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演算法一般用哪幾種控制方式

發布時間:2023-05-25 12:53:27

A. 演算法的三種基本結構是

演算法有順序結構、條件分支結構、循環結構三種基本邏輯結構。

1、順序結構:順序結構是最簡單的演算法結構,語句與語句之間,框與框之間是按從上到下的順序進行的,它是由若干個依次執行的處理步驟組成的。

它是任何一個演算法都離不開的一種基本演算法結構。順序結構在程序框圖中的體現就是用流程線將程序框自上而下地連接起來,按順序執行演算法步驟。

2、條件結構:

條件結構是指在演算法中通過對條件的判斷,根據條件是否成立而選擇不同流向的演算法結構。

條件P是否成立而選擇執行A框或B框。無論P條件是否成立,只能執行A框或B框之一,不可能同時執行A框和B框,也不可能A框、B框都不執行。一個判斷結構可以有多個判斷框。

3、循環結構

在一些演算法中,經常會出現從某處開始,按照一定條件,反復執行某一處理步驟的情況,這就是循環結構,反復執行的處理步驟為循環體,顯然,循環結構中一定包含條件結構。循環結構又稱重復結構,循環結構可細分為兩類:

一類是當型循環結構,如下左圖所示,它的功能是當給定的條件P成立時,執行A框,A框執行完畢後,再判斷條件P是否成立,如果仍然成立,再執行A框,如此反復執行A框,直到某一次條件P不成立為止,此時不再執行A框,離開循環結構。

另一類是直到型循環結構,如下右圖所示,它的功能是先執行,然後判斷給定的條件P是否成立,如果P仍然不成立,則繼續執行A框,直到某一次給定的條件P成立為止,此時不再執行A框,離開循環結構。

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共同特點

(1)只有一個入口和出口

(2)結構內的每一部分都有機會被執行到,也就是說對每一個框來說都應當有一條從入口到出口的路徑通過它,如圖中的A,沒有一條從入口到出口的路徑通過它,就是不符合要求的演算法結構。

(3)結構內不存在死循環,即無終止的循環。

B. 常見的tcp擁塞控制有哪幾種演算法

慢啟動:最初的TCP在連接建立成功後會向網路中發送大量的數據包,這樣很容易導致網路中路由器緩存空間耗盡,從而發生擁塞。因此新建立的連接不能夠一開始就大量發送數據包,而只能根據網路情況逐步增加每次發送的數據量,以避免上述現象的發生。具體來說,當新建連接時,cwnd初始化為1個最大報文段(MSS)大小,發送端開始按照擁塞窗口大小發送數據,每當有一個報文段被確認,cwnd就增加1個MSS大小。這樣cwnd的值就隨著網路往返時間(Round Trip Time,RTT)呈指數級增長,事實上,慢啟動的速度一點也不慢,只是它的起點比較低一點而已。我們可以簡單計算下:
開始 ---> cwnd = 1
經過1個RTT後 ---> cwnd = 2*1 = 2
經過2個RTT後 ---> cwnd = 2*2= 4
經過3個RTT後 ---> cwnd = 4*2 = 8
如果帶寬為W,那麼經過RTT*log2W時間就可以占滿帶寬。
擁塞避免:從慢啟動可以看到,cwnd可以很快的增長上來,從而最大程度利用網路帶寬資源,但是cwnd不能一直這樣無限增長下去,一定需要某個限制。TCP使用了一個叫慢啟動門限(ssthresh)的變數,當cwnd超過該值後,慢啟動過程結束,進入擁塞避免階段。對於大多數TCP實現來說,ssthresh的值是65536(同樣以位元組計算)。擁塞避免的主要思想是加法增大,也就是cwnd的值不再指數級往上升,開始加法增加。此時當窗口中所有的報文段都被確認時,cwnd的大小加1,cwnd的值就隨著RTT開始線性增加,這樣就可以避免增長過快導致網路擁塞,慢慢的增加調整到網路的最佳值。
上面討論的兩個機制都是沒有檢測到擁塞的情況下的行為,那麼當發現擁塞了cwnd又該怎樣去調整呢?
首先來看TCP是如何確定網路進入了擁塞狀態的,TCP認為網路擁塞的主要依據是它重傳了一個報文段。上面提到過,TCP對每一個報文段都有一個定時器,稱為重傳定時器(RTO),當RTO超時且還沒有得到數據確認,那麼TCP就會對該報文段進行重傳,當發生超時時,那麼出現擁塞的可能性就很大,某個報文段可能在網路中某處丟失,並且後續的報文段也沒有了消息,在這種情況下,TCP反應比較「強烈」:
1.把ssthresh降低為cwnd值的一半
2.把cwnd重新設置為1
3.重新進入慢啟動過程。
從整體上來講,TCP擁塞控制窗口變化的原則是AIMD原則,即加法增大、乘法減小。可以看出TCP的該原則可以較好地保證流之間的公平性,因為一旦出現丟包,那麼立即減半退避,可以給其他新建的流留有足夠的空間,從而保證整個的公平性。
其實TCP還有一種情況會進行重傳:那就是收到3個相同的ACK。TCP在收到亂序到達包時就會立即發送ACK,TCP利用3個相同的ACK來判定數據包的丟失,此時進行快速重傳,快速重傳做的事情有:
1.把ssthresh設置為cwnd的一半
2.把cwnd再設置為ssthresh的值(具體實現有些為ssthresh+3)
3.重新進入擁塞避免階段。
後來的「快速恢復」演算法是在上述的「快速重傳」演算法後添加的,當收到3個重復ACK時,TCP最後進入的不是擁塞避免階段,而是快速恢復階段。快速重傳和快速恢復演算法一般同時使用。快速恢復的思想是「數據包守恆」原則,即同一個時刻在網路中的數據包數量是恆定的,只有當「老」數據包離開了網路後,才能向網路中發送一個「新」的數據包,如果發送方收到一個重復的ACK,那麼根據TCP的ACK機制就表明有一個數據包離開了網路,於是cwnd加1。如果能夠嚴格按照該原則那麼網路中很少會發生擁塞,事實上擁塞控制的目的也就在修正違反該原則的地方。
具體來說快速恢復的主要步驟是:
1.當收到3個重復ACK時,把ssthresh設置為cwnd的一半,把cwnd設置為ssthresh的值加3,然後重傳丟失的報文段,加3的原因是因為收到3個重復的ACK,表明有3個「老」的數據包離開了網路。
2.再收到重復的ACK時,擁塞窗口增加1。
3.當收到新的數據包的ACK時,把cwnd設置為第一步中的ssthresh的值。原因是因為該ACK確認了新的數據,說明從重復ACK時的數據都已收到,該恢復過程已經結束,可以回到恢復之前的狀態了,也即再次進入擁塞避免狀態。
快速重傳演算法首次出現在4.3BSD的Tahoe版本,快速恢復首次出現在4.3BSD的Reno版本,也稱之為Reno版的TCP擁塞控制演算法。
可以看出Reno的快速重傳演算法是針對一個包的重傳情況的,然而在實際中,一個重傳超時可能導致許多的數據包的重傳,因此當多個數據包從一個數據窗口中丟失時並且觸發快速重傳和快速恢復演算法時,問題就產生了。因此NewReno出現了,它在Reno快速恢復的基礎上稍加了修改,可以恢復一個窗口內多個包丟失的情況。具體來講就是:Reno在收到一個新的數據的ACK時就退出了快速恢復狀態了,而NewReno需要收到該窗口內所有數據包的確認後才會退出快速恢復狀態,從而更一步提高吞吐量。
SACK就是改變TCP的確認機制,最初的TCP只確認當前已連續收到的數據,SACK則把亂序等信息會全部告訴對方,從而減少數據發送方重傳的盲目性。比如說序號1,2,3,5,7的數據收到了,那麼普通的ACK只會確認序列號4,而SACK會把當前的5,7已經收到的信息在SACK選項裡面告知對端,從而提高性能,當使用SACK的時候,NewReno演算法可以不使用,因為SACK本身攜帶的信息就可以使得發送方有足夠的信息來知道需要重傳哪些包,而不需要重傳哪些包。

C. 演算法的控制結構有三種基本形式

演算法的控制結構有三種基本形式,分別為順序結構、選擇結構、循環結構。

順序結構

順序結構表示程序中的各操作是按照它們出現的先後順序執行的。

分支結構

選擇結構表示程序的處理步驟出現了分支,它需要根據某一特定的條件選擇其中的一個分支執行。選擇結構有單選擇、雙選擇和多選擇三種形式。

循環結構

循環結構表示程序反復執行某個或某些操作,直到某條件為假(或為真)時才可終止循環。在循環結構中最主要的是:什麼情況下派梁晌執行循環?哪些操作需要循環執行?循環結構的基本形式有兩種:當型循環和直到型循環。

形式化演算法的概念部分源自嘗試解決希爾伯特提出的判定問題,並在其後嘗試定義有效計算性或者有效方法中成形。

這渣宴些嘗試包括庫爾特·哥德爾、Jacques Herbrand和斯蒂芬·科爾·克萊尼分別於1930年、1934年和1935年提出的遞歸函數,阿隆佐·邱奇於1936年提出的λ演算,1936年Emil Leon Post的Formulation 1和艾倫·圖靈1937年提出的圖靈機。

即使在當前,依然常有直覺想法難以定義為形式化演算法的情況。

D. 演算法一般都可以用哪幾種控制結構組合而成

順序、選擇、循或舉虛環。演算法一般由順序、選擇、循環控制結構組合而成,順序結構是指程序按照固定的順序執行,每個語句都按照指定次序依次執行;選擇結答鉛構是指程序根據條件判斷,決定執行衫燃哪個分支語句;循環結構是指程序根據條件判斷,多次執行同一段語句塊。

E. 控制演算法都有哪些

控制演算法分為模糊PID控制演算法和自適應控制演算法。各自的特點如下:模糊PID控制演算法的特點:

1、簡化系統設計的復雜性,特別適用於非線性、時變、滯後、模型不完全系統的控制。

2、不依賴於被控對象的精確數學模型。

3、利用控製法則來描述系統變數間的關系。

4、不用數值而用語言式的模糊變數來描述系統,模糊控制器不必對被控制對象建立完整的數學模式。

5、模糊控制器是一語言控制器,便於操作人員使用自然語言進行人機對話。

6、模糊控制器是一種容易控制、掌握的較理想的非線性控制器,具有較佳的魯棒性、適應性、強健性(Robustness)及較佳的容錯性(FaultTolerance)。自適應控制演算法的特點:1、實現了控制器參數的在線自動整定。2、與常規PID控制器有相同的結構。3、採用單片微機實現了控制演算法,實用性強,可靠性好。

F. 演算法設計要素中的控制結構包含哪幾種請結合生活實際舉例說明各種控制結構

順序結構,條件結構,循環結構。 循環結構又分為直到型循環結構和彎型循環結構。a 是對的 b 中循環條件的判斷是條件結構 c 允許 d 循環語句無法用

G. 演算法一般都可以用哪幾種控制結構組合而成

演算法一般都可以用順序、選擇、循環這3種控制結構組合而成。演算法的控制結構核畢蔽給出了演算法的基本框架,不僅決定了演算法中各操改州作的執行順序,而且也直接反映了演算法的設計是否符數祥合結構化原則。一個演算法一般都可以用順序、循環、選擇三種基本控制結構組合而成。

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