Erhalten Sie Zugang zu diesem und mehr als 300000 Büchern ab EUR 5,99 monatlich.
- Herausgeber: Питер
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Russisch
Погрузитесь в мир алгоритмов! Разберитесь в их принципах, особенностях проектирования и практического применения. Вы познакомитесь с различными видами алгоритмов, узнаете их сильные и слабые стороны, и поймете, в каких контекстах они лучше всего работают. На практических примерах увидите, как эти мощные инструменты используются для решения задач в информатике, анализе данных, искусственном интеллекте и других областях. Каждая глава содержит понятные объяснения, наглядные примеры и задачи, помогающие закрепить изученный материал. Особый акцент сделан на вычислительном мышлении и анализе эффективности алгоритмов — важнейших навыках в области современных технологий. Книга «Алгоритмы с нуля» послужит ценным ресурсом и для новичков, и для профессионалов, желающих отточить свои навыки.
Sie lesen das E-Book in den Legimi-Apps auf:
Seitenzahl: 303
Veröffentlichungsjahr: 2024
Das E-Book (TTS) können Sie hören im Abo „Legimi Premium” in Legimi-Apps auf:
Ähnliche
Переводчик Л. Киселева
Cuantum Technologies
Алгоритмы с нуля. — СПб.: Питер, 2024.
ISBN 978-5-4461-4076-3
© ООО Издательство "Питер", 2024
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Оглавление
Искусственный интеллект, глубокое обучение, машинное обучение — чем бы вы ни занимались, если вы чего-то не понимаете в этих темах, то потратьте время на их изучение. В противном случае через три года вы превратитесь в динозавра.
Марк Кьюбан, предприниматель и инвестор
Кто мы
Cuantum Technologies — ведущая инновационная компания в сфере разработки программного обеспечения (ПО) и образования, уделяющая особое внимание использованию возможностей искусственного интеллекта и передовых технологий.
Мы специализируемся на разработке ПО для веб-приложений, написании литературы по программированию и искусственному интеллекту, а также на создании привлекательных веб-приложений с использованием HTML, CSS, JavaScript и Three.js. В наш разнообразный ассортимент продуктов входят CuantumAI — инновационное предложение SaaS (software as a service — программное обеспечение как услуга) — и множество книг, посвященных Python, NLP, PHP, JavaScript и многому другому.
Наша философия
Цель Cuantum Technologies — в разработке инструментов, которые позволяют людям улучшать свою жизнь с помощью искусственного интеллекта и новых технологий. Мы верим, что технологии — не просто инструмент, а средство, способствующее позитивным изменениям и развитию всех аспектов нашей жизни.
Мы стремимся не только к технологическому прогрессу, но и к формированию будущего, в котором каждый человек будет иметь доступ к знаниям и инструментам, позволяющим использовать все возможности технологий. С помощью своих продуктов и услуг мы стараемся снять покров таинственности с искусственного интеллекта и технологий и сделать их доступными, понятными и пригодными для использования всеми желающими.
Наш опыт
У нас богатый опыт использования технологий. С одной стороны, мы умеем создавать SaaS, такие как CuantumAI, и благодаря своим обширным знаниям и навыкам в области веб-разработки стараемся предлагать передовые и интуитивно понятные приложения. Мы стремимся использовать потенциал искусственного интеллекта для решения практических задач и повышения эффективности бизнеса.
С другой стороны, мы — преподаватели, преданные своему делу. Наши книги дают глубокое представление о различных языках программирования и искусственном интеллекте и помогают новичкам и опытным программистам расширить свои знания и навыки. Мы гордимся своим умением эффективно распространять знания, излагая сложные концепции понятным языком.
Более того, наше мастерство в создании интерактивных веб-интерфейсов не имеет себе равных. Используя сочетание HTML, CSS, JavaScript и Three.js, мы создаем захватывающую и привлекательную цифровую среду, которая очаровывает пользователей и выводит их опыт работы онлайн на новый уровень.
Сотрудничая с Cuantum Technologies, вы не просто получаете услугу или продукт — вы вступаете вместе с нами в будущее, где каждый желающий сможет улучшать свою жизнь с помощью технологий и искусственного интеллекта.
Исходный код примеров
Чтобы упростить процесс обучения, мы разместили в Интернете все примеры программного кода, приведенные в этой книге. Перейдя по ссылке, представленной ниже, вы сможете получить доступ к обширной базе использованного кода. Это позволит вам не только копировать код, но и просматривать и анализировать его в удобное для вас время. Надеемся, что благодаря этому дополнительному ресурсу вы лучше поймете описанные в книге идеи и сможете беспрепятственно обучаться.
https://books.cuantum.tech/introduction-algorithms/code/
Предисловие
Дорогие читатели, вам предстоит увлекательное путешествие по миру алгоритмов! Цель данной книги — раскрыть его тайны и осветить пути, ведущие к решению многих задач и в итоге к более эффективному программированию. Каким бы ни был уровень ваших знаний или опыта, благодаря этой книге вы сможете понимать и оценивать алгоритмы и, как результат, освоите их.
Алгоритмы — это, по сути, процедуры решения задач и незаменимые инструменты для навигации по обширным пространствам данных и информации. Алгоритмы подобны рецептам; они дают пошаговые инструкции для решения задач или достижения целей. Язык этих инструкций, в отличие от кулинарного рецепта, основан на математике и логике, которые компьютеры хорошо понимают.
Наше путешествие мы начнем со знакомства с понятием алгоритмов, сделав основной упор на его четком и кратком определении. Затем рассмотрим разные типы алгоритмов: поисковые, помогающие находить определенные данные в наборе; сортировочные, позволяющие организовать данные определенным образом; а также алгоритмы построения графов, которые помогают понять и решить задачи, связанные с сетями и отношениями.
После этого мы углубимся в различные методы, используемые при разработке алгоритмов, такие как рекурсия, когда алгоритм вызывает себя для решения меньших экземпляров одной и той же задачи, и итерации, когда задачи решаются с помощью циклов. Вдобавок мы познакомимся с обратной трассировкой, которая подразумевает выполнение ряда решений и отмену того или иного выбора, когда оказывается, что он неэффективен. Кроме того, мы уделим внимание методу ветвей и границ, который используется в задачах оптимизации.
Чтобы закрепить все это, мы рассмотрим структуры данных, которые используются в алгоритмах: массивы, связанные списки, стеки, очереди, деревья и графы. Каждая из структур обладает уникальным набором характеристик, который делает ее наиболее подходящей для определенных задач и приложений.
Разобравшись с особенностями конструирования и функционирования алгоритмов, мы перейдем к их применению в реальных условиях, изучим их использование в базах данных, искусственном интеллекте и сетевой маршрутизации. Мы убедимся в том, что многие технологии, которые сегодня считаются обыденными, эффективно функционируют именно благодаря возможностям алгоритмов.
Закрепить полученные знания, применить их на практике и развить способности к решению задач вам помогут примеры, размещенные в конце каждой главы. Ведь изучать алгоритмы означает не только запоминать теорию, но и обретать практические навыки, позволяющие эффективно решать реальные задачи.
Обратите внимание: эта книга содержательная и довольно подробная, однако написана простым и доступным языком. Ее цель не в том, чтобы напичкать вас информацией, а в том, чтобы вооружить вас знаниями и показать, что решение даже довольно сложных задач может быть посильным и увлекательным занятием. Кем бы вы ни были — студентом, желающим лучше понять алгоритмы, профессионалом, стремящимся углубить свои знания, или просто человеком, который интересуется математическими и логическими механизмами, управляющими нашим цифровым миром, — эта книга для вас.
Наше путешествие будет трудным и вместе с тем очень полезным. Цифровой мир и используемые в нем методы решения задач откроются вам с новой стороны. Вы научитесь обращать внимание на эффективность алгоритмов и писать более действенный код. Но самое главное — вы сможете стать более уверенным и компетентным специалистом по решению задач.
Итак, дорогие читатели, открывая книгу и отправляясь в путешествие, вспомните слова великого Эдсгера Дейкстры: «Алгоритмическое мышление — это квинтэссенция программирования». Мы надеемся, что к концу книги вы оцените истинность этого утверждения и захотите продолжить обучаться и развивать свое алгоритмическое мышление.
Добро пожаловать в интригующий мир алгоритмов! Начнем это приключение вместе. Приятного обучения!
Введение
О чем эта книга
Если вы взяли в руки эту книгу, то, скорее всего, вы — студент, преподаватель, профессионал или любитель, интересующийся сложным, но увлекательным миром алгоритмов. Цель книги — познакомить вас с основами алгоритмов и помочь оценить их возможности и элегантность.
Алгоритм, по сути, представляет собой набор инструкций для решения задачи. Он во многом похож на рецепт: это пошаговое руководство, неукоснительное следование которому гарантирует решение. Но, как и в кулинарии, создание алгоритмов — это искусство. Одну и ту же задачу можно решить множеством способов, но одни из них более эффективны, элегантны или просты, чем другие.
Цель этой книги — дать знания и навыки, которые позволят вам понимать, анализировать и писать эффективные и полезные алгоритмы. Создавая ее, мы стремились к тому, чтобы материал был понятным для читателей — новичков в информатике, а также служил подспорьем для тех, кто уже имеет опыт в этой области.
Книга структурирована так, чтобы ваше понимание темы постепенно расширялось. Мы начнем с основ: определим, что такое алгоритмы, и проиллюстрируем их важность в информатике. Затем углубимся в искусство выражения алгоритмов с помощью псевдокода и блок-схем.
По мере изучения глав вы познакомитесь с разными алгоритмами: поиска и сортировки, построения графов и т.д. Вы изучите их внутреннее устройство, узнаете, как выбрать лучший алгоритм для конкретной задачи, и увидите, как эти алгоритмические методы используются в реальных приложениях.
Более того, эта книга не только познакомит вас с теорией. Мы считаем, что лучший способ освоить алгоритмы — применять их на практике. Поэтому каждая глава завершается практическими задачами. Чтобы решить их, вам понадобится использовать полученные знания. Задачи сопровождаются готовыми решениями, чтобы вы могли проверить себя и убедиться в том, что правильно понимаете материал.
К концу этой книги вы освоите основные алгоритмы, что позволит вам эффективно использовать их для решения сложных задач в ваших учебных, профессиональных или личных проектах.
Независимо от того, стремитесь ли вы стать разработчиком программного обеспечения, аналитиком данных или просто любите решать головоломки, — эта книга даст вам все необходимые инструменты. Надеемся, что она окажется для вас поучительной, увлекательной и вдохновляющей, когда вы начнете или продолжите свое путешествие по удивительному миру информатики.
Кому адресована книга
Эта книга предназначена для максимально широкого круга людей, которым интересен мир информатики и алгоритмов. Мы писали ее для следующих категорий читателей.
• Учащиеся. Если вы школьник, только начинающий изучать информатику, или студент высшего учебного заведения — эта книга послужит вам учебником, в котором в простой и доступной форме объясняются фундаментальные алгоритмические идеи и методы. Речь идет о темах, составляющих основу многих учебных программ по информатике, принятых во всем мире.
• Преподаватели. Если вы преподаватель, обучающий новые поколения ученых-информатиков, то эта книга станет для вас ценным источником сведений. Благодаря пошаговым объяснениям, примерам из реальной жизни и практическим задачам она послужит отличным справочником по планированию учебной программы и полезным дополнением к учебным лекциям.
• Профессионалы. Вы разработчик программного обеспечения, аналитик данных или профессионал в области технологий, желающий улучшить свое алгоритмическое мышление и навыки решения задач? Или, может быть, вы готовитесь к техническому собеседованию, посвященному структурам данных и алгоритмам? Эта книга послужит источником необходимых знаний и поможет освежить в памяти фундаментальные понятия.
• Самоучки. Если вы любитель, обучающийся самостоятельно (возможно, вы подумываете о смене карьеры или являетесь программистом-самоучкой, который хочет лучше понимать алгоритмы), то книга поможет вам в этом и гарантирует, что вы получите базовые знания.
• Предприниматели в сфере технологий. Основатели стартапов и менеджеры по продукту, работающие в технологических компаниях, благодаря базовому пониманию алгоритмов смогут принимать более взвешенные решения о разработке продукта, видеть возможности и ограничения своего программного обеспечения и более эффективно взаимодействовать с техническими специалистами в команде.
Проще говоря, книга предназначена для всех, кто хочет понять, что такое алгоритмы. Мы считаем, что их может изучить каждый, и приложили все усилия, чтобы сделать материал максимально доступным и интересным.
Если вы не уверены в своих математических познаниях или являетесь новичком в программировании — не волнуйтесь. Мы начнем с самых основ и простым и понятным языком объясним все необходимые математические или программные концепции. Хорошо, если у вас есть опыт программирования, но это не обязательное условие. Основное внимание мы уделим описанию концепций, а для иллюстрации идей используем псевдокод — простые обобщенные представления алгоритмов.
Читая эту книгу, помните: изучение алгоритмов представляет собой не просто запоминание процедур, а освоение нового способа мышления и решения задач. Решайте задачи, наслаждайтесь процессом и не бойтесь совершать ошибки. Именно так мы учимся, совершенствуемся и в результате осваиваем любые области.
Мы рады, что вы отправились с нами в это приключение по миру алгоритмов, и нам не терпится увидеть, куда вас приведут новые знания!
Как пользоваться изданием
Нам хотелось бы, чтобы эта книга была вам максимально полезной независимо от вашего стиля и темпа обучения. Вот несколько советов о том, как работать с ней эффективно.
• Читайте последовательно. Главы выстроены в таком порядке, что каждая последующая основана на понятиях, представленных в предыдущих главах. Если вы новичок в теме изучения алгоритмов, то мы настоятельно рекомендуем читать книгу с самого начала и последовательно. Это позволит глубоко понять каждую тему.
• Учитесь активно. Мы верим в принцип, согласно которому лучший способ учиться — это действовать. В конце каждой главы содержится множество практических задач и упражнений. Не пропускайте их! Они помогут вам применить новые навыки на практике, понять нюансы и выявить пробелы в знаниях. Помните: верный ответ может прийти не сразу; часто больше всего знаний вы можете получить благодаря именно тем задачам, которые сначала решили неправильно. Поработайте над задачами, найдите свое решение, а затем сравните его с приведенным.
• Делайте заметки и подводите итоги главы. Мы рекомендуем в процессе чтения глав делать заметки, записывать вопросы, выделять важные моменты и своими словами излагать резюме того, что вы узнали. Это поможет вам лучше понять материал и облегчит его дальнейшее изучение.
• Выделяйте время для чтения. Как и любой новый предмет, изучение алгоритмов требует времени и сосредоточенности. Выделите в своем расписании время, которое посвятите чтению и практике. Даже если вы будете заниматься всего несколько часов в неделю, это может существенно улучшить ваши навыки.
• Делайте перерывы и размышляйте. Не спешите. Делайте перерывы, размышляйте над тем, что узнали, и позвольте новым идеям усвоиться. Иногда самые сложные идеи становятся понятными после того, как мы отдохнули или прогулялись в парке.
• Обсуждайте и делитесь мнениями. Если это возможно, то обсуждайте идеи и задачи с коллегами, товарищами или одноклассниками. Объяснять материал другим людям — отличный способ понять его еще лучше, к тому же в процессе обсуждения вы можете посмотреть на задачу с разных точек зрения и получить новые идеи.
• Экспериментируйте. Алгоритмы — это не просто теоретические конструкции, они предназначены для использования в реальных приложениях. Экспериментируйте с реализацией алгоритмов на любом языке программирования по вашему выбору. Посмотрите, как изменение входных данных влияет на поведение и производительность алгоритма.
Наша книга — инструмент, и то, как вы им воспользуетесь, зависит лишь от вас. Будьте терпимы к себе и помните: обучение — это не гонка, а приятное путешествие. Не все будут двигаться в одинаковом темпе, и это нормально. Самое главное — воспитать в себе интерес и любовь к учебе.
Досконально изучите каждую концепцию, прежде чем двигаться дальше. Алгоритмы подобны головоломкам, и их решение может приносить огромное удовольствие. Сохраняйте позитивный настрой и помните: каждый великий программист, специалист по данным или ученый-информатик когда-то тоже не знал, что такое алгоритм. Будьте настойчивыми и практикуйтесь — и также сможете овладеть искусством алгоритмов.
Приятного путешествия по увлекательному миру алгоритмов!
От издательства
Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу [email protected] (издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
На веб-сайте издательства www.piter.com вы найдете подробную информацию о наших книгах.
