計算機演算法理論

『壹』 在計算機中，演算法是指什麼

演算法（Algorithm）是對問題求解方法的精確描述
，也就是說，能夠對一定規范的輸入，在有限時間內獲得所要求的輸出。如果一個演算法有缺陷，或不適合於某個問題，執行這個演算法將不會解決這個問題。不同的演算法可能用不同的時間、空間或效率來完成同樣的任務。一個演算法的優劣可以用
空間復雜度
與
時間復雜度
來衡量。
演算法可以理解為有基本運算及規定的運算順序所構成的完整的解題步驟。或者看成按照要求設計好的有限的確切的計算序列，並且這樣的步驟和序列可以解決一類問題。
一個演算法應該具有以下五個重要的特徵：
1、
有窮性
：
一個演算法必須保證執行有限步之後結束；
2、
明確性
：
演算法的每一步驟必須意義明確；
3、
輸入
：一個演算法有0個或多個輸入，以刻畫運算對象的初始情況，所謂0個輸入是指演算法本身定除了初始條件；
4、
輸出
：一個演算法有一個或多個輸出，以反映對輸入數據加工後的結果。沒有輸出的演算法是毫無意義的；
5、
可執行性
：
所採用的演算法必須能夠在計算機上執行。
計算機科學家尼克勞斯-沃思曾著過一本著名的書《數據結構十演算法=
程序》，可見演算法在計算機科學界與計算機應用界的地位。

『貳』 什麼叫計算機的演算法

計算機的演算法具有的特性：
1.有窮性。一個演算法應包含有限的操作步驟，而不能是無限的。事實上"有窮性"往往指"在合理的范圍之內"。如果讓計算機執行一個歷時1000年才結束的演算法，這雖然拆帶是有窮的，但超過了合理的限度，人們不把他視為有效演算法。
2. 確定性。演算法中的每一個步驟都應當是確定的，而不應當是含糊的、模稜兩可的。演算法中的每一個步驟應當不致被解釋成不同的含義，而應是十分明確的。也就是說，算野旦法的含義應當是唯一的，而不應當產生"歧義性"。
3. 有零個或多個輸入、所謂輸入是指在執行演算法是需要從外界取得必要的信息。
4. 有一個或旅脊蘆多個輸出。演算法的目的是為了求解，沒有輸出的演算法是沒有意義的。
5.有效性。 演算法中的每一個 步驟都應當能有效的執行。並得到確定的結果。
計算機演算法簡介：
演算法必須具備以下性質:
(1)演算法首先必須是正確的，即對於任意的一組輸入，包括合理的輸入與不合理的輸入，總能得到預期的輸出。如果一個演算法只是對合理的輸入才能得到預期的輸出，而在異常情況下卻無法預料輸出的結果，那麼它就不是正確的。
(2)演算法必須是由一系列具體步驟組成的，並且每一步都能夠被計算機所理解和執行，而不是抽象和模糊的概念。
(3)每個步驟都有確定的執行順序，即上一步在哪裡;下一步是什麼，都必須明確，無二義性。
(4)無論演算法有多麼復雜，都必須在有限步之後結束並終止運行;即演算法的步驟必須是有限的。在任何情況下，演算法都不能陷入無限循環中。
一個問題的解決方案可以有多種表達方式;但只有滿足以上4個條件的解才能稱之為演算法。

『叄』 計算機中演算法的基本概念有哪些

計算機演算法是以一步接一步的方式來詳細描述計算機如何將輸入轉化為所要求的輸出的過程，或者說，演算法是對計算機上執行的計算過程的具體描述。一個演算法必須具備以下性質：
（１）演算法首先必須是正確的，即對於任意的一組輸入，包括合理的輸入與不合理的輸入，總能得到預期的輸出。如果一個演算法只是對合理的輸入才能得到預期的輸出，而在異常情況下卻無法預料輸出的結果，那麼它就不是正確的。
（２）演算法必須是由一系列具體步驟組成的，並且每一步都能夠被計算機所理解和執行，而不是抽象和模糊的概念。
（３）每個步驟都有確定的執行順序，即上一步在哪裡，下一步是什麼，都必須明確，無二義性。
（４）無論演算法有多麼復雜，都必須在有限步之後結束並終止運行，即演算法的步驟必須是有限的。在任何情況下，演算法都不能陷入無限循環中。
一個問題的解決方案可以有多種表達方式，但只有滿足以上４個條件的解才能稱之為演算法。

『肆』 計算機怎麼計算 深入了解計算機的計算原理

非門：輸入信號為1時，輸出純拿橡信號為0；輸入信號為0時，輸出信號為1。

計算機的計算是基於二進制系統進行的。二進做旁制系統是一種數字編碼方式，只有兩個數字0和1，因此被稱為「二進制」，也叫「基數為2的數制」。在二進制系統中，每一位數字的權值都是2的n次方，其中n為該數字在數字串中的位置，從右向左遞增。

計算機的計算是基於二進制系統進行的。二進制系統是一種數字編碼方式，只有兩個數字0和1，因此被稱為「二進制」，也叫「基數為2的數制」。在二進制系統中，每一位數字的權值都是2的n次方，其中n為該數字在數字串中的位置，從右向左遞增。

通過這些邏輯電路的組合，可以實現各種復雜的運算。

二、運算器

演算法是敏攜計算機進行計算的關鍵。演算法是一種解決問題的方法，它是一系列清晰而有序的指令，用於解決特定的問題或完成特定的任務。在計算機中，演算法被編寫成程序，程序是一組指令的集合，用於描述計算機如何執行特定的任務。

『伍』 計算機演算法指的是什麼

計算機演算法指的是解決某一問題的有限運算序列，演算法的定義是用來解決某一特定類型問題的有限運算序列；演算法中的指令描述的是一個計算，當其運行時能從一個初始狀態和初始輸入開始，經過一系列有限而清晰定義的狀態，最終產生輸出並停止於一個終態。

演算法是指解題方案的准確而完整的描述，是一系列解決問題的清晰指令，演算法代表著用系統的方法描述解決問題的策略機制。也就是說，能夠對一定規范的輸入，在有限時間內獲得所要求的輸出。

如果一個演算法有缺陷，或不適合於某個問題，執行這個演算法將不會解決這個問題。不同的演算法可能用不同的時間、空間或效率來完成同樣的任務。一個演算法的優劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量。

演算法中的指令描述的是一個計算，當其運行時能從一個初始狀態和（可能為空的）初始輸入開始，經過一系列有限而清晰定義的狀態，最終產生輸出並停止於一個終態。一個狀態到另一個狀態的轉移不一定是確定的。隨機化演算法在內的一些演算法，包含了一些隨機輸入。

『陸』 計算機演算法指的是什麼

演算法，從字面意義上解釋，就是用於計算的方法，通過該這種方法可以達到預期的計算結果。目前，被廣泛認可的演算法專業定義是：演算法是模型分析的一組可行的，確定的，有窮的規則。
通俗的說，演算法也可以理解為一個解題步驟，有一些基本運算和規定的順序構成。但是從計算機程序設計的角度看，演算法由一系列求解問題的指令構成，能根據規范的輸入，在有限的時間內獲得有效的輸出結果。演算法代表了用系統的方法來描述解決問題的一種策略機制。

完成同一件事的不同的演算法完成的時間和佔用的資源可能並不相同，這就牽扯到效率的問題。演算法的基本任務是針對一個具體的問題，找到一個高效的處理方法，從而完成任務。而這就是我們的責任了。

演算法的五個特徵：
一個典型的演算法一般都可以抽象出5個特徵：
有窮性：演算法的指令或者步驟的執行次數和時間都是有限的。
確切性：演算法的指令或步驟都有明確的定義。
輸入：有相應的輸入條件來刻畫運算對象的初始情況。
輸出：一個算應有明確的結果輸出。
可行性：演算法的執行步驟必須是可行的。

『柒』 計算機演算法是什麼

個人覺得演算法就是使用適合計算機計算的代碼，告訴計算機如何解決問題；
也就是一種給計算機設計的解決特定問題的方法
有時候一個計算機演算法並不適合人類使用去解決同一個問題

『捌』 量子計算機的演算法理論

量子計算機在1980年代多處於理論推導狀態。1994年彼得·秀爾（Peter Shor）提出量子質因子分解演算法後，因其對於通行於銀行及網路等處的RSA加密演算法可以破解而構成威脅之後，量子計算機變成了熱門的話題，除了理論之外，也有不少學者著力於利用各種量子系統來實現量子計算機。
半導體靠控制集成電路來記錄及運算信息，量子計算機則希望控制原子或小分子的狀態，記錄和運算信息。 1994年，貝爾實驗室的專家彼得·秀爾（Peter Shor）證明量子計算機能做出離散對數運算[11]，而且速度遠勝傳統計算機。因為量子不像半導體只能記錄0與1，可以同時表示多種狀態。如果把半導體比成單一樂器，量子計算機就像交響樂團，一次運算可以處理多種不同狀況，因此，一個40比特的量子計算機，就能在很短時間內解開1024位計算機花上數十年解決的問題。 量子計算機，顧名思義，就是實現量子計算的機器。是一種使用量子邏輯進行通用計算的設備。不同於電子計算機（或稱傳統電腦），量子計算用來存儲數據的對象是量子比特，它使用量子演算法來進行數據操作。
要說清楚量子計算，首先看經典計算機。經典計算機從物理上可以被描述為對輸入信號序列按一定演算法進行變換的機器，其演算法由計算機的內部邏輯電路來實現。
1.其輸入態和輸出態都是經典信號，用量子力學的語言來描述，也即是：其輸入態和輸出態都是某一力學量的本徵態。如輸入二進制序列0110110，用量子記號，即|0110110>。所有的輸入態均相互正交。對經典計算機不可能輸入如下疊加態：C1|0110110 >+ C2|1001001>。
2.經典計算機內部的每一步變換都演化為正交態，而一般的量子變換沒有這個性質，因此，經典計算機中的變換（或計算）只對應一類特殊集。
相應於經典計算機的以上兩個限制，量子計算機分別作了推廣。量子計算機的輸入用一個具有有限能級的量子系統來描述，如二能級系統（稱為量子比特（qubits）），量子計算機的變換（即量子計算）包括所有可能的幺正變換。
1.量子計算機的輸入態和輸出態為一般的疊加態，其相互之間通常不正交；
2量子計算機中的變換為所有可能的幺正變換。得出輸出態之後，量子計算機對輸出態進行一定的測量，給出計算結果。
由此可見，量子計算對經典計算作了極大的擴充，經典計算是一類特殊的量子計算。量子計算最本質的特徵為量子疊加性和量子相乾性。量子計算機對每一個疊加分量實現的變換相當於一種經典計算，所有這些經典計算同時完成，量子並行計算。
無論是量子並行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相乾性。遺憾的是，在實際系統中量子相乾性很難保持。在量子計算機中，量子比特不是一個孤立的系統，它會與外部環境發生相互作用，導致量子相乾性的衰減，即消相干（也稱「退相干」）。因此，要使量子計算成為現實，一個核心問題就是克服消相干。而量子編碼是迄今發現的克服消相干最有效的方法。主要的幾種量子編碼方案是：量子糾錯碼、量子避錯碼和量子防錯碼。量子糾錯碼是經典糾錯碼的類比，是目前研究的最多的一類編碼，其優點為適用范圍廣，缺點是效率不高。
正如大多數人所了解的，量子計算機在密碼破解上有著巨大潛力。當今主流的非對稱（公鑰）加密演算法，如RSA加密演算法，大多數都是基於於大整數的因式分解或者有限域上的離散指數的計算這兩個數學難題。他們的破解難度也就依賴於解決這些問題的效率。傳統計算機上，要求解這兩個數學難題，花費時間為指數時間（即破解時間隨著公鑰長度的增長以指數級增長），這在實際應用中是無法接受的。而為量子計算機量身定做的秀爾演算法可以在多項式時間內（即破解時間隨著公鑰長度的增長以k次方的速度增長，其中k為與公鑰長度無關的常數）進行整數因式分解或者離散對數計算，從而為RSA、離散對數加密演算法的破解提供可能。但其它不是基於這兩個數學問題的公鑰加密演算法，比如橢圓曲線加密演算法，量子計算機還無法進行有效破解 。
針對對稱（私鑰）加密，如AES加密演算法，只能進行暴力破解，而傳統計算機的破解時間為指數時間，更准確地說，是 ，其中 為密鑰的長度。而量子計算機可以利用Grover演算法進行更優化的暴力破解，其效率為 ，也就是說，量子計算機暴力破解AES-256加密的效率跟傳統計算機暴力破解AES-128是一樣的。
更廣泛而言，Grover演算法是一種量子資料庫搜索演算法，相比傳統的演算法，達到同樣的效果，它的請求次數要少得多。對稱加密演算法的暴力破解僅僅是Grover演算法的其中一個應用。
在利用EPR對進行量子通訊的實驗中科學家發現，只有擁有EPR對的雙方才可能完成量子信息的傳遞，任何第三方的竊聽者都不能獲得完全的量子信息，正所謂解鈴還需系鈴人，這樣實現的量子通訊才是真正不會被破解的保密通訊。
此外量子計算機還可以用來做量子系統的模擬，人們一旦有了量子模擬計算機，就無需求解薛定諤方程或者採用蒙特卡羅方法在經典計算機上做數值計算，便可精確地研究量子體系的特徵。

『玖』 什麼叫演算法什麼叫計算機演算法

一、演算法是一系列解決問題的清晰指令，也就是說，能夠對一定規范的輸入，在有限時間內獲得所要求的輸出。演算法常常含有重復的步驟和一些比較或邏輯判斷。如果一個演算法有缺陷，或不適合於某個問題，執行這個演算法將不會解決這個問題。不同的演算法可能用不同的時間、空間或效率來完成同樣的任務。
二、計算機演算法是以一步接一步的方式來詳細描述計算機如何將輸入轉化為所要求的輸出的過程，或者說，演算法是對計算機上執行的計算過程的具體描述。

『拾』 我對計算機的演算法總是理解的不透徹,書上理論的東西有點看不太懂,誰能形象的舉個例子說明

演算法,如果拋開鍵稿計算機,就是解決問題的方法,類比到計算機,就是要計算機解決問題的方法,演算法不是計算機中獨有的,所以解決方法都可以叫演算法,諸如用火燒水,用杯裝水,也是一個演算法.
計算機中,拿書上來說,演算法枝鎮就是程序的靈魂.也就是讓計算機通過你"教"他,讓他有解決這種問題的方法的方法就是猛亮粗演算法