры статических и полустатических
структур. 23

2.3.2. Примеры динамических структур. 24

Заключение. 27

Список литературы.. 29

Введение:

На протяжении веков человечество собирало знания, умения и
информацию о мире вокруг, иными словами, люди собирали информацию. Изначально
информация могла быть передана от поколения к поколению в виде легенд и устного
рассказа. Появление и становление книг представило возможность для передачи и хранения
информации в более надежной письменной форме.

Становление и появление компьютеров и Интернета привело к
резкому увеличению объема информации, по этой причине проблема хранения
информации и ее обработка становится все более острой. Также с возникновением
компьютерных технологий методы хранения и, в первую очередь, обработки
информации стали значительно проще.

Становление вычислительной техники с наличием
микропроцессоров приводит к усовершенствованию самой компьютерной техники и соответственно
программного обеспечения. Существуют программы, способные обрабатывать большие
потоки информации. Эти программы используются для создания информационных
систем.

Компьютер – довольно универсальный исполнитель. Можно
использовать его для выполнения различных типов алгоритмов: выполнения
математических вычислений, обработки текстовых данных, изменения графики и т.
д. В некотором смысле компьютер может делать много вещей, которые может делать
человек, и некоторые вещи намного быстрее. Однако человек и компьютер «разговаривают»
на совершенно разных языках: один – на естественном (русском, английском), а
другой – на формальном языке.

Разработав алгоритм, человек должен как-то «объяснить» его
компьютеру. Для этого используются языки программирования, и результатом
написания алгоритма в них является программа. В настоящее время язык программирования
является скорее посредником между человеком и компьютером. Программа,
написанная на языке программирования, затем переводится на машинный язык
переводчиком.

Алгоритм, являющийся строительным блоком информатики,
определяется с интуитивной и прагматической точки зрения через методологическую
призму философии, а не формальных вычислений.

Алгоритм – это набор инструкций, предназначенных для
выполнения определенной задачи. Это может быть простой процесс, например
умножение двух чисел, или сложная операция, например воспроизведение сжатого
видеофайла. Поисковые системы используют собственные алгоритмы для отображения
наиболее релевантных результатов из своего поискового индекса по конкретным
запросам.

Структура данных – это способ хранения данных для
эффективного поиска и извлечения. Различные структуры данных подходят для
различных задач. Некоторые структуры данных полезны для решения простых общих
задач, таких как извлечение данных, сохраненных с определенным идентификатором.

Таким образом, опираясь на вышесказанное можно отметить, что
тема работы является актуальной.

Цель – изучить алгоритмы и основные структуры данных.

Задачи работы:

1. Изучить понятие алгоритма.

2. Рассмотреть использование алгоритмов.

3. Дать общую характеристику структур данных.

4. Представить основные виды структур данных.

5. Проанализировать примеры структур данных .

Объект исследования – это данные.

Предмет исследования – это алгоритмы и структуры данных.

Структура работы. Работы состоит из введения, двух глав, заключения,
списка использованной литературы.

Заключение:

Данные, хранящиеся в памяти компьютера, представляют собой
набор нулей и единиц (битов). Биты объединяются в последовательность: байты,
слова и так далее. Каждой секции ОЗУ, которая может содержать один байт или
слово, присваивается порядковый номер (адрес).

Какой смысл содержится в данных, какими символами они
выражены –буквенно-цифровыми или числовыми, что означает то или иное число-все
это определяется программой обработки. Все данные, необходимые для решения
практических задач, делятся на несколько типов, причем понятие типа связано не
только с представлением данных в адресном пространстве, но и с тем, как они
обрабатываются.

Итак, можно отметить, что алгоритм является конечным списком
инструкций, которые наиболее часто используются при решении задач или
выполнения задач. Один из наиболее очевидных примеров алгоритма — это
рецепт. Это конечный список инструкций, используемых для выполнения
задачи.

Одним из атрибутов алгоритма является то, что, поскольку это
список инструкций, существует некоторый пошаговый процесс, который выполняется
по порядку. Очень часто порядок, в котором приведены шаги, может иметь
большое значение.

Одно из наиболее распространенных применений алгоритмов –
информатика. Компьютеры ничего не могут сделать, если им не говорят, что
делать. Алгоритмы позволяют давать компьютеру пошаговые инструкции для решения
проблемы или выполнения задачи.

В соответствии с формой представления данные могут быть
структурированными и неструктурированными. Структура данных – это способ
хранения данных для эффективного поиска и извлечения. Различные структуры
данных подходят для различных задач. Некоторые структуры данных полезны для
решения простых общих задач, таких как извлечение данных, сохраненных с определенным
идентификатором.

Любые данные могут быть отнесены к одному из двух типов:
базовым (простым), форма представления которых определяется архитектурой
компьютера, или сложным, предназначенным пользователем для решения конкретных
задач.

Простые типы данных – это символы, числа и другие элементы,
которые не имеют смысла разбивать дальше. Структуры данных (сложные типы)
формируются из элементарных данных.

Статические структуры – это структурированный набор
примитивных структур. Например, вектор может быть представлен упорядоченным
набором чисел. Динамическая структура данных является структурой данных,
память под которую выделяется и освобождается по мере необходимости.

Выше мы рассмотрели несколько типов структур, представляющих
собой наборы элементов данных: массив, дерево, запись. Более сложный тип данных
может включать эти структуры в качестве элементов. Например, элементы записи
могут быть массивом, стеком, деревом и т. д.

Существует большое разнообразие сложных типов данных, но
исследования, проведенные на большом практическом материале, показали, что
некоторые из наиболее распространенных из них можно выделить. Обобщенные
структуры также называются моделями данных, поскольку они отражают
представление пользователя о реальных данных.

Вариативность не характерна для статических структур, т. е.
объем памяти компьютера, выделяемый для таких данных, постоянен и выделяется на
этапе компиляции или выполнения программы.

Из приведенных примеров видно, что алгоритмы и
алгоритмические процессы неотделимы от нас и являются неотъемлемой частью нашей
жизни. Почти вся человеческая деятельность связана с алгоритмами и структурами
данных.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Основы алгоритмизации

1.1. Понятие алгоритм

Алгоритм – это конечный набор инструкций или логики,
написанных для выполнения конкретной заранее определенной задачи [5]. Слово «алгоритм»
происходит от имени математика Аль Хорезми, который сформулировал правила
выполнения арифметических операций [7]. Изначально алгоритм понимался только
как правила выполнения четырех арифметических операций над числами. В
дальнейшем это понятие стало использоваться вообще для обозначения
последовательности действий, которые приводят к решению той или иной задачи.
Говоря об алгоритме вычислительного процесса, необходимо понимать, что
объектами, к которым применялся алгоритм, являются данные. Алгоритм решения вычислительной
задачи представляет собой набор правил преобразования исходных данных в
результирующие.

Алгоритм – это не полный код или программа, это просто
базовая логика (решение) задачи, которая может быть выражена либо в виде
неформального высокоуровневого описания в виде псевдокода, либо с помощью
блок-схемы [1].

«Алгоритм – это конечный набор правил, который определяет
последовательность операций для решения конкретного множества задач и обладает
пятью важными чертами: конечность, определённость, ввод, вывод, эффективность»
(Д. Э. Кнут).

«Алгоритм – это всякая система вычислений, выполняемых по
строго определённым правилам, которая после какого-либо числа шагов заведомо
приводит к решению поставленной задачи» (А. Колмогоров).

«Алгоритм – это точное предписание, определяющее
вычислительный процесс, идущий от варьируемых исходных данных к искомому
результату» (А. Марков).