Download PDF by Martin Dietzfelbinger, Kurt Mehlhorn, Peter Sanders: Algorithmen und Datenstrukturen: Die Grundwerkzeuge

By Martin Dietzfelbinger, Kurt Mehlhorn, Peter Sanders

ISBN-10: 3642054714

ISBN-13: 9783642054716

ISBN-10: 3642054722

ISBN-13: 9783642054723

Algorithmen bilden das Herzstück jeder nichttrivialen Anwendung von Computern, und die Algorithmik ist ein modernes und aktives Gebiet der Informatik. Daher sollte sich jede Informatikerin und jeder Informatiker mit den algorithmischen Grundwerkzeugen auskennen. Dies sind Strukturen zur effizienten service provider von Daten, häufig benutzte Algorithmen und Standardtechniken für das Modellieren, Verstehen und Lösen algorithmischer Probleme. Dieses Buch ist eine straff gehaltene Einführung in die Welt dieser Grundwerkzeuge, gerichtet an Studierende und im Beruf stehende Experten, die mit dem Programmieren und mit den Grundelementen der Sprache der Mathematik vertraut sind. Die einzelnen Kapitel behandeln Arrays und verkettete pay attention, Hashtabellen und assoziative Arrays, Sortieren und Auswählen, Prioritätswarteschlangen, sortierte Folgen, Darstellung von Graphen, Graphdurchläufe, kürzeste Wege, minimale Spannbäume und Optimierung. Die Algorithmen werden auf moderne Weise präsentiert, mit explizit angegebenen Invarianten, und mit Kommentaren zu neueren Entwicklungen wie set of rules Engineering, Speicherhierarchien, Algorithmenbibliotheken und zertifizierenden Algorithmen. Die Algorithmen werden zunächst mit Hilfe von Bildern, textual content und Pseudocode erläutert; dann werden information zu effizienten Implementierungen gegeben, auch in Bezug auf konkrete Sprachen wie C++ und Java.

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Zur Untersuchung dieser Algorithmen benutzen wir das Externspeichermodell. Das Externspeichermodell ähnelt dem RAM-Modell, unterscheidet sich von diesem aber in der Speicherstruktur. Der (schnelle) interne Speicher (Hauptspeicher) besteht nur aus M Wörtern; der (langsame) Externspeicher (Hintergrundspeicher) hat unbeschränkte Größe. Es gibt spezielle E/A-Operationen, die B aufeinanderfolgende Wörter zwischen langsamem und schnellem Speicher hin- und hertransportieren. Wenn z. B. der Externspeicher eine Festplatte ist, wäre M die Größe des Hauptspeichers, und B wäre eine Blockgröße für die Datenübertragung zwischen Hauptspeicher und Platte, die einen guten Kompromiss zwischen der hohen Wartezeit (Latenzzeit) und der großen Bandweite bei einer Übertragung von einer Speicherart auf die andere darstellt.

Beweisen Sie, dass nk = o(cn ) gilt, für ganzzahlige k und beliebige c > 1. In welcher Relation steht nlog log n zu nk und cn ? 2 Das Maschinenmodell Im Jahr 1945 schlug John von Neumann (Abb. 1) eine einfache, aber mächtige Rechnerarchitektur vor [215]. Die eingeschränkten Hardwaremöglichkeiten der damaligen Zeit brachten ihn zu einem eleganten Entwurf, der sich auf das Wesentliche beschränkte; andernfalls wäre eine Realisierung nicht möglich gewesen. In den Jahren seit 1945 hat sich zwar die Hardwaretechnologie dramatisch weiterentwickelt, aber das Programmiermodell, das sich aus von Neumanns Entwurf ergab, ist so elegant und mächtig, dass es heute noch die Grundlage für den Großteil der modernen Programmierung darstellt.

Activation record), einen für jeden aktiven Unterprogrammaufruf. Ein spezielles Register Rr zeigt immer auf den ersten freien Platz oberhalb dieses Stacks. Der Aktivierungssatz für ein Unterprogramm mit k Parametern und lokalen Variablen hat Größe 1 + k + . Die erste Position enthält die „Rücksprungadresse“, d. h. die Nummer der Programmzeile, bei der die 38 2 Einleitung Ausführung fortgesetzt werden soll, wenn der Aufruf beendet ist; die nächsten k Positionen sind für die Parameter reserviert, die restlichen Positionen für die lokalen Variablen.

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by Donald
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