計(jì)算機(jī)算法設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)離散性

李航宇

（吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 吉林 132021）

算法是指一種運(yùn)作機(jī)理或方法，通過對(duì)規(guī)范這種方法，從而制定一個(gè)全面系統(tǒng)的問題解決機(jī)制，這個(gè)機(jī)制或指令就可以稱為是一種算法。計(jì)算機(jī)的算法主要就是通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)行模式的設(shè)置，從而將一些信息數(shù)據(jù)和信號(hào)轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)能夠識(shí)別的一些程序代碼，并且運(yùn)用一定的規(guī)范性程序和系統(tǒng)來對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，從而得出運(yùn)行結(jié)果。隨著社會(huì)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要求也逐漸提高，對(duì)算法的要求也越發(fā)嚴(yán)格，從早期的簡(jiǎn)單的算法設(shè)計(jì)，到現(xiàn)在需要解決人工智能、云計(jì)算和人機(jī)交互等復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的算法設(shè)計(jì)，這些需求變化增加了算法設(shè)計(jì)的難度，要適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，必須不斷提升能力和水平。

1 計(jì)算機(jī)算法的應(yīng)用情況

1.1 云計(jì)算

云計(jì)算具有很強(qiáng)大的功能，相比于其他傳統(tǒng)計(jì)算方式，這種方式的處理質(zhì)量和處理效率都有很大的提升，并且這種方式的成本也較低，可以根據(jù)用戶的不同情況，有效滿足其個(gè)性化的多種需求。這種方式可以有效地提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量，服務(wù)也更加的便利，還可以實(shí)現(xiàn)很多原來不能實(shí)現(xiàn)的功能，有效的拓展了服務(wù)功能，可以合理分配數(shù)據(jù)，并且能夠?yàn)槠髽I(yè)和政府單位經(jīng)營(yíng)管理提供高質(zhì)量的信息支撐。大力開發(fā)和引進(jìn)現(xiàn)代云計(jì)算技術(shù)可以更好地提升企業(yè)的現(xiàn)代化和信息化水平，還可以提升管理效率，更能夠有效地控制成本，從而為其長(zhǎng)期發(fā)展提供重要的信息支撐。而要推動(dòng)云計(jì)算的數(shù)據(jù)處理能力和存儲(chǔ)容量的提升，更好的提升服務(wù)質(zhì)量，就需要不斷提高信息化水平，提升現(xiàn)代算法設(shè)計(jì)的可靠性和規(guī)范性，必須要高度重視算法設(shè)計(jì)。

1.2 美顏相機(jī)

當(dāng)前有很多的美顏相機(jī)軟件，這些軟件也逐漸有更多的功能，這其中很常用的一種軟件就是美圖秀秀，除此之外還有一些黃油相機(jī)或者是美妝相機(jī)。這些相機(jī)軟件可以實(shí)現(xiàn)美顏的功能，包括可以美白、可以瘦臉，可以大眼，還可以消除一些痘痘和黑眼圈等。這些功能的實(shí)現(xiàn)都需要有算法作為基礎(chǔ)，這些算法不僅需要有人臉識(shí)別功能，還需要有圖像修復(fù)功能，并且還需要保證修復(fù)前后的圖像不能夠有太大的差異，這樣就會(huì)導(dǎo)致和原始圖片差異過大，這些要求都是需要考慮的，必須嚴(yán)格控制這些算法，科學(xué)的設(shè)計(jì)才能有效實(shí)現(xiàn)這些基本功能。

2 算法設(shè)計(jì)與離散性分析

2.1 遞推法離散性分析

遞推法是用一個(gè)既定規(guī)律來確定數(shù)據(jù)序列中的某一項(xiàng)值，這其中就會(huì)涉及較多的重復(fù)運(yùn)算，對(duì)系統(tǒng)功能有較高的要求，這種情況下設(shè)計(jì)就會(huì)比較復(fù)雜。

例如，要求最大值，就可以采用下面的算法。

根據(jù)這個(gè)算法，系統(tǒng)就會(huì)不斷的進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，在比對(duì)的過程中逐步確定最大數(shù)值，直至與所有的數(shù)據(jù)比較完畢，才可以確定這個(gè)最終的最大數(shù)值?？梢钥闯鲈谶@種分析方式中，分析的效率相對(duì)較低，需要進(jìn)一步在保障規(guī)范性的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)處理效率。

2.2 遞歸法離散性分析

遞歸法是通過程序設(shè)計(jì)來定義一個(gè)函數(shù)，通過這個(gè)函數(shù)來把一些問題簡(jiǎn)化，這樣就可以將這些規(guī)模較大且較為復(fù)雜的問題簡(jiǎn)化為具體的小問題?？梢钥闯?，這種方法和遞推法進(jìn)行比較，效率較高，而且一般也不需要較多的程序，能夠在很大程度上減少代碼量，并能夠有效避免一些重復(fù)計(jì)算。但是在這種程序設(shè)計(jì)的過程中要注意滿足遞歸返回段、邊界條件和前進(jìn)段等參數(shù)。

利用遞歸法可以求最大公約數(shù)，具體可以采用下面的算法。

通過這個(gè)算法設(shè)計(jì)，對(duì)比遞推法的算法設(shè)計(jì)，就可以發(fā)現(xiàn)遞歸法更加精簡(jiǎn)，有效地提升了數(shù)據(jù)處理的效率和質(zhì)量。這種方法的數(shù)據(jù)是后進(jìn)先出，由于返回值的參數(shù)不同，進(jìn)而可以最終確定一個(gè)值，主要是通過層層返回的方式確定。

3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)離散性

3.1 二進(jìn)制

二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ)，所有的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)。二進(jìn)制就是逢二進(jìn)一的一種進(jìn)位制，在這種進(jìn)位制中主要只有兩個(gè)符號(hào)，也就是“0”和“1”。這種進(jìn)制方式中符號(hào)簡(jiǎn)單，其中的運(yùn)算量也比較少，運(yùn)算起來也很便捷，因此這種方式非常有助于實(shí)現(xiàn)電子方式的運(yùn)算處理，正是二進(jìn)制推動(dòng)了現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展。

3.2 二進(jìn)制的離散性

所有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都只能識(shí)別二進(jìn)制的數(shù)值，所以所有的信息都必須要轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這些信息包括圖片信息，也包括音頻信息和文字信息等，這些信息要識(shí)別還存在都比較困難，也就是要把這些信息全部都轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)。要有效的識(shí)別這些信息，就必須要對(duì)這些信息進(jìn)行處理，也就是必須要進(jìn)行離散化處理。通過這種處理就可以得到一系列的離散數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上才能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和信息的處理。

計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的離散數(shù)據(jù)只有二進(jìn)制的數(shù)據(jù)，也就是“0”和“1”的數(shù)據(jù)信息，所以也就是要將這些信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)過程就是離散化處理。比如，對(duì)于音頻信息，就是需要將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的數(shù)據(jù)類型，這樣系統(tǒng)才能夠分析和處理。在數(shù)據(jù)處理的過程中，離散化做的越精細(xì)，系統(tǒng)就可以更好地還原這些聲音。對(duì)于圖片類信息也是一樣，對(duì)其進(jìn)行離散化處理的程度越精細(xì)，最后系統(tǒng)還原的一些信息就會(huì)更加的清晰。系統(tǒng)正是基于這種離散性來實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息的識(shí)別和處理，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，就更需要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)來全面提升設(shè)計(jì)方法和水平，要進(jìn)一步加大對(duì)于離散性的問題的研究力度。

4 結(jié)語

綜上所述，本文在論述了當(dāng)前計(jì)算機(jī)算法的主要應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了一些常用方法。通過對(duì)這些方法的分析可以更加有助于提升計(jì)算機(jī)算法設(shè)計(jì)的科學(xué)性，并深入推動(dòng)信息技術(shù)的科學(xué)發(fā)展。針對(duì)當(dāng)前算法設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的離散性研究還存在的一些缺陷和問題，都需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于這一方面的問題的研究，進(jìn)一步提升現(xiàn)隨著信息社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，我們要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的研究，并全面進(jìn)一步深入探索，全面提升應(yīng)用能力。