تقویت‌کننده

آمپلی فایر یا تقویت کننده های الکترونیکی در موسیقی برای تقویت صدای سازهای پیکاپ داری مانند گیتار الکتریک، گیتار باس، ویولون و ... استفاده می شود.






عملکرد دستگاه

امپلی فایرها در به طور عمده دارای دو مدار الکتریکی به نام دریافت سیگنال صدا (Pre Amp) و تقویت کنندهٔ صدا (Power Amp) هستند. از مهمترین قطعاتی که در کیفیت صدای یک امپ بسیار مهم است وجود یک لامپ خلا می‌باشد. در گذشته در تمامی آمپلی فایرها از لامپ خلا استفاده می شد اما با گذشت زمان و روی کار آمدن ترانزیستورها، جایگزین مناسبی برای لامپ‌های خلأ به میدان آمد که از لحاظ هزینه بسیار کمتر از لامپ‌های خلأ بود. اما صدای تولید شده از خازن‌ها هیچگاه کیفیت صدای تولید شده توسط لامپ‌های خلأ را نداشت و به همین دلیل در بسیاری از موارد حرفه‌ای از همان لامپ‌های خلأ قدیمی استفاده می‌شود.





بلندگوی لسلی
بلندگوی لسلی ( بلندگوی گردان ) (به انگلیسی: Leslie Speaker) ساختاریست تشکیل شده از تقویت کننده/بلندگو که برای ایجاد تغییر در صدا با استفاده از اثر داپلر توسط دانلد لسلی اختراع شده.





تقویت‌کننده الکترونیکی

تقویت کننده الکترونیکی وسیله‌ای برای افزایش توان سیگنال می‌باشد. تقویت کننده شکل سیگنال ورودی را حفظ کرده اما دامنه بزرگتر آن را بزرگتر می‌کند.

از تقویت کننده ها برای تقویت صدای سازهای مانند گیتار الکتریک، گیتار باس، ویولن برای تقویت انواع خروجی های صدا مانند دستگاه های پخش خانگی، دستگاه های پخش خودرو و برای تقویت صداهای ضبط شده در مسیر دستگاه های ضبط صدا در استودیو های صوتی استفاده می شود.





بلندگو

بلندگو به گونه‌ای دستگاه مبدل انرژی گفته می‌شود که انرژی الکتریکی را به صدا تبدیل می‌کند. واژه بلندگو ممکن است تنها به یک ترانسدیوسر (که به آن درایور گویند) و یا به سیستمی شامل چندین درایور و همچنین دیگر قطعات الکترونیکی اطلاق شود. بلندگو بخشی از هر سیستم صوتی است و معمولاً تفاوت کیفیت در سیستم‌های صوتی ناشی از این بخش است و بیشترین اعوجاج در صدا در این بخش صورت می‌گیرد.






تاریخچه

فیلیپ رئیس یک بلندگوی الکتریکی را در سال ۱۸۶۳ در تلفن خود نصب کرد که قادر بود صدایی واضح را مجددا تولید کند.





بلندگوی رایانه
بلندگوی رایانه (به انگلیسی: Computer speaker) دستگاهی از دسته سخت‌افزار رایانه است که وظیفه‌ی انتقال صوت به بیرون از رایانه را دارا می‌باشد؛ این دستگاه‌ها بیشتر دارای یک آمپلی‌فایر (تقویت‌کننده الکترونیکی) داخلی با قدرت کم هستند.ارتباط صوتی استاندارد این دستگاه‌ها با رایانه از طریق کابل ۳٫۵ میلی متری (حدود یک هشتم اینچ) که رابط تی‌آراس نام دارد و اغلب به رنگ سبز مغزپسته‌ای است برقرار می‌شود.





مانیتور استودیو

مانیتور استودیو نوعی از بلندگوها است که برای تولید برنامه‌های کاربردی مخصوص استودیو ضبط کاربرد دارد. فرق این بلندگوها با بلندگوهای معمولی در این است که صدای خارج‌شونده از این دستگاه‌ها فاقد هرگونه تغییر و بیس بوده و صرفاً هرآنچه که درآن وارد می‌شود را خارج می‌کند. در اغلب موارد برای تفکیک بهتر صداهای ورودی این قطعه نیازمند تقویت‌کننده الکترونیکی است.






صدا

صدا یا صوت از انواع انرژی است که از تحرک ذرات ماده بوجود می‌آیند به این گونه که یک ذره با حرکت (برخورد) خود به ذره‌ای دیگر ذرهٔ دیگر را به حرکت در می‌آورد و به همین ترتیب است که صوت نشر می‌یابد. صدا ارتعاشیست که توسط حس شنوایی انسان درک میشود. ما معمولاً اصواتی که در هوا حرکت میکنند را میشنویم ولی صدا میتواند در گاز، مایع و حتی جامدات نیز حرکت کند.صدا ص َ (ع اِ) ۞ معرب «سدا» است ۞ و آن آوازی باشد که در کوه و گنبد وامثال آن پیچد و باز همان شنیده شود و در عربی نیز همین معنی را دارد .

سرعت صوت در جامدات بدلیل تراکم زیاد مولکولها، بیشتر از مایعات و در مایعات نیز بیشتر از گازها است. صوت بر خلاف امواج دیگر مانند نور و گرما فقط در محیطی نشر می‌یابد که ماده وجود داشته باشد و این بدین معناست که اگر بر سطح ماه (که هوایی وجود ندارد) انفجاری روی دهد شما هیچ وقت صدای آنرا نمی‌شنوید. از واحد دسی‌بل نیز برای اندازه گیری شدت صوت استفاده می‌کنند. محدودهٔ شنوایی انسان بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز می‌باشد.






خصوصیات صدا

ویژگیهای صدا عبارتند از بسامد، طول موج، دامنه و سرعت
بسامد و طول موج

بسامد تعداد تغییرات فشار هوا در هر ثانیه در یک نقطه ی ثابت است که موج صدا در حال گذر از آن میباشد. یک چرخه ی نوسانی ساده در یک ثانیه برابر با یک هرتز است. طول موج برابر فاصله ی بین دو قله ی متوالی بوده که موج در مدت زمان یک چرخه ی نوسانی آنرا طی میکند.






سرعت صوت

سرعت انتشار صوت بستگی به نوع، دما و فشار محیطی که صوت در آن منتشر میشود دارد. در شرایط طبیعی از آنجایی که هوا تقریباً بصورت یک گاز کامل رفتار میکند سرعت صوت وابسته به فشار هوا نخواهد بود. در هوای خشک در دمای 20 درجه ی سانتیگراد سرعت صوت حدوداً 343 متر در ثانیه یعنی حدوداً یک متر در هر 3 هزارم ثانیه است. سرعت صوت همچنین وابسته به بسامد و طول موج است. بنابراین یک صوت 343 هرتزی طول موج یک متر خواهد داشت.

واژهٔ «صدا»، معرب (عربی‌شدهٔ) «سدا»ی پارسی است.






سرعت صوت

سرعت صوت (به انگلیسی: Speed of sound)، فاصله‌ای‌ست که یک موج صوتی در مدت زمان یک ثانیه در یک سیال می‌پیماید. سرعت صوت مشخص می‌کند که این موج در بازهٔ مشخصی از زمان چه مسافتی را طی می‌کند. در هوای خشک و در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد (۶۸ درجه فارنهایت)، سرعت صوت ۳۴۳٫۲ متر بر ثانیه (۱۱۲۶ فوت بر ثانیه)، ۱۲۳۶ کیلومتر بر ساعت (۷۶۸ مایل بر ساعت) یا به طور تقریبی، یک کیلومتر در سه ثانیه و یا تقریباً یک مایل در پنج ثانیه است. در دینامیک سیالات، سرعت صوت در یک سیال (گاز یا مایع)، به عنوان یک ابزار حساب‌گری نسبی خود سرعت استفاده می‌شود. سرعت یک شیئ (فاصله بر زمان) تقسیم بر سرعت صوت در سیال به عنوان عدد ماخ شناخته می‌شود. اشیایئ که با سرعت بیشتر از یک ماخ حرکت می‌کنند، در سرعت‌های سوپرسونیک حرکت می‌کنند.

سرعت صوت در یک گاز ایده‌آل، مستقل از فرکانس است وتابعی از ریشهٔ دوم دمای مطلق است ولی به فشار یا چگالی آن گاز وابسته نیست. برای گازهای مختلف، سرعت صوت به طور معکوس به ریشه دوم میانگین جرم مولکولی گاز بستگی دارد.

در گفتگوهای مرسوم روزمره، منظور از سرعت صوت، سرعت موج صوتی در سیالِ هوا است. با این حال، سرعت صوت از یک ماده به مادهٔ دیگر متفاوت است. صوت در مایعات و جامدات نامتخلخل سریع‌تر از هوا، حرکت می‌کند. می‌توان گفت سرعت صوت در آب حدود ۴٫۳ برابر (۱۴۸۴ متر بر ثانیه)، و در آهن تقریباً ۱۵ برابر (۵۱۲۰ متر بر ثانیه) سرعت آن در هوای ۲۰ درجه سانتی‌گراد است.

سرعت صوت در فلزات و جامدات، مایعات، درون محیط‌هایی که فشردگی هوای آن‌ها نسبت به محیط آزاد بیشتر است، مناطق سرد و مرطوب و پست تر از دریا، مناطق سرد و مرطوب در کنار دریا، مناطق سرد و مرطوب بالاتر از دریا، مناطق مرطوب بالاتر از دریا نسبت به هوای آزاد در حالت عادی به ترتیب ذکر شده بیشتر است. صوت از محیط‌هایی که مادی نیستند (در آنجا ماده وجود ندارد) نمی‌تواند عبور کند.






صدای انسان

صدای انسان متشکل از صوتی است که با استفاده از تارهای صوتی توسط انسان ساخته شده و برای صحبت کردن ، آواز خواندن ، خندیدن ، گریه کردن ، فریاد زدن و ... مورد استفاده قرار می گیرد.

تارهای صوتی فقط بخشی از صدای اولیه ی انسان را می سازند و به طور کلی مکانیزم تولید صدای انسان را می توان به سه بخش ریه ، تارهای صوتی موجود در حنجره و مفاصل تقسیم بندی کرد.

ریه ( پمپ ) باید جریان هوا و فشار هوای کافی را برای ارتعاش تارهای صوتی تولید کند تارهای صوتی یک دریچه ی ارتعاشی هستند که جریان هوا را از ریه صادر می کند تا پالس های قابل شنیدنی را به صورت یک منبع صدا در حنجره تولید نمایند.عضلات حنجره ، طول و تنش تارهای صوتی را برای ایجاد تن صدایی بسیار خوب تنظیم می کنند .

مفاصل ( بخش هایی از دستگاه صوتی در قسمت فوقانی حنجره شامل زبان ، کام ، گونه ، لب ها و غیره ) ، صدای نشأت گرفته از حنجره را واضح و شفاف و به نوعی فیلتر می کنند و تا حدی می توانند جریان هوای حنجره را به عنوان یک منبع صدا تقویت یا تضعیف نمایند .

تارهای صوتی در ترکیب با مفاصل قادر به تولید آرایه های بسیار پیچیده ای از صدا هستند . تن یا لحن صدا می تواند بیانگر احساسات مختلف انسان باشد : مانند خشم ، تعجب یا شادی .

خواننده ها از صدای انسان به عنوان ابزاری برای ایجاد موسیقی استفاده می کنند .






مهندسی صوت
مهندسی صوت (به انگلیسی: Acoustical engineering) قسمتی از علم صوت است که با ضبط و تکثیر صوت توسط وسایل الکتریکی و مکانیکی سروکار دارد. مهندسی صوت از رشته‌های مختلفی بهره می‌برد از جمله: مهندسی برق، صوت‌شناسی (acoustics)، روانشناسی صوتی (psychoacoustics) و موسیقی.






نوروصوت‌شناسی

نوروصوت‌شناسی یا آکوستو-اپتیک (Acousto-optics) شاخه‌ای از فیزیک است که به بررسی برهم کنش امواج نوری و امواج صوتی و به خصوص پراش لیزر به وسیلهٔ امواج صوتی می‌پردازد.

اپتیک تاریخچه‌ای بسیار طولانی دارد: از زمان یونانیان باستان تا عصر حاضر درست مانند اپتیک، آکوستیک نیز تاریخچه‌ای طولانی دارد که به زمان یونانیان باستان باز می‌گردد. در مقابل آکوستو اپتیک علمی بسیار نوین با تاریخچه‌ای کوتاه‌است. این زمینه از علم با پیش بینی بریلوئن در مورد پراش نور بوسیلهٔ امواج صوتی منتشر شده در ماده در سال ۱۹۲۲ میالادی آغاز شد. این پیش بینی ده سال بعد توسط دبای و سیرز و همچنین لوکاس و بیکارد آزمایش و تایید شد.

مورد خاص پراش مرتبهٔ اول تحت یک زاویهٔ فرود خاص (که بریلوئن هم پیش بینی آن را کرده بود) برای اولین بار توسط ریتوف دیده شد. رامان و نث در سال ۱۹۳۷ یک مدل عمومی تر را طراحی کردند که پراش‌های مرتبهٔ بالاتر را آشکار کند. این مدل بعدها در سال ۱۹۵۶ توسط فریزو توسعه پیدا کرد. مدل وی قابل تنظیم بر مرتبهٔ پراشی مشخص بود.

اساس نوروصوت‌شناسی، تغییر ضریب شکست به خاطر حضور موج صوتی در ماده‌است. موج صوتی یک شبکهٔ ضریب شکست در ماده به وجود می‌آورد و این شبکه توسط موج نوری "دیده" می‌شود. تغییر ضریب شکست که به خاطر نوسان فشار ایجاد شده، به وسیله آثار شکست نور، بازتاب نور، تداخل و پراش قابل شناسایی است.






آکوستو اپتیک

آکوستو اپتیک شاخه ای از فیزیک است که به بررسی برهم کنش امواج نوری و امواج صوتی و به خصوص پراش لیزر به وسیله ی امواج صوتی می پردازد.







مقدمه

اپتیک تاریخچه ای بسیار طولانی دارد: از زمان یونانیان باستان تا عصر حاضر درست مانند اپتیک، آکوستیک نیز تاریخچه ای طولانی دارد که به زمان یونانیان باستان باز می گردد. در مقابل آکوستو اپتیک علمی بسیار نوین با تاریخچه ای کوتاه است. این زمینه از علم با پیش بینیبریلوئندر مورد پراش نور بوسیله ی امواج صوتی منتشر شده در ماده در سال 1922 میالادی آغاز شد. این پیش بینی ده سال بعد توسط دبای و سیرز و همچنین لوکاس و بیکارد آزمایش و تایید شد.

مورد خاص پراش مرتبه ی اول تحت یک زاویه ی فرود خاص (که بریلوئن هم پیش بینی آن را کرده بود) برای اولین بار توسط ریتوف دیده شد. رامان و نث در سال 1937 یک مدل عمومی تر را طراحی کردند که پراش های مرتبه ی بالاتر را آشکار کند. این مدل بعد ها در سال 1956 توسط فریزو توسعه پیدا کرد. مدل وی قابل تنظیم بر مرتبه ی پراشی مشخص بود.

اساس آکوستو اپتیک، تغییر ضریب شکست به خاطر حضور موج صوتی در ماده است. موج صوتی یک شبکه ی ضریب شکست در ماده به وجود می آورد و این شبکه توسط موج نوری "دیده" می شود. تغییر ضریب شکست که به خاطر نوسان فشار ایجاد شده، به وسیله آثار شکست نور، بازتاب نور، تداخل و پراش قابل شناسایی است.






ابزارهای الکترو اپتیکی

ابزار های آکوستو اپتیکی شامل سه گروه زیر هستند:

1- مدولاتور الکترو اپتیکی

با تغییر پارامترهای موج صوتی مانند دامنه، فاز، فرکانس، و قطبش می توان خواص موج نوری را مدوله کرد. برهمکنش نور و صوت همچنین امکان مدوله کردن زمانی و فضایی موج نوری را فراهم می آورد.

یک راه ساده برای مدوله کردن پرتوی اپتیکی عبور نور از محیطی است که در آن موج صوتی به طور متناوب روشن و خاموش شود. وقتی صوت خاموش باشد زاویه ی پراش صفر و نور بی تغییر است. با روشن شدن صوت پراش رخ می دهد و شدت صوت در زوایای پراش افزایش ی یابد. با ثابت نگاه داشتن فرکانس صوتی و تغییر در توان مولد صوت می توان این ابزار را به یک مدولاتور آکوستواپتیکی تبدیل نمود. در طراحی مدولاتور باید به نحوی عمل کرد که ماکزیمم شدت نور در پرتوی پراشیده رخ بدهد. مدت زمانی که طول می کشد صوت از ماده عبور کند نیز محدودیتی بر سرعت سوییچ کردن تحمیل می کند. برای همین پرتوی نوری را تا حد ممکن باریک می کنند. باریک ترین پرتوی نوری ممکن را حد پهنای باند می نامند.

2- فیلتر های الکترو اپتیکی

رابطه ی 4 ارتباطی را میان طول موج صوتی و طول موج نوری نشان می دهد. در واقع پرتوی نوری تابیده شده، اگر دارای تعداد زیادی طول موج باشد فقط در طول موج های خاصی پراکنده می شود. مابقی طول موج ها فیلتر خواهند شد.

3- منحرف کننده های الکترو اپتیکی

با ایجاد یک تغییر در فرکانس صوت می توان تغییر زاویه ای در پرتوی نوری ایجاد کرد.





پژواک

پژواک (اکو)، بازگشت صدا از دیوار یا سایر اشیاست. صدا با سرعتی مشخّص و ثابت (نزدیک به ۳۴۴ متر بر ثانیه) حرکت می‌کند؛ بنابراین می‌توانیم با استفاده از پژواک، فاصلهٔ برخی از اشیا را محاسبه کنیم. دستگاه عمق‌سنج کشتی، برای محاسبهٔ عمق دریا از پژواک بهره می‌گیرد.

پژواک، خفّاش را قادر می‌سازد تا در تاریکی پرواز کند. رادار نیز از خاصیّت پژواک (وبا استفاده از امواج رادیویی) در کشف هدف بهره می‌گیرد.





فرامواد

متامتریال یا فرامواد به ماده مرکبی گفته می‌شود که دارای خواص نامتعارف الکترومغناطیس در ساختار وجودی خود است. آنچه این مواد را غیر معمول کرده است، خاصیت ضریب شکست منفی نور در آنها است، به این معنا که این مواد نور را در جهت مخالف مواد عادی منکسر می‌کنند. مواد الکترومغناطیس تشکیل دهنده آنها می‌تواند با دستکاری مختصر و دقیق ساختارشان «تنظیم» نیزبشود.

این مواد از ترکیب میله‌های ریز و مجموعه‌ای از حلقه‌های فلزی و مانند آنان ساخته شده است که برای اولین بار توسط دیوید اسمیت (David Smith استاد دانشگاه کالیفرنیا) ساخته شد. خواص نامتعارف این مواد سبب شده است از آنها در زمینه‌های مختلف استفاده شود از جمله آنها در مهندسی مایکروویو است که می‌توان به کاربرد در موجبرها، جبران پاشندگی، آنتن‌های هوشمند، لنزها و نمونه‌های فراوان دیگر استفاده کرد.
1:51 am
الگوریتم
خوارزمی یا الگوریتم (نسبت: الگوریتمی، خوارزمیک)مجموعه‌ای متناهی از دستورالعمل‌ها است، که به ترتیب خاصی اجرا می‌شوند و مسئله‌ای را حل می‌کنند. به عبارت دیگر یک الگوریتم، روشی گام به گام برای حل مسئله است. شیوه محاسبه معدل در مدرسه، یکی از نمونه‌های الگوریتم است.






خصوصیات یک الگوریتم
تمام الگوریتم‌ها باید شرایط و معیارهای زیر را دارا باشند:

ورودی:

یک الگوریتم باید هیچ یا چندین پارامتر را به عنوان ورودی بپذیرد؛

خروجی:

الگوریتم بایستی حداقل یک کمیت به عنوان خروجی (نتیجه عملیات) تولید کند؛

قطعیت:

دستورات الگوریتم باید با زبانی دقیق، و بی‌ابهام بیان شوند. هر دستورالعمل نیز باید انجام‌پذیر باشد. دستورهایی نظیر «مقدار ۶ یا ۷ را به x اضافه کنید» یا «حاصل تقسیم پنج بر صفر را محاسبه کنید» مجاز نیستند؛ چرا که در مورد مثال اول، معلوم نیست که بالاخره چه عددی باید انتخاب شود، و در خصوص مثال دوم هم تقسیم بر صفر در ریاضیات تعریف نشده‌است.

محدودیت:

الگوریتم باید دارای شروع و پایان مشخصی باشد، به نحوی که اگر دستورات آن را دنبال کنیم، برای تمامی حالات، الگوریتم پس از طی مراحل شمارا و متناهی خاتمه یابد. به علاوه، زمان لازم برای خاتمه الگوریتم هم باید به گونه‌ای معقول، کوتاه باشد.





ریشه واژهٔ الگوریتم

واژه الگوریتم از نام ریاضیدان و ستاره‌شناس و جغرافی‌دان نامی ایرانی، ابوجعفر محمد بن موسی خوارزمی (الخوارزمی)، گرفته شده است، که در خوارزم زاده شد و در دانشگاه «بیت الحکمه» بغداد به اوج شهرت رسید. خوارزم یکی از شهرهای «ایران بزرگ» بود، که امروزه در ازبکستان واقع شده است و خیوه نام دارد. رساله‌ای که خوارزمی در قرن ۹ میلادی به عربی نگاشته بود، در قرن ۱۲ به لاتین با نام "Algoritmi de numero Indorum" ترجمه شد؛ یعنی "[کتابی بدست]«الگوریتمی» در مورد اعداد هندی"، که «الگوریتمی» نام الخوارزمی بود که مترجم آن را در تبدیل به لاتین چنین آورده بود. در قرن ۱۳ میلادی واژه الگوریسموس(algorismus) به معنای «سیستم شمارش عربی (دهدهی)» (یعنی اعداد ۱ تا ۹ به علاوه صفر، و نیز مفهوم اعشار) بود؛ که هنوز هم یکی از معانی واژه الگوریسم(algorism) است. معنای دیگر الگوریسم «حساب کردن با کمک اعداد عربی» است؛ یعنی فن انجام أعمال حسابی پایه، مانند جمع و ضرب، با قرار دادن اعداد در زیر هم و إعمال قواعدی خاص، که جایگزین به کارگیری اعداد رومی و استفاده از چرتکه شد. حتی روش انجام دستی تقسیم و جذر گرفتن (رادیکال) هم الگوریسم نامیده می‌شود. در قرن ۱۹ این کلمه در فرانسوی به algorithme تغییر شکل پیدا کرد، البته معنایش ثابت ماند. طولی نکشید که این کلمه به شکل algorithm وارد زبان انگلیسی شد؛ ولی فقط در اواخر قرن ۱۹ میلادی بود که معنای عام‌تر امروزی‌اش را یافت، و به «هر مجموعه قواعدی برای انجام یک رویه محاسباتی یا روال رایانه‌ای به کار رود» الگوریتم گفته شد.

تبدیل نام الخوارزمی به الگوریسم و سپس الگوریتم احتمالا تحت تأثیر واژه یونانی arithmos (به معنای عدد) و arithmetic (به معنای محاسباتی) بوده است. برخی منابع هم کلمه لگاریتم را هم در تبدیل الگوریسم و الگوریتم بی تأثیر ندانسته‌اند.





نقش الگوریتم‌ها در علوم رایانه
در علوم رایانه، یک الگوریتم را یک روال محاسباتی خوش‌تعریف می‌دانند، که مقدار یا مجموعه‌ای از مقادیر را به عنوان ورودی (Input) دریافت کرده و پس از طی چند گام محاسباتی، ورودی را به خروجی (Output) تبدیل می‌کند. بجز این، الگوریتم را ابزاری برای حل مسائل محاسباتی نیز تعریف کرده‌اند.ساخت و طراحی الگوریتم مناسب در مرکز فعالیت‌های برنامه‌سازی رایانه قرار دارد. یک برنامه رایانه‌ای، بیان یک یا چند الگوریتم با یک زبان برنامه‌نویسی است.






مفهوم الگوریتم

مفهوم الگوریتم را معمولاً با تشبیه به دستور آشپزی توضیح می‌دهند. مثلاً اگر بخواهیم آبگوشت درست کنیم (عمل مورد نظر) با فرض اینکه مواد خام را داریم (حالت اولیه) مراحل مشخصی را باید طبق دستور آشپزی طی کنیم (دستورالعمل‌ها) تا به آبگوشت آماده (حالت پایانی) برسیم. البته الگوریتم‌ها معمولاً پیچیده‌تر از این هستند.

الگوریتم گاه دارای مراحلی است که تکرار می‌شود (در مثال آبگوشت مثلاً چند بار باید نمک زد یا آب اضافه کرد) و یا در مرحله‌ای نیازمند تصمیم‌گیری است (اگر نمک کافی است دیگر نمک نمی‌زنیم، اگر کافی نیست نمک می‌زنیم).

اگر الگوریتم برای عمل مورد نظر مناسب نباشد و یا غلط باشد به نتیجه مورد نظر نمی‌رسیم. مثلاً اگر الگوریتم آبگوشت را با مواد اولیه کباب انجام دهیم واضح است که به آبگوشت نمی‌رسیم.

باید بدانیم برای هر الگوریتم تعریف متغیرها و طراحی مرحله به مرحله بسیار مهم است. زیرا الگوریتم باید بداند بر روی چه متغیر‌هایی، چه اعمالی را انجام دهد و نتیجه را در غالب چه متغیرها یا پارامتر‌هایی نشان دهد.






مقدمه‌ای بر تحلیل الگوریتم
معمولاً برای حل یک مسئله، روش‌ها و الگوریتم‌های گوناگونی وجود دارند؛ یک الگوریتم ممکن است عمل مورد نظر را با دستورات مختلف در مدت زمان و یا کار کمتر یا بیشتری نسبت به الگوریتم دیگر انجام دهد. به همین دلیل، انتخاب الگوریتم مناسب و کارا اهمیت زیادی در موفق بودن و کارایی برنامه رایانه‌ای دارد. الگوریتم‌ها به عنوان یک فناوری مطرح هستند

و دانشمندان آنها را طراحی، تحلیل، و مطالعه می‌کنند. مطالعه الگوریتم‌ها زمینه‌های متعددی را در بر می‌گیرد. در زیر به چند نمونه اشاره می‌کنیم که می‌توان آنها را چرخه حیات یک الگوریتم نامید.

الف) طراحی الگوریتم ها:روش‌های مختلفی برای طراحی الگوریتم‌ها وجود دارد که عبارتند از:روشهای تقسیم و غلبه، روش‌های حریصانه، روش‌های برنامه نویسی پویا، روش‌های پسگرد و روش‌های انشعاب و تحدید.

ب) معتبر سازی یا اثبات درستی الگوریتم‌ها:بعد از طراحی باید اثبات شود که الگوریتم مزبور درست است. الگوریتمی درست است که به ازای هر ورودی مناسب خروجی صحیحی بدهد. اثبات درستی الگوریتم‌ها به اثبات قضایا در ریاضی می‌ماند و مرحله بسیار مهمی در زمینه مطالعه الگوریتم‌ها است

ج) تحلیل الگوریتم ها (تحلیل مقدم، ارزیابی کارایی الگوریتم‌ها):یک الگوریتم در زمان اجرا از cpuی کامپیوتر برای اجرای دستورالعمل‌ها و از حافظه برای ذخیره سازی برنامه و داده‌ها استفاده می‌کند تحلیل یک الگوریتم مشخص می کند که الگوریتم در زمان اجرا چه مدت زمان از cpuبرای اجرای دستورالعمل (پیچیدگی زمانی) و چه مقدار از حافظه (چه اصلی و چه جانبی) برای ذخیره سازی برنامه و داده ها (پیچیدگی فضایی) نیاز دارد.

د) پیاده سازی الگوریتم‌ها:پیاده سازی یک الگوریتم نوشتن آن به زبان برنامه نویسی خاص است که معمولا بعد از تحلیل مقدم آن صورت می‌گیرد و نام برنامه به آن اطلاق می‌شود.

ه) تست برنامه:تست یک برنامه شامل1:اشکال زدایی و 2:تحلیل موخر (اندازه گیری کارآیی) است. اندازه گیری کارآیی عبارت است از فرآیند اجرای الگوریتم صحیح بر روی داده‌های نمونه گیری شده برای به دست آوردن زمان و حافظه مورد نیاز توسط کامپایلر. زمان اجرای یک الگوریتم به پارامتر‌های مختلفی بستگی دارد که از جمله می‌توان به نوع دستورالعمل‌ها (دستورالعمل‌های جمع، ضرب، نوشتن، خواندن، شرطی و...)کامپایلر مورد استفاده، زبان برنامه نویسی، سخت افزار به کار رفته و پارامتری مثل nکه می‌تواند معرف تعداد ورودی‌ها و خروجی‌ها و یا هر دو باشد اشاره کرد

تحلیل الگوریتم‌ها رشته‌ای است که به بررسی کارایی الگوریتم‌ها می‌پردازد. تحلیل الگوریتم‌ها یعنی پیش‌بینی منابع مورد نیاز برای اجرای یک الگوریتم، همچون: حافظه، پهنای‌باند ارتباطی، سخت‌افزار، و از همه مهمتر، زمان.
کارایی یا پیچیدگی هر الگوریتم را با تابعی نشان می‌دهند که تعداد مراحل لازم برای اجرای الگوریتم را برحسب طول داده ورودی، یا میزان محل‌های لازم حافظه را بر حسب طول داده ورودی نشان می‌دهد.





جنبه حقوقی
در بعضی کشورها، مثل آمریکا اگر تعبیه فیزیکی الگوریتمی ممکن باشد (برای مثال، یک الگوریتم ضرب که می‌شود آن را در واحد محاسبهٔ یک ریز پردازنده تعبیه کرد) می‌شود آن الگوریتم را به ثبت رساند.
ساعت : 1:51 am | نویسنده : admin | مطلب بعدی
الگوریتم | next page | next page