Сортировка выбором
Идея сортировок выбором в том, что в неотсортированном подмассиве ищется локальный максимум(минимум), потом найденный максимум (минимум) меняется местами с последним (первым) элементом в подмассиве, и если в массиве остались неотсортированные подмассивы, то процедура повторяется.
Сортировка простым выбором представляет из себя грубый двойной перебор.
Сложность по времени:
Худшее время:
Среднее время:
Лучшее время:
Затраты на память:
Можно провести несколько модификаций и получим двухстороннюю сортировку выбором.
Похожая идея используется в сортировке перемешиванием. Проходя по неотсортированной части массива, мы кроме максимума также находим и минимум. Минимум ставим на первое место, максимум на последнее.
Может показаться, что это ускоряет алгоритм в
Идея сортировок выбором в том, что в неотсортированном подмассиве ищется локальный максимум(минимум), потом найденный максимум (минимум) меняется местами с последним (первым) элементом в подмассиве, и если в массиве остались неотсортированные подмассивы, то процедура повторяется.
Сортировка простым выбором представляет из себя грубый двойной перебор.
Сложность по времени:
Худшее время:
O(n^2)Среднее время:
O(n^2)Лучшее время:
O(n^2)Затраты на память:
O(1) вспомогательной, O(n) основнойМожно провести несколько модификаций и получим двухстороннюю сортировку выбором.
Похожая идея используется в сортировке перемешиванием. Проходя по неотсортированной части массива, мы кроме максимума также находим и минимум. Минимум ставим на первое место, максимум на последнее.
Может показаться, что это ускоряет алгоритм в
2 раза, но это не так, т.к. в этом случае кол-во сравнений увеличилось в два раза. Двойной выбор лишь незначительно увеличивает скорость алгоритмаОперативное запоминающее устройство – быстродействующее оперативное запоминающее устройство.
В ОЗУ хранится вся информация, необходимая для работы компьютера в данный момент времени. После выключения питания информация, содержащаяся в ОЗУ, пропадает.
Информацию ОЗУ можно не только считывать, но и записывать. Скорость работы ОЗУ прямо влияет на производительность всей компьютерной системы в целом.
Физически ОЗУ выполняется в виде отдельных модулей, которые устанавливаются в специальные разъемы (слоты) материнской платы.
Решение многих задач требует памяти большой емкости для хранения необходимого количества информации. Поэтому ЭВМ обычно помимо ОЗУ емкостью в несколько тысяч или десятков тысяч слов содержит ПЗУ, способное хранить миллионы машинных слов.
В ОЗУ хранится вся информация, необходимая для работы компьютера в данный момент времени. После выключения питания информация, содержащаяся в ОЗУ, пропадает.
Информацию ОЗУ можно не только считывать, но и записывать. Скорость работы ОЗУ прямо влияет на производительность всей компьютерной системы в целом.
Физически ОЗУ выполняется в виде отдельных модулей, которые устанавливаются в специальные разъемы (слоты) материнской платы.
Решение многих задач требует памяти большой емкости для хранения необходимого количества информации. Поэтому ЭВМ обычно помимо ОЗУ емкостью в несколько тысяч или десятков тысяч слов содержит ПЗУ, способное хранить миллионы машинных слов.
По-хорошему, безопасный сайт не позволит вам восстановить утерянный пароль, поскольку никогда его не сохраняет.
Вместо этого он объединяет пароль с так называемой солью (уникальной для каждого пользователя секретной строкой), хеширует полученное значение и сохраняет хешированное значение.
Таким образом, даже если база данных паролей будет скомпрометирована, злоумышленнику все равно придется взламывать каждый пароль по отдельности.
Вместо этого он объединяет пароль с так называемой солью (уникальной для каждого пользователя секретной строкой), хеширует полученное значение и сохраняет хешированное значение.
Таким образом, даже если база данных паролей будет скомпрометирована, злоумышленнику все равно придется взламывать каждый пароль по отдельности.
Сортировки вставками
Сортировки вставками — простой алгоритм сортировки. Общая суть сортировок в том, что перебираются элементы в неотсортированное части массива, а потом каждый элемент вставляется в отсортированную на то место, где он должен находится (стоит отметить что массив из 1-го элемента считается отсортированным).
Таким образом, сортировки вставками всегда делят массив на две части — отсортированную и неотсортированную.
Самое слабое место в этом подходе — вставка элемента в отсортированную часть массива. Существует много разных подходов, чтобы выполнить этот шаг:
⁃ сортировка простыми вставками
⁃ сортировка простыми вставками с бинарным поиском
⁃ Парная сортировка простыми вставками
⁃ сортировка Шелпа
⁃ сортировка деревом
Сложность по времени будет отличаться в зависимости от выбранного подхода.
Сортировки вставками — простой алгоритм сортировки. Общая суть сортировок в том, что перебираются элементы в неотсортированное части массива, а потом каждый элемент вставляется в отсортированную на то место, где он должен находится (стоит отметить что массив из 1-го элемента считается отсортированным).
Таким образом, сортировки вставками всегда делят массив на две части — отсортированную и неотсортированную.
Самое слабое место в этом подходе — вставка элемента в отсортированную часть массива. Существует много разных подходов, чтобы выполнить этот шаг:
⁃ сортировка простыми вставками
⁃ сортировка простыми вставками с бинарным поиском
⁃ Парная сортировка простыми вставками
⁃ сортировка Шелпа
⁃ сортировка деревом
Сложность по времени будет отличаться в зависимости от выбранного подхода.
Сортировка слиянием
Пригодится для таких структур данных, в которых доступ к элементам осуществляется последовательно (например, для потоков).
Они работают по такому принципу:
1. Ищутся (или формируются) упорядоченные подмассивы.
2. Упорядоченные подмассивы соединяются в общий упорядоченный подмассив.
Сам по себе какой-нибудь упорядоченный подмассив внутри массива не имеет особой ценности. Но если в массиве мы найдём два упорядоченных подмассива, то это совершенно другое дело. Объединить их в один не просто, а очень просто. Нужно двигаться одновременно в обоих массивах слева-направо и сравнивать очередные пары элементов из обоих массивов.
Сложность по времени:
Худшее время:
Среднее время:
Лучшее время:
Затраты на память:
Пригодится для таких структур данных, в которых доступ к элементам осуществляется последовательно (например, для потоков).
Они работают по такому принципу:
1. Ищутся (или формируются) упорядоченные подмассивы.
2. Упорядоченные подмассивы соединяются в общий упорядоченный подмассив.
Сам по себе какой-нибудь упорядоченный подмассив внутри массива не имеет особой ценности. Но если в массиве мы найдём два упорядоченных подмассива, то это совершенно другое дело. Объединить их в один не просто, а очень просто. Нужно двигаться одновременно в обоих массивах слева-направо и сравнивать очередные пары элементов из обоих массивов.
Сложность по времени:
Худшее время:
O(n log n)Среднее время:
O(n log n)Лучшее время:
O(n log n)Затраты на память:
O(n)Уровень сетевого взаимодействия протокола TCP/IP
Основная задача третьего уровня модели OSI — доставка пакетов от одного узла-отправителя к узлу-получателю не зависимо от того к какой локальной сети принадлежат узлы.
Сетевой уровень определяет правила доставки данных между логическими сетями, формирование логических адресов сетевых устройств (IP адреса), определение, выбор и поддержание маршрутной информации.
IP-адрес обычно записывается в форме 4-х трехразрядных десятичных чисел, называемых октетами, разделенных точкой — например
IP-адрес содержит в себе адрес узла и адрес сети. Для «вычленения» из IP-адреса адрес сети служит маска сети.
Таким образом адресное пространство любой сети состоит из: адреса сети, адреса хостов в сети и широковещательный адрес.
Основная задача третьего уровня модели OSI — доставка пакетов от одного узла-отправителя к узлу-получателю не зависимо от того к какой локальной сети принадлежат узлы.
Сетевой уровень определяет правила доставки данных между логическими сетями, формирование логических адресов сетевых устройств (IP адреса), определение, выбор и поддержание маршрутной информации.
IP-адрес обычно записывается в форме 4-х трехразрядных десятичных чисел, называемых октетами, разделенных точкой — например
192.168.100.100. Каждое из этих десятичных чисел соответствует одному байту двоичного представления адреса.IP-адрес содержит в себе адрес узла и адрес сети. Для «вычленения» из IP-адреса адрес сети служит маска сети.
Таким образом адресное пространство любой сети состоит из: адреса сети, адреса хостов в сети и широковещательный адрес.
База данных – разновидность информационной системы, в которой реализованы функции централизованного хранения и накопления обрабатываемой информации.
Базы данных реализуются с помощью Систем управления базами данных (СУБД) – наборов программ, позволяющих создать базу данных и обеспечить доступ к ней.
Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру – модель данных. К числу классических моделей данных относятся:
• иерархическая,
• сетевая,
• реляционная
Базы данных реализуются с помощью Систем управления базами данных (СУБД) – наборов программ, позволяющих создать базу данных и обеспечить доступ к ней.
Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру – модель данных. К числу классических моделей данных относятся:
• иерархическая,
• сетевая,
• реляционная
Транспортный уровень модели OSI
Задача транспортного уровня это передача пакетов между процессами на разных хостах.
Естественно, при транспортировке возможны потери, но некоторые типы данных более чувствительны к потерям, чем другие. Для таких данных на транспортном уровне используется протокол TCP, контролирующий целостность доставленной информации.
Для мультимедийных файлов небольшие потери не так важны, гораздо критичнее будет задержка. Для передачи таких данных, наиболее чувствительных к задержкам, используется протокол UDP, позволяющий организовать связь без установки соединения.
Задача транспортного уровня это передача пакетов между процессами на разных хостах.
Естественно, при транспортировке возможны потери, но некоторые типы данных более чувствительны к потерям, чем другие. Для таких данных на транспортном уровне используется протокол TCP, контролирующий целостность доставленной информации.
Для мультимедийных файлов небольшие потери не так важны, гораздо критичнее будет задержка. Для передачи таких данных, наиболее чувствительных к задержкам, используется протокол UDP, позволяющий организовать связь без установки соединения.
Сортировка перемешиванием
Сортировка перемешиванием — это алгоритм сортировки, который также имеет другие названия, такие как шейкерная сортировка или двунаправленная пузырьковая сортировка.
Второй вариант наиболее точно описывает процесс работы алгоритма. Это действительно альтернативная версия сортировки пузырьком, но отличается он тем, что алгоритм действует не строго слева направо, а сначала слева направо, затем справа налево.
Сложность по времени:
Худшее время:
Среднее время:
Лучшее время:
Затраты на память:
Сортировка перемешиванием — это алгоритм сортировки, который также имеет другие названия, такие как шейкерная сортировка или двунаправленная пузырьковая сортировка.
Второй вариант наиболее точно описывает процесс работы алгоритма. Это действительно альтернативная версия сортировки пузырьком, но отличается он тем, что алгоритм действует не строго слева направо, а сначала слева направо, затем справа налево.
Сложность по времени:
Худшее время:
O(n^2)Среднее время:
O(n^2)Лучшее время:
O(n)Затраты на память:
O(1)Иерархическая модель Баз Данных.
Связи между данными можно описать с помощью упорядоченного графа (или дерева).
Достоинства: эффективное использование памяти, хорошие показатели по времени выполнения основных операций над данными.
Недостатки: громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями, сложность понимания для обычного пользователя.
Связи между данными можно описать с помощью упорядоченного графа (или дерева).
Достоинства: эффективное использование памяти, хорошие показатели по времени выполнения основных операций над данными.
Недостатки: громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями, сложность понимания для обычного пользователя.
Сетевая модель Баз Данных.
Связи между элементами данных отображаются в виде произвольного графа.
Достоинства: эффективное использование памяти, хорошие показатели по времени выполнения основных операций над данными.
Недостатки: высокая сложность схемы данных, сложность понимания для обычного пользователя.
Связи между элементами данных отображаются в виде произвольного графа.
Достоинства: эффективное использование памяти, хорошие показатели по времени выполнения основных операций над данными.
Недостатки: высокая сложность схемы данных, сложность понимания для обычного пользователя.
Пирамидальная сортировка
Пирамидальная сортировка (или сортировка кучей, HeapSort) — это метод сортировки сравнением, основанный на такой структуре данных как двоичная куча. Она похожа на сортировку выбором.
Алгоритм пирамидальной сортировки в порядке по возрастанию:
Алгоритм пирамидальной сортировки имеет ограниченное применение, потому что Быстрая сортировка и Сортировка слиянием на практике лучше. Тем не менее, сама структура данных кучи используется довольно часто.
Сложность по времени:
Худшее время:
Среднее время:
Лучшее время:
Пирамидальная сортировка (или сортировка кучей, HeapSort) — это метод сортировки сравнением, основанный на такой структуре данных как двоичная куча. Она похожа на сортировку выбором.
Алгоритм пирамидальной сортировки в порядке по возрастанию:
1. Построить max-heap из входных данных 2. На данном этапе самый большой элемент храниться в контре кучи. Заменить его на последний элемент кучи, а затем уменьшить ее размер на 1. Наконец, преобразовать полученное дерево в max-heap с новым корнем.3. Повторять вышеуказанные шаги, пока размер кучи больше 1.Алгоритм пирамидальной сортировки имеет ограниченное применение, потому что Быстрая сортировка и Сортировка слиянием на практике лучше. Тем не менее, сама структура данных кучи используется довольно часто.
Сложность по времени:
Худшее время:
O(n log n)Среднее время:
O(n log n)Лучшее время:
O(n log n) или O(n) при одинаковых ключах
Сборка загрузочного (исполнимого) модуля
Операционная система управляет выполнением программ. Для того, чтобы она могла это делать, необходимо представить программы в определенном формате — в виде загрузочных модулей. Эти модули хранятся в файлах специального вида (в Windows это exe файлы, а в MS DOS .exe или .com).
Для создания загрузочных модулей используются системы программирования с различных языков.
В начале есть исходный код - файлы исходных модулей. Далее компилятор обрабатывает эти файлы. В результате образуются файлы объектных модулей и листинг. На следующем шаге выполняется программа компоновщик. Именно она и собирает загрузочный модуль из построенных объектных модулей.
Операционная система управляет выполнением программ. Для того, чтобы она могла это делать, необходимо представить программы в определенном формате — в виде загрузочных модулей. Эти модули хранятся в файлах специального вида (в Windows это exe файлы, а в MS DOS .exe или .com).
Для создания загрузочных модулей используются системы программирования с различных языков.
В начале есть исходный код - файлы исходных модулей. Далее компилятор обрабатывает эти файлы. В результате образуются файлы объектных модулей и листинг. На следующем шаге выполняется программа компоновщик. Именно она и собирает загрузочный модуль из построенных объектных модулей.
Сетевой уровень модели OSI (5)
Пятый уровень оперирует чистыми данными.
Сеансовый уровень отвечает за поддержку сеанса или сессии связи. Пятый уровень оказывает услугу следующему: управляет взаимодействием между приложениями, открывает возможности синхронизации задач, завершения сеанса, обмена информации.
Примером работы пятого уровня может служить видеозвонок по сети. Во время видеосвязи необходимо, чтобы два потока данных (аудио и видео) шли синхронно. Когда к разговору двоих человек прибавится третий — получится уже конференция. Задача пятого уровня — сделать так, чтобы собеседники могли понять, кто сейчас говорит.
Пятый уровень оперирует чистыми данными.
Сеансовый уровень отвечает за поддержку сеанса или сессии связи. Пятый уровень оказывает услугу следующему: управляет взаимодействием между приложениями, открывает возможности синхронизации задач, завершения сеанса, обмена информации.
Примером работы пятого уровня может служить видеозвонок по сети. Во время видеосвязи необходимо, чтобы два потока данных (аудио и видео) шли синхронно. Когда к разговору двоих человек прибавится третий — получится уже конференция. Задача пятого уровня — сделать так, чтобы собеседники могли понять, кто сейчас говорит.
Загрузочный модуль простой структуры
Загрузочный модуль простой структуры загружается в основную память целиком, то есть все логическое адресное пространство перемещается в физическую память.
Загрузочный модуль простой структуры создается из совокупности объектных модулей, полученных в результате компиляции, и библиотечных модулей. Этот процесс называется связыванием объектных модулей, а при его выполнении происходит разрешение внешних ссылок.
Загрузочный модуль простой структуры загружается в основную память целиком, то есть все логическое адресное пространство перемещается в физическую память.
Загрузочный модуль простой структуры создается из совокупности объектных модулей, полученных в результате компиляции, и библиотечных модулей. Этот процесс называется связыванием объектных модулей, а при его выполнении происходит разрешение внешних ссылок.
Уровень представления
Шестой уровень модели OSI занимается тем, что представляет данные (которые все еще являются PDU) в понятном человеку и машине виде. В общем и целом осуществляется преобразование форматов данных, например, сжатие и кодирование.
Например, когда одно устройство умеет отображать текст только в кодировке ASCII, а другое только в UTF-8, перевод текста из одной кодировки в другую происходит на шестом уровне.
Шестой уровень модели OSI занимается тем, что представляет данные (которые все еще являются PDU) в понятном человеку и машине виде. В общем и целом осуществляется преобразование форматов данных, например, сжатие и кодирование.
Например, когда одно устройство умеет отображать текст только в кодировке ASCII, а другое только в UTF-8, перевод текста из одной кодировки в другую происходит на шестом уровне.
Наборно ассоциативный кэш
Его суть в том, что весь кэш делится на несколько сегментов, называемые каналами, каждый из которых является обычным кэшем прямого отображения.
Сами сегменты наоборот являются полностью ассоциативными по отношению к ОП. Это означает, что любая строка оперативы может быть размещена в любом сегменте кэша, но внутри каждого сегмента, ей будет соответствовать строго определенная кэш строка. Кол-во таких каналов тоже должно быть кратно степени двойки.
Его достоинство в том, что обеспечивает гибкость и простоту реализации.
Его суть в том, что весь кэш делится на несколько сегментов, называемые каналами, каждый из которых является обычным кэшем прямого отображения.
Сами сегменты наоборот являются полностью ассоциативными по отношению к ОП. Это означает, что любая строка оперативы может быть размещена в любом сегменте кэша, но внутри каждого сегмента, ей будет соответствовать строго определенная кэш строка. Кол-во таких каналов тоже должно быть кратно степени двойки.
Его достоинство в том, что обеспечивает гибкость и простоту реализации.
Отличие сортировок выбором от сортировок вставками
Может показаться, что сортировки выбором и сортировки вставками— это одно и то же, общий класс алгоритмов. И там и там мы по очереди из неотсортированной части массива извлекаем элементы и перенаправляем их в отсортированную область.
Но главное отличие в том, что в сортировке вставками мы извлекаем из неотсортированной части массива любой элемент и вставляем его на своё место в отсортированной части. В сортировке выбором мы целенаправленно ищем локальный максимум(или минимум), которым дополняем отсортированную часть массива. Во вставках мы ищем куда вставить очередной элемент, а в выборе — мы заранее уже знаем в какое место поставим, но при этом требуется найти элемент, этому месту соответствующий.
Это делает оба класса алгоритмов совершенно отличными друг от друга по своей сути и применяемым методам.
Может показаться, что сортировки выбором и сортировки вставками— это одно и то же, общий класс алгоритмов. И там и там мы по очереди из неотсортированной части массива извлекаем элементы и перенаправляем их в отсортированную область.
Но главное отличие в том, что в сортировке вставками мы извлекаем из неотсортированной части массива любой элемент и вставляем его на своё место в отсортированной части. В сортировке выбором мы целенаправленно ищем локальный максимум(или минимум), которым дополняем отсортированную часть массива. Во вставках мы ищем куда вставить очередной элемент, а в выборе — мы заранее уже знаем в какое место поставим, но при этом требуется найти элемент, этому месту соответствующий.
Это делает оба класса алгоритмов совершенно отличными друг от друга по своей сути и применяемым методам.
Прямое слияние Боуза-Нельсона
Алгоритм Боуза-Нельсона — это сортировочная сеть, а не сортировка. В процессе массив и все его подмассивы делятся пополам и ничто не препятствует тому, чтобы все эти половинки на всех этапах обрабатывались параллельно. Однако можно представить и в виде именно сортировки.
Алгоритм:
1. Массив делится пополам
2. Элементы разбиваются на группы.
3. На первой итерации это двойки элементов (1-й элемент левой половины + 1-й элемент правой половины, 2-й элемент левой половины + 2-й элемент правой половины и т.д.), на второй итерации — четвёрки элементов (1-й и 2-й элементы левой половины + 1-й и 2-й элементы правой половины, 3-й и 4-й элементы левой половины + 3-й и 4-й элементы правой половины и т.д.), на третьей — восьмёрки и т.д.
4. Элементы каждой группы из левой половины являются отсортированным подмассивом, элементы каждой группы из правой половины также являются отсортированным подмассивом.
5. Производим слияние отсортированных подмассивов из предыдущего пункта.
6. Возвращаемся в пункт 1. Цикл продолжается до тех пор, пока размеры групп меньше размера массива.
Алгоритм Боуза-Нельсона — это сортировочная сеть, а не сортировка. В процессе массив и все его подмассивы делятся пополам и ничто не препятствует тому, чтобы все эти половинки на всех этапах обрабатывались параллельно. Однако можно представить и в виде именно сортировки.
Алгоритм:
1. Массив делится пополам
2. Элементы разбиваются на группы.
3. На первой итерации это двойки элементов (1-й элемент левой половины + 1-й элемент правой половины, 2-й элемент левой половины + 2-й элемент правой половины и т.д.), на второй итерации — четвёрки элементов (1-й и 2-й элементы левой половины + 1-й и 2-й элементы правой половины, 3-й и 4-й элементы левой половины + 3-й и 4-й элементы правой половины и т.д.), на третьей — восьмёрки и т.д.
4. Элементы каждой группы из левой половины являются отсортированным подмассивом, элементы каждой группы из правой половины также являются отсортированным подмассивом.
5. Производим слияние отсортированных подмассивов из предыдущего пункта.
6. Возвращаемся в пункт 1. Цикл продолжается до тех пор, пока размеры групп меньше размера массива.
Загрузочный модуль оверлейной структуры
Модуль оверлейной структуры использовался в случае, когда объем основной памяти был недостаточен для размещения всего логического адресного пространства. В этом случае загрузочный модуль состоит из нескольких сегментов, которые по мере необходимости загружаются в основную память.
Среди этих сегментов выделяется корневой сегмент, который постоянно находится в основной памяти и содержит начальную точку входа. Остальные сегменты загружаются по мере передачи управления их коду. Причем при загрузке они могут перекрывать адресные пространства других сегментов в памяти, которые в этот момент не активны, то есть в эти сегменты не будет передачи управления. Для организации такого исполнения необходима та- блица, которая отражает возможности взаимного перекрытия сегментов.
Модуль оверлейной структуры использовался в случае, когда объем основной памяти был недостаточен для размещения всего логического адресного пространства. В этом случае загрузочный модуль состоит из нескольких сегментов, которые по мере необходимости загружаются в основную память.
Среди этих сегментов выделяется корневой сегмент, который постоянно находится в основной памяти и содержит начальную точку входа. Остальные сегменты загружаются по мере передачи управления их коду. Причем при загрузке они могут перекрывать адресные пространства других сегментов в памяти, которые в этот момент не активны, то есть в эти сегменты не будет передачи управления. Для организации такого исполнения необходима та- блица, которая отражает возможности взаимного перекрытия сегментов.