background image

1

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Algorytmy i struktury danych

WYKŁAD 1, 2

Złożoność algorytmów

Złożoność algorytmów

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

background image

2

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Literatura:

Obowiązujące podręczniki:

1. Niklaus Wirth, „Algorytmy + Struktury Danych = Programy”, WNT, 

Warszawa 2000 (1980, 1999)

2. Lech Banachowski, Krzysztof Diks, Wojciech Rytter, „Algorytmy i 

Struktury Danych”, WNT, Warszawa 1999 (1996)

3. David Harel, „Rzecz o Istocie Informatyki – Algorytmika”, WNT, 

Warszawa 2000 (1992)

background image

3

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Podręczniki pomocnicze:

1. Banachowski L., Diks K., Rytter W.,”Wprowadzenie do algorytmów”, WNT, 

Warszawa 1997

2. Cormen T.H., Leiserson C.E., Rivest R.L., „Algorytmy i struktury danych”, 

WNT, Warszawa 1996

3. Wróblewski P., ”Algorytmy, struktury danych i techniki programowania, 

Helion”, Gliwice 1996

4. Sobczak W., Malina W., „Metody selekcji i redukcji informacji”, WNT, 

Warszawa 1985

5. Aho A.V., Hopcropft J.E., Ullman J.D., „Projektowanie i analiza algorytmów 

komputerowych”, PWN Warszawa 1983

6. Banachowski L., Kreczmar A., „Elementy analizy algorytmów”, WNT, 

Warszawa 1982

background image

4

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

PODSTAWOWE  ZASADY ANALIZY  ALGORYTMÓW

Dziedziny na których bazuje teoria tworzenia i analizy algorytmów:

• podstawowe przygotowanie z kombinatoryki i rachunku prawdopodobieństwa 

(na poziomie szkoły średniej), 

• przekształcenia algebraiczne,  sumy ciągów i szeregów, oraz
• umiejętność układania algorytmów w Pascalu.

Analiza algorytmów

– dział informatyki zajmujący się poszukiwaniem 

najlepszych algorytmów, które pozwalają rozwiązać postawione zadanie za 
pomocą komputera.

background image

5

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Analiza algorytmów

pozwala uzyskać odpowiedź na pytania:

1. czy problem może być rozwiązany na komputerze w dostępnym czasie i 

pamięci? (

złożoność obliczeniowa

, czyli czas działania i ilość zajmowanej 

pamięci

),

2. który ze znanych algorytmów należy zastosować? (

okoliczności, w jakich 

należy używać algorytmu

, a w jakich nie

),

3. czy jest to algorytm najlepszy? (

optymalność

wybranego algorytmu

),

4. jak wykazać, że stosując dany algorytm, rozwiąże się postawione zadanie? 

(

poprawność semantyczna prostota działania

algorytmu

).

background image

6

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Złożoność obliczeniowa:

złożoność pamięciowa(

zp

),  związana z rozmiarem danych wejściowych 

(

za jednostkę

zp

przyjmuje się słowo pamięci maszyny cyfrowej

),

złożoność czasowa

(

zc

), właściwość samego algorytmu jako metody 

rozwiązania problemu – niezależnie od komputera, wybranego języka 
programowania czy sposobu zakodowania algorytmu (

za jednostkę

zc

przyjmuje się wykonanie jednej 

operacji dominującej

).

Operacja dominująca 

– to operacja charakterystyczna dla algorytmu, taka, której 

krotność jest proporcjonalna do liczby wykonań wszystkich operacji 
jednostkowych w dowolnej komputerowej realizacji algorytmu.

Przykłady operacji dominujących:

1. algorytm sortowania – operacja porównywania dwóch elementów w 

porządkowanym zbiorze,

2. obliczanie wartości wielomianu (schemat Hornera) – operacja 

arytmetyczna  +  lub  

∗.

background image

7

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Złożoność obliczeniowa -

jest funkcją rozmiaru zestawu danych wejściowych d.

Przyjęte oznaczenia i definicje wykorzystywane przy obliczaniu złożoności 
algorytmu :

n =

d

rozmiar zestawu danych wejściowych,

D

n

zbiór zestawów danych wejściowych rozmiaru 

n,

t(d)  

liczba operacji dominujących dla zestawu danych wejściowych d,

X

n

zmienna losowa, której wartością jest 

t(d)

dla 

∈ D

n

,

p

n,k

rozkład prawdopodobieństwa zmiennej losowej 

X

n

, tzn.

prawdopodobieństwo

,

że dla danych rozmiaru 

n

algorytm wykona 

k

operacji 

dominujących (

k

0

).

background image

8

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Rozkład prawdopodobieństwa zmiennej losowej X

n

wyznacza się na 

podstawie informacji o zastosowaniach rozważanego algorytmu. Gdy 

D

n

jest 

skończony, zakłada się, że każdy zestaw danych rozmiaru 

n

może pojawić się na 

wejściu do algorytmu z jednakowym prawdopodobieństwem. 

Pesymistyczna złożoność czasowa algorytmu W(n) 

– ilość zasobów 

komputerowych, potrzebnych przy „najgorszych danych wejściowych 
rozmiaru 

n

.

W(n) = sup{t(d) : d

D

n

}

Funkcja sup (supremum) oznacza kres górny zbioru liczby operacji 
dominujących

t(d)

.

background image

9

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Oczekiwana złożoność czasowa algorytmu A(n)

– ilość zasobów komputerowych, 

potrzebnych przy „typowych” danych wejściowych rozmiaru 

n

.

A(n)  = 

Σ

p

n,k

k

0

A(n) 

oznacza wartość oczekiwaną zmiennej losowej 

X

n

Pesymistyczna wrażliwość

czasowa algorytmu

(n) –

jest miarą

reprezentatywności funkcji 

W(n)

dla wszystkich danych wejściowych rozmiaru 

n

.

(n)

sup{t(d

i

) - t(d

j

): d

i

, d

j

D

n

}

background image

10

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Oczekiwana wrażliwość

czasowa algorytmu

δ

(n) –

jest miarą

reprezentatywności funkcji 

A(n)

dla wszystkich danych wejściowych rozmiaru 

n

.

δ

(n) = sqrt (var(X

n

) ) = sqrt( 

Σ

(k  - A(n))

2

p

n,k

)

k

0

var(X

n

)

jest wariancją zmiennej losowej 

X

n

.

Im większe są

(n)

δ

(n)

tym 

algorytm jest bardziej wrażliwy

na dane 

wejściowe.

background image

11

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Przykład 1. 

Oszacować złożoność algorytmu sprawdzającego czy w 

N-elementowym

zbiorze 

L

liczb naturalnych znajduje się liczba  

a

.

Dane wejściowe:

N

- liczebność analizowanego zbioru L,

L [1 . . N]

- zbiór liczb naturalnych,

a

- liczba naturalna, której obecność chcemy sprawdzić.

Dane wyjściowe:

Zmienna logiczna p taka, że p = true

≡ a znajduje się w L[1 . . n].

Algorytm:

begin

j:= 1;
L[N+1] := a;
while L[j] 

<> a do j := j + 1;

p := j

<=N

end;

L[j] 

<> a

background image

12

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Obliczenia:

Rozmiar danych wejściowych:

n=N

Operacja dominująca:

L[j] 

<> a

Pesymistyczna złożoność czasowa:

W(n)

= n+1

(jeśli nie ma w zbiorze L liczby tożsamej z a)

Pesymistyczna wrażliwość czasowa:

(n)

= (n +1) – 1 = n

Rozkład prawdopodobieństwa:

p

n,k

= 1/n dla k=1, 2, ... , n

(prawdopodobieństwo znalezienia się a na każdym z N możliwych miejsc jest takie samo)

Oczekiwana złożoność czasowa:

A(n)

= (n+1)/2

Oczekiwana wrażliwość czasowa:

δ

(n)

= 0.29 

∗ n

Wszystkie wyznaczone funkcje

W(n), 

(n)

A(n), 

δ

(n)

są liniowe

.

background image

13

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

(

) (

)

2

2

2

2

2

2

1

1

2

1

2

2

1

2

,

1

2

08333

.

0

)

1

(

12

1

)

1

(

12

1

)

3

3

2

4

(

12

1

4

)

1

(

6

)

1

2

)(

1

(

4

)

1

(

2

)

1

(

6

)

1

2

)(

1

(

1

4

)

1

(

)

1

(

1

4

1

1

1

1

2

1

))

(

(

)

var(

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

k

n

k

n

n

n

k

k

n

n

n

k

p

n

A

k

X

n

k

n

k

n

k

n

k

k

n

n

k

n

=

+

=

=

+

+

=

+

+

+

=

=

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

=

+

+

+

=

=

+

=

=

=

=

=

=

=

2

1

2

)

1

(

1

1

1

)

(

1

1

1

,

+

=

+

=

=

=

=

=

=

=

n

n

n

n

k

n

n

k

p

k

n

A

n

k

n

k

n

k

k

n

δ

(n) = sqrt (var(X

n

) )

= sqrt (0.08333 

n

2

) = 0.29 

n

background image

14

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Przykład 2. 

Oszacować złożoność algorytmu wskazującego, który z elementów macierzy A 
o rozmiarze NxN najmniej różni się od zadanej liczby b.

Dane wejściowe:

NxN

- liczebność elementów w zadanej macierzy,

A [1 . . N, 1 . . N]

- macierz A,

b

- liczba rzeczywista.

Dane wyjściowe:

k, l

- wskaźniki określające położenie liczby najmniej różniącej się od  b  

w  macierzy A.

background image

15

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Algorytm:

begin

k := 1;

l :=1;    

delta := abs(A[1,1] – b);
for i:= 1 to N do 
for j:= 1 to N do begin

roznica := abs(A[i,j] – b);
if  roznica = 0   then  begin

k := i;     l :=j;      exit;

end;

if  roznica < delta  then  begin

k := i;  l :=j;

delta:=roznica;

end;

end;     

end;

roznica < delta

background image

16

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Obliczenia:

Rozmiar danych wejściowych:

n = N*N

Operacja dominująca:

roznica < delta

Pesymistyczna złożoność czasowa:

W(n)

= n

2

(maksymalna ilość realizacji operacji dominującej) 

Pesymistyczna wrażliwość czasowa:

(n)

= n

2

– 1 

≅ n

2

Rozkład prawdopodobieństwa: p

n,k

= 1/n

2

dla k=1, 2, ... , n

2

(prawdopodobieństwo znalezienia  w macierzy A liczby najmniej różniącej się od 
liczby b jest takie samo dla wszystkich elementów macierzy A)

(

)

2

1

1

1

1

)

(

2

2

2

1

2

1

2

1

,

2

2

2

+

=

=

=

=

=

=

=

n

n

n

k

n

n

k

p

k

n

A

n

k

n

k

n

k

k

n

Oczekiwana złożoność czasowa:

A(n)

=

(n

2

+1)/2

n

2

/2 + 1/2

background image

17

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

(

) (

)

4

4

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

2

1

2

2

1

2

2

2

2

2

1

2

2

2

,

1

2

08333

.

0

)

1

(

12

1

)

1

(

12

1

)

3

3

2

4

(

12

1

4

)

1

(

6

)

1

2

)(

1

(

4

)

1

(

2

)

1

(

6

)

1

2

)(

1

(

1

4

)

1

(

)

1

(

1

4

1

1

1

1

2

1

))

(

(

)

var(

2

2

2

2

2

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

k

n

k

n

n

n

k

k

n

n

n

k

p

n

A

k

X

n

k

n

k

n

k

n

k

k

n

n

k

n

=

+

=

=

+

+

=

+

+

+

=

=

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

=

=

⎪⎭

⎪⎩

+

+

+

=

=

⎟⎟

⎜⎜

+

=

=

=

=

=

=

=

background image

18

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

δ(n)  = sqrt (var(Xn) ) 

= sqrt (0.08333 

∗ n

4

) = 0.29 

∗ n

2

Podsumowanie:

Pesymistyczna złożoność czasowa:

W(n)

= n

2

Pesymistyczna wrażliwość czasowa:

(n)

= n

2

– 1 

≅ n

2

Oczekiwana złożoność czasowa:

A(n)

= n

2

/2 + 1/2

Oczekiwana wrażliwość czasowa:

δ

(n)

= 0.29 

∗ n

2

Wyznaczone funkcje 

W(n),  

(n), A(n),  

i  

δ

(n)

są zależne od n

2

.

background image

19

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Przykład 3. 

Algorytm sortowania zbioru A={a

1

, a

2

,..., a

n

} zapisano w postaci procedury. 

Należy:

1. Narysować schemat blokowy tego algorytmu.

2. Dla przykładowego zbioru liczb dokonać symulacji procesu sortowania.

3. Przeprowadzić analizę metody, tzn. wskazać operację dominującą i obliczyć

wartości czterech wskaźników:

pesymistyczna złożoność czasowa W(n)

oczekiwana złożoność czasowa A(n)

pesymistyczna wrażliwość czasowa 

∆(n)

oczekiwana wrażliwość czasowa 

δ(n)

Zadanie zrealizować dla sortowania:
- przez proste wstawianie

background image

20

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

var i,j,x : inetger;

begin

for

i:=2 to n do begin

x:=a[i];  a[0]:=x;

j:=i-1;

while

x<a[j] do begin

a[j+1]:=a[j];

j:=j-1

end;

a[j=1]:=x

end;

end;

for i:=2 to n do 

begin

x:=a[i]; a[0]:=x, j:=j-1;

„wstaw x w odpowiednim 

miejscu w a

1

, a

2

,..., a

i

end;

background image

21

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

N

N

T

czy 

x<a

j

x = a

i

a(0)=x

j = i-1

i:=2

a

j+1 

= x

czy 

x<a

j

i = i+1

Rozwiązanie:

AD. 1. Schemat

a

j+1 

= a

j

j = j-1

T

background image

22

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

AD. 2. A=(44,55,12,42,94,18,06,87)

i=5

a(0)= 94 12 42 44 55 

94

18 06 87

12 42 44 55 94 18 06 87

i=6

a(0)= 18 12 42 44 55 94 

18

06 87

12 18 42 44 55 94 06 87

i=7

a(0)= 06 12 18 42 44 55 94 

06

87

06 12 18 42 44 55 94 87

i=8

a(0)= 87 06 12 18 42 44 55 94 

87

06 12 18 42 44 55 87 94

i=2

a(0)= 55 44 

55

12 42 94 18 06 87

44 55 12 42 94 18 06 87

i=3

a(0)= 12 44 55 

12

42 94 18 06 87

12 44 55 42 94 18 06 87

i=4

a(0)= 42 12 44 55 

42

94 18 06 87

12 42 44 55 94 18 06 87

background image

23

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

AD. 3. Operacja dominująca:  porównanie  x < a

j

W(n) -

maksymalna ilość porównań  – w  każdej pętli zewnętrznej realizuje się  

i

wykonań pętli wewnętrznej:

)

(

2

1

1

1

2

1

2

2

1

1

2

)

1

(

)

(

2

2

2

2

n

O

n

n

n

n

n

n

i

n

W

n

i

+

=

+

=

+

=

+

=

=

=

1

)

(

)

(

min

min

=

=

n

t

t

n

W

n

(jedna operacja porównania w każdym przebiegu pętli zewnętrznej –
przypadek, gdy ciąg jest uporządkowany;   wtedy, pętla wewnętrzna 
wykonywana jest jeden raz w każdym przebiegu pętli zewnętrznej, 
która jest wykonywana  (n-1)  razy)

)

(

2

1

2

2

1

2

)

1

(

2

2

2

2

)

1

(

1

1

2

)

1

(

)

1

(

1

2

)

1

(

)

(

2

2

2

2

n

O

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

=

=

=

=

+

=

+

=

+

+

=

+

=

background image

24

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

∑ ∑

= =

=

n

i

i

j

i

j

n

A

2 1

1

)

(

← p=1/i, każde miejsce w ciągu a

1

, ...,  a

i

, wystąpienia 

a

i

jest jednakowo prawdopodobne

Najpierw obliczamy sumę wewnętrzną:

2

1

2

)

1

(

1

1

1

1

1

+

=

+

=

=

=

=

i

i

i

i

j

i

i

j

i

j

i

j

)

(

4

1

1

4

3

4

1

4

)

1

)(

4

(

2

4

3

2

1

2

6

2

3

2

1

3

2

)

2

)(

1

(

2

1

2

1

)

1

(

2

1

2

1

)

(

2

)

(

2

2

2

1

3

2

2

n

O

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

i

i

i

n

A

n

O

n

i

n

i

n

i

+

=

+

=

+

=

⎟⎟

⎜⎜

+

=

⎟⎟

⎜⎜

+

+

=

+

+

=

=

+

=

+

=

+

=

=

=

3

2

1

1

2

5

3

n

4

2

5

3

n

9

2

1

=

+

=

=

=

25

=

16

+

=

background image

25

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

(

)

(

)

(

)

∑ ∑

∑∑

∑∑

=

=

=

=

=

=

=

=

=

n

i

i

j

n

i

i

j

k

n

n

i

i

j

n

n

A

j

i

i

n

A

j

p

n

A

j

X

2

1

2

2

1

2

,

2

1

2

)

(

1

1

)

(

)

(

)

var(

Najpierw obliczamy sumę wewnętrzną:

i

n

n

i

i

n

n

i

i

i

i

n

n

j

n

n

j

n

n

j

i

j

i

j

i

j

⎟⎟

⎜⎜

+

+

+

+

+

+

=

=

⎟⎟

⎜⎜

+

+

+

=

⎟⎟

⎜⎜

+

=

=

=

2

2

2

2

1

2

1

2

2

2

1

2

4

4

3

2

)

1

(

2

4

3

6

)

1

2

)(

1

(

4

4

3

2

4

3

4

4

3

background image

26

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

(

)

( )

( )

( )

)

(

16

1

...

16

)

1

(

)

4

(

8

)

1

(

)

4

(

6

1

4

2

18

6

3

2

16

)

1

(

)

4

(

3

2

)

2

)(

1

(

4

4

3

6

1

1

2

)

1

(

2

1

1

6

)

1

2

)(

1

(

3

1

16

)

1

(

)

4

(

3

2

)

2

)(

1

(

4

4

3

)

1

(

6

1

2

1

3

1

)

1

(

4

4

3

4

4

3

1

3

2

6

1

4

4

3

)

1

(

4

4

3

6

)

1

2

)(

1

(

4

4

3

2

)

1

(

2

4

3

6

)

1

2

)(

1

(

1

)

var(

4

5

3

2

2

2

2

2

3

3

2

2

3

2

2

2

2

2

2

2

1

3

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

n

O

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

i

i

n

n

n

i

n

n

i

i

n

n

i

n

n

i

i

i

n

n

i

i

n

n

i

i

i

i

X

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

n

+

=

=

+

+

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

+

+

+

=

=

⎟⎟

⎜⎜

+

+

+

+

+

=

=

⎟⎟

⎜⎜

+

+

⎟⎟

⎜⎜

+

+

+

+

=

=



⎟⎟

⎜⎜

+

+

+

+

+

+

=

=

=

+

=

=

=

=

=

=

background image

27

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Podsumowanie:

δ(n)  = sqrt (var(Xn) )

)

(

4

1

)

(

)

var(

)

(

2

2

5

n

O

n

n

n

n

+

=

=

δ

δ

Pesymistyczna złożoność czasowa:

W(n)

= 1/2 n

Ο

(n) 

Pesymistyczna wrażliwość czasowa:

(n)

= 1/2 n

2

-

Ο

(n) 

Oczekiwana złożoność czasowa:

A(n)

= 1/4 n

2

Ο

(n) 

Oczekiwana wrażliwość czasowa:

δ

(n)

=

Wyznaczone funkcje 

W(n),  

(n), A(n) 

są zależne od n2

δ (n) 

jest zależne od n

5/2

.

)

(

4

1

2

2

5

n

O

n

+

background image

28

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

Przykład 4. 

Operacje dominujące:    podstawienie

a

0

a

1

a

2

j

j

j

i

a

a

stale

x

a

x

a

a

x

=

=

=

=

+

+

1

1

0

:

3

2

0

2

=

=

=

x

a

x

a

a

x

background image

29

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

)

(

3

2

2

2

6

2

6

6

5

3

3

2

5

)

1

(

3

)

(

2

)

5

(

2

5

2

6

6

5

)

3

2

1

(

2

)

3

)(

2

(

)

2

(

)

(

2

3

1

2

2

2

2

2

min

min

2

2

2

3

1

2

1

2

2

4

n

O

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

t

W

n

t

n

O

n

n

n

n

n

n

n

n

i

i

i

i

n

W

i

i

n

n

i

n

i

n

i

n

i

=

+

=

=

+

=

+

+

=

+

+

=

=

=

=

+

=

+

=

+

+

=

=

+

+

+

+

=

=

=

+

=

+

=

+

=

+

=

=

+

=

background image

30

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ

)

(

4

1

3

4

11

4

1

4

12

11

)

10

10

2

(

4

1

)

1

(

5

1

2

)

1

(

2

1

5

2

1

2

5

2

1

4

2

)

1

(

1

2

1

2

1

2

)

(

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

2

1

n

O

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

i

i

i

i

i

i

j

i

i

j

n

A

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

i

j

n

i

i

j

+

=

+

=

=

+

=

+

+

=

=

+

+

=

+

=

=

+

=

+

+

=

+

+

=

=

⎟⎟

⎜⎜

+

=

⎟⎟

⎜⎜

⎛ ⋅

+

=

∑ ∑

=

=

=

=

=

=

=

=

=

background image

31

Wykład 1,2

PROGNOZOWANIE  WŁAŚCIWOŚCI  MATERIAŁÓW                          

Inżynieria Materiałowa   

ALGORYTMY I STRUKTURY DANYCH                                

1 SSI 

Dr hab. inż. Barbara Dębska, prof. PWSZ


Document Outline