دليل المراجعة · GKU 1
دليل مراجعة الخوارزميات والحوسبة والتعقيد (الذكاء الاصطناعي)
كل نظام ذكاء اصطناعي هو في جوهره مجموعة خوارزميات تعمل على هياكل بيانات: بحث في الحالات، وجدول من القيم المتعلَّمة، وطابور من العُقد التي تنتظر التوسيع، وجدول تجزئة يربط الكلمات بعدد تكرارها. وتعطيك هذه الوحدة الأدوات التي تحكم بها على هذه الشيفرة قبل تشغيلها. النصف الأول تحليل وتصميم: كيف تعتمد كلفة الخوارزمية على المدخلات التي تتلقاها (الحالة الفضلى والأسوأ والمتوسطة)، وكيف تُعبّر عن هذه الكلفة بترميز O الكبير، وكيف تفصل فئات النمو القياسية والفئتان P وNP بين الممكن عملياً والميؤوس منه، وأي طريقة تصميم تناسب أي مسألة، وكيف تتنبأ بزمن التشغيل على مدخلات أكبر. والنصف الثاني صندوق الأدوات: القوائم والمكدسات والطوابير؛ وخوارزميات البحث والفرز والخوارزميات العددية؛ وجداول التجزئة؛ وخوارزميات الرسوم البيانية؛ ومطابقة السلاسل النصية. يبدأ كل قسم ببطاقة مراجعة سريعة، وتتدرج الأمثلة المحلولة من السهل إلى مستوى الاختبار.
مبني على المعيار التخصصي الرسمي لهيئة تقويم التعليم والتدريب لهذا الموضوع: كل موضوع مُدرج وكل مخرج تعلّم، مع المعادلات والأشكال والأمثلة المحلولة. الأقسام الكاملة متاحة للأعضاء في التطبيق.
SKU 1.1 · الخوارزميات
سلوك الحالات في الخوارزمية
لماذا يكون للخوارزمية الواحدة زمن تشغيل في الحالة الفضلى وآخر في الأسوأ وثالث في المتوسطة، وكيف يُحسب كل منها، وما الذي يعلّمه الفرز بالإدراج والبحث الخطي عن المدخلات السهلة والصعبة.
ترميز O الكبير وتعقيد الخوارزميات
تعريفات و و، والقواعد التي تتيح قراءة التعقيد من الشيفرة، وعدّ الحلقات، وحل علاقات فرّق تسد التكرارية بالمبرهنة الرئيسية.
فئات التعقيد القياسية
سُلّم فئات النمو من الثابت إلى المضروب، والحد الفاصل بين الزمن متعدد الحدود والزمن الأسي، والفئات P وNP وNP-complete وNP-hard — مع ما تعنيه لمسائل البحث والتخطيط في الذكاء الاصطناعي.
الطرق الخوارزمية: الجشعة وفرّق تسد والتراجع والبرمجة الديناميكية والطرق الاستدلالية
خمس طرق لتصميم الخوارزمية، والخاصية التي تحتاجها كل منها في المسألة، وكيف تختار بينها، مع تطبيق كل منها يدوياً على مسألة صغيرة.
أداء الخوارزميات على مدخلات بأحجام مختلفة
التنبؤ بزمن التشغيل على مدخلات أكبر من قياس واحد، وإيجاد النقطة التي تتجاوز عندها خوارزمية أسرع نمواً أخرى أبطأ، وقراءة فئة النمو من تجربة المضاعفة.
SKU 1.2 · هياكل البيانات
القوائم والمكدسات والطوابير وتنفيذها
القوائم المصفوفية والقوائم المترابطة، والمكدسات (الداخل أخيراً يخرج أولاً) والطوابير (الداخل أولاً يخرج أولاً)، وكلفة كل عملية في كل تنفيذ، والمخزن المؤقت الدائري، وطابور مبني من مكدسين.
الخوارزميات العددية وخوارزميات البحث والفرز
خوارزمية إقليدس والرفع السريع إلى قوة بالمقياس؛ والبحث الخطي والثنائي والعدد الدقيق للفحوص؛ وخوارزميات الفرز الرئيسية وكلفها وثباتها، وكيف تختار إحداها لبيانات معطاة.
جداول التجزئة وتنفيذها
كيف تحوّل دالة التجزئة المفتاح إلى خانة، والطريقتان لمعالجة التصادمات (التسلسل والعنونة المفتوحة)، ومعامل التحميل والكلفة المتوقعة للبحث، ومسائل تصبح خطية بجدول تجزئة.
خوارزميات الرسوم البيانية الأساسية
تمثيل الرسم البياني، والبحث بالعرض أولاً وبالعمق أولاً، وأقصر المسارات بخوارزمية ديكسترا، والأشجار الممتدة الصغرى، والترتيب الطوبولوجي، والتدفق الأقصى — ما تحله كل منها، وكم تكلّف، وكيف تختار المناسبة.
خوارزميات مطابقة السلاسل النصية
إيجاد كل مواضع نمط في نص: الطريقة الساذجة وحالتها الأسوأ، ودالة البادئة في خوارزمية كنوث-موريس-برات، وتجزئة رابين-كارب مع إصاباتها الزائفة.
أدلة أخرى في الذكاء الاصطناعي
- دليل مراجعة أساسيات الذكاء الاصطناعيGKU 6 · عدد الأقسام: 12
- دليل مراجعة البرمجةGKU 2 · عدد الأقسام: 10
- دليل مراجعة التعلم الآليGKU 7 · عدد الأقسام: 13
- دليل مراجعة الأخلاقيات والخصوصية والأمنGKU 8 · عدد الأقسام: 7
- دليل مراجعة الشبكاتGKU 4 · عدد الأقسام: 4
- دليل مراجعة هندسة البرمجياتGKU 5 · عدد الأقسام: 9
- دليل مراجعة علوم الحاسب التطبيقية: قواعد البيانات وأنظمة التشغيلGKU 3 · عدد الأقسام: 8