Баяндама
Тақырыбы: Сұрыптау әдістері: Түрлері, алгоритмдері және
қолдану салалары
Орындаған: Есенбвй
А
Қабылдаған: Ратқызы
А
Шымкент
202
Мазмұны
-
Кіріспе
-
Сұрыптаудың маңызы және қолдану
салалары
-
Сұрыптау әдістерінің негізгі
түрлері
-
Сұрыптау алгоритмдерінің салыстырмалы
талдауы
-
Қорытынды
-
Пайдаланылған әдебиеттер
1. Кіріспе
Ақпараттық технологиялар мен деректерді өңдеудің
қарқынды дамуы сұрыптау әдістерінің маңыздылығын арттырды. Сұрыптау
– деректерді белгілі бір ереже бойынша реттеу процесі. Бұл
алгоритмдер көптеген салаларда қолданылады, соның ішінде
дерекқорларды басқару, жасанды интеллект, компьютерлік графика,
үлкен деректерді талдау және басқа да салаларда маңызды рөл
атқарады.
Бұл баяндамада сұрыптау әдістерінің негізгі
түрлері, олардың тиімділігі, артықшылықтары мен кемшіліктері
қарастырылады.
2. Сұрыптаудың маңызы және қолдану
салалары
Сұрыптау алгоритмдері деректерді ұйымдастыру мен
оларды жылдам іздеудің маңызды аспектісі болып табылады.
Мысалы:
-
Дерекқорлар –
жазбаларды сұрыптау арқылы іздеу уақытын
қысқарту.
-
Жасанды интеллект
– машиналық оқытуда деректерді алдын ала өңдеу
үшін.
-
Компьютерлік графика
– объектілерді көрініс тереңдігіне байланысты
сұрыптау.
-
Қаржы саласы –
акция бағаларын немесе нарықтық көрсеткіштерді реттеу
үшін.
Осылайша, сұрыптау алгоритмдері көптеген
қолданбалы бағдарламаларда шешуші рөл атқарады.
3. Сұрыптау әдістерінің негізгі
түрлері
Сұрыптау әдістерін үш негізгі топқа бөлуге
болады:
-
Қарапайым сұрыптау әдістері
-
Тиімді сұрыптау әдістері
-
Сыртқы сұрыптау әдістері
3.1 Қарапайым сұрыптау
әдістері
Қарапайым әдістер негізінен шағын көлемдегі
деректер үшін қолданылады.
3.1.1 Таңдау арқылы сұрыптау (Selection
Sort)
Бұл әдісте ең кіші элемент таңдалып, тізімнің
басына қойылады. Бұл процесс әр қадам сайын
қайталанады.
Кемшіліктері:
3.1.2 Кірістіру арқылы сұрыптау (Insertion
Sort)
Әр элемент өзінің дұрыс орнына
салынады.
Артықшылықтары:
Кемшіліктері:
3.1.3 Көпіршік сұрыптау (Bubble
Sort)
Көрші элементтерді салыстырып, үлкен мәндерді
жоғары жылжыту арқылы сұрыптайды.
Артықшылықтары:
Кемшіліктері:
3.2 Тиімді сұрыптау
әдістері
Тиімді әдістер үлкен көлемдегі деректерді
сұрыптау үшін қолданылады.
3.2.1 Жылдам сұрыптау (Quick
Sort)
Бұл әдіс "бөлу және билеу" қағидасына
негізделген.
Алгоритм:
-
Бір элемент "тірек" (pivot) ретінде
таңдалады.
-
Барлық элементтер екі топқа бөлінеді: тіректен
кіші және үлкен мәндер.
-
Бұл
процесс рекурсивті түрде қайталанады.
Артықшылықтары:
Кемшіліктері:
3.2.2 Қосу сұрыптауы (Merge
Sort)
Бұл әдіс массивті екі бөлікке бөліп, рекурсивті
түрде сұрыптап, кейін біріктіру арқылы жұмыс
істейді.
Артықшылықтары:
Кемшіліктері:
3.2.3 Куча сұрыптауы (Heap
Sort)
Бұл әдіс екілік үйінді (heap) құрылымын
пайдаланады.
Артықшылықтары:
Кемшіліктері:
3.3 Сыртқы сұрыптау
Үлкен көлемдегі деректерді сұрыптау үшін
қолданылады (мысалы, қатты дискіде сақталған
файлдар).
Мысалдар:
4. Сұрыптау алгоритмдерінің салыстырмалы
талдауы
Алгоритм
|
Уақыт күрделілігі
(орташа)
|
Қосымша жад
|
Қолданылу
аймағы
|
Bubble Sort
|
O(n²)
|
O(1)
|
Кіші деректер
|
Insertion Sort
|
O(n²)
|
O(1)
|
Шағын деректер
|
Selection Sort
|
O(n²)
|
O(1)
|
Тұрақты жады
|
Quick Sort
|
O(n log n)
|
O(log n)
|
Кең қолданылу
|
Merge Sort
|
O(n log n)
|
O(n)
|
Үлкен деректер
|
Heap Sort
|
O(n log n)
|
O(1)
|
Дерекқорлар
|
5. Қорытынды
Сұрыптау әдістері компьютерлік ғылымның маңызды
бөлігі болып табылады. Әрбір алгоритмнің артықшылықтары мен
кемшіліктері бар, сондықтан оларды таңдау нақты жағдайға
байланысты. Кіші көлемдегі деректер үшін қарапайым әдістер жарамды
болса, үлкен көлемдегі деректер үшін Quick Sort немесе Merge Sort
сияқты тиімді алгоритмдер қолданылады.
6. Пайдаланылған
әдебиеттер
-
Cormen, T. H., Leiserson, C. E., Rivest, R. L., &
Stein, C. (2009). Introduction to
Algorithms.
MIT Press.
-
Sedgewick, R. (2011). Algorithms.
Addison-Wesley.
-
Knuth, D. E. (1998). The Art of Computer Programming, Volume 3:
Sorting and Searching.
Addison-Wesley.