நெறிமுறையின் யுத்திகள் - 12ஆம் வகுப்பு கணினி அறிவியல்

நெறிமுறையின் யுத்திகள் பற்றி

நடுத்தரம் ~90 நிமிடப் படிப்பு

நெறிமுறையின் யுக்திகள் என்பது கணினி அறிவியலில் ஒரு குறிப்பிட்ட சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்காகப் பயன்படுத்தப்படும் படிநிலையான வழிமுறைகளை விளக்கும் மிக முக்கியமான மற்றும் அடிப்படையான பாடப்பகுதியாகும். எந்தவொரு மென்பொருளையோ அல்லது கணினி நிரலையோ உருவாக்குவதற்கு முன்பாக, அதற்கான நெறிமுறையைத் தெளிவான மற்றும் துல்லியமான முறையில் வடிவமைப்பது மிகவும் அவசியமாகும். இவ்வாறு வடிவமைக்கப்படும் சிறந்த நெறிமுறைகள் கணினியின் நினைவக இடத்தையும் அதன் இயக்க நேரத்தையும் எவ்வாறு மிகச் சிறந்த முறையில் பயன்படுத்த வேண்டும் என்பதைத் தீர்மானிக்கின்றன. இது கணினி அறிவியல் மாணவர்களின் தருக்கச் சிந்தனையை வளர்த்து மிகச் சிறந்த நிரலாக்க உத்திகளைக் கற்றுக்கொள்ள வழிகாட்டுகிறது.

இந்த அத்தியாயத்தில் நெறிமுறையின் அடிப்படைப் பண்புகளான வரையறுக்கும் தன்மை, உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு, முடிவுறும் தன்மை மற்றும் எளிமை போன்ற பல்வேறு இன்றியமையாத காரணிகள் மிக விரிவாக விளக்கப்பட்டுள்ளன. ஒரு சிறந்த நெறிமுறை எவ்வாறு பிழையில்லாமல் கணினி அமைப்பில் செயல்படுத்தப்படுகிறது என்பதையும், அதற்கான நேரச் சிக்கல் மற்றும் இடச் சிக்கல்களை எவ்வாறு துல்லியமாகப் பகுப்பாய்வு செய்வது என்பதையும் இந்த அத்தியாயம் மாணவர்களுக்குக் கற்றுக்கொடுக்கிறது. இது கணினி வளங்களின் பயன்பாட்டைக் குறைத்து செயல்திறனை அதிகரிக்கப்ப்படுகிறது. நெறிமுறையின் செயல்திறனை அறியப் பயன்படும் அசிம்ப்டோடிக் குறியீடுகளின் முக்கியத்துவமும் இதில் தெளிவாகக் கற்பிக்கப்படுகிறது.

மேலும், இந்த அத்தியாயத்தில் பொதுவான தரவுக் கையாளுதல் பிரச்சினைகளான தேடல் மற்றும் வரிசையாக்க நெறிமுறைகள் மிக எளிய எடுத்துக்காட்டுகளுடன் விளக்கப்பட்டுள்ளன. மாணவர்கள் இந்த நெறிமுறை யுக்திகளைக் கற்றுக்கொள்வதன் மூலம் நடைமுறை வாழ்க்கையில் எழும் கணினிப் பிரச்சினைகளுக்கு உகந்த மற்றும் அதிவேகமான தீர்வுகளைக் கண்டறியும் புதிய சிந்தனைத் திறனைப் பெறுவார்கள். இது அவர்களுக்குப் பொதுத் தேர்விலும் மென்பொருள் மேம்பாட்டுத் துறையிலும் பெரிதும் வழிகாட்டும். கணினியின் நினைவகத்தையும் நேரத்தையும் வீணடிக்காமல் உகந்த மென்பொருட்களை உருவாக்க இது உதவும்.

நீங்கள் கற்பவை

• நெறிமுறையின் அடிப்படை வரையறை, முக்கியத்துவம் மற்றும் அதன் பல்வேறு பண்புகளைப் பட்டியலிடுதல்.
• நெறிமுறைகளின் செயல்திறனைத் தீர்மானிக்கும் நேரம் மற்றும் இடச் சிக்கல்களைக் கணக்கிட்டு ஒப்பிடுதல்.
• வரிசைமுறைத் தேடல் மற்றும் இருமத் தேடல் ஆகிய நெறிமுறைகளைத் தரவுக் கட்டமைப்பில் செயல்படுத்துதல்.
• குமிழி, தேர்ந்தெடுப்பு மற்றும் செருகும் வரிசையாக்க நெறிமுறைகளின் செயல்பாட்டு முறைகளை விளக்குதல்.
• இயங்கு நிரலாக்கம் மற்றும் நினைவிருத்தல் கோட்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி சிக்கல்களுக்குத் தீர்வு காணுதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• Kணினி அறிவியல் மற்றும் நிரலாக்க மொழியின் அடிப்படைக் கருத்துக்கள்.
• Mாறிகள், கட்டுப்பாட்டுக் கட்டமைப்புகள், சுழற்சிகள் மற்றும் செயற்கூறுகளின் தெளிவான பயன்பாடு.
• Aணிகள், பட்டியல்கள் மற்றும் தரவுக் கட்டமைப்புகள் பற்றிய அடிப்படைப் புரிதல்.

நெறிமுறையின் யுத்திகள் — விரிவான விளக்கம்

நெறிமுறையின் யுக்திகள் பற்றிய விரிவான மற்றும் ஆழமான பாடக் கண்ணோட்டம்

நெறிமுறையின் அடிப்படை அறிமுகம் மற்றும் அதன் இன்றியமையாத பண்புகள்

கணினி அறிவியலில் ஒரு குறிப்பிட்ட கணக்கீட்டுப் பணியைச் செய்து முடிப்பதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட வரையறுக்கப்பட்ட படிநிலைகளைக் கொண்ட கட்டளைகளின் தொகுப்பே நெறிமுறையாகும். ஒரு சிறந்த நெறிமுறையானது உள்ளீடு, வெளியீடு, முடிவுறும் தன்மை, வரையறுக்கும் தன்மை, எளிமை, குழப்பமற்ற நிலை மற்றும் சார்பற்ற தன்மை போன்ற பல்வேறு இன்றியமையாத பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். எந்தவொரு சிக்கலையும் தீர்க்கப் பயன்படும் இந்த வழிமுறையானது குறிப்பிட்ட கணினி நிரலாக்க மொழியையோ அல்லது அதன் இயக்க அமைப்பையோ சாராமல், உலகளாவிய முறையில் எளிதாகச் செயல்படுத்தக்கூடியதாக இருக்க வேண்டும் என்று இந்த அத்தியாயத்தில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. இது கணினிக்கு மட்டுமன்றி நிஜ உலக சிக்கல்களுக்கும் படிநிலையான தீர்வுகளை வழங்குகிறது. மாணவர்கள் இதனால் நெறிமுறையின் தர்க்கவியல் வடிவமைப்பினைப் பற்றி முழுமையாகக் கற்றுக்கொள்ள முடிகிறது.

நெறிமுறையின் செயல்திறன் பகுப்பாய்வு மற்றும் நேரம், இடச் சிக்கல்கள்

நெறிமுறையின் செயல்திறனானது அதன் நேரச் சிக்கல் மற்றும் இடச் சிக்கல் ஆகிய இரண்டு முக்கிய காரணிகளால் மதிப்பிடப்படுகிறது. ஒரு நெறிமுறை இயங்குவதற்கு எடுத்துக்கொள்ளும் படிநிலைகளின் எண்ணிக்கையே அதன் நேரச் சிக்கலாகும், மேலும் அதற்குத் தேவைப்படும் நினைவக இடத்தின் அளவே அதன் இடச் சிக்கலாகும். கணினியின் வன்பொருள் வளங்கள் மிகவும் வரம்புக்குட்பட்டவை என்பதால், குறைந்த நினைவகத்தையும் குறைந்த இயக்க நேரத்தையும் பயன்படுத்தும் வகையில் நெறிமுறைகளை வடிவமைக்க வேண்டும். இதற்காக இடம் மற்றும் நேரம் இடையேயான பரிமாற்றம் என்ற உத்தியைப் பயன்படுத்தி செயல்திறனை மேம்படுத்தும் முறைகளை மாணவர்கள் இப்பாடத்தில் விரிவாகக் கற்றுக்கொள்கிறார்கள். அசிம்ப்டோடிக் குறியீடுகளான பிக் ஓ போன்ற குறியீடுகள் மூலம் மிக மோசமான செயல்திறன் நிலைகள் ஆராயப்படுகின்றன. இது நெறிமுறைகளின் செயல்திறனை மிகத் துல்லியமாக ஒப்பீடு செய்ய மாணவர்களுக்குப் பெரிதும் உதவுகிறது.

தரவுக் கட்டமைப்பில் தேடல் நெறிமுறைகளின் செயல்பாடுகள் மற்றும் வகைகள்

தரவுக் கட்டமைப்பில் உள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட இலக்கு மதிப்பைத் தேடிக் கண்டறிய தேடல் நெறிமுறைகள் பயன்படுகின்றன. வரிசைமுறைத் தேடல் என்பது தரவுப் பட்டியலில் உள்ள ஒவ்வொரு உறுப்பையும் இலக்கு மதிப்புடன் தொடர்ச்சியாக ஒப்பிட்டுப் பார்க்கும் எளிய முறையாகும். ஆனால், இருமத் தேடல் என்பது வரிசைப்படுத்தப்பட்ட தரவுப் பட்டியலை மட்டும் பயன்படுத்தி, அதைத் தொடர்ந்து பாதியாகப் பிரித்து மைய உறுப்புடன் ஒப்பிட்டுத் தேடலை மிக விரைவாக முடிக்கும் திறமையான யுக்தியாகும். இவற்றுக்கு இடையேயான வேறுபாடுகளையும் அவற்றின் பயன்பாட்டுச் சூழல்களையும் மாணவர்கள் இந்த அலகில் ஆழமாகப் புரிந்து கொள்கிறார்கள். இருமத் தேடலுக்குப் பட்டியல் எப்போதும் ஏறுவரிசையில் இருக்க வேண்டும். தேடலின் வேகத்தை எவ்வாறு அதிகரிப்பது என்பதை மாணவர்கள் இதன் வழி அறிகிறார்கள்.

தரவுகளை வகைப்படுத்தும் வரிசையாக்க நெறிமுறைகளின் செயல்பாட்டு முறைகள்

தரவுகளை ஒரு குறிப்பிட்ட ஒழுங்கில் அல்லது ஏறுவரிசையில் வரிசைப்படுத்த வரிசையாக்க நெறிமுறைகள் பயன்படுகின்றன. குமிழி வரிசையாக்கம் என்பது அருகருகே உள்ள உறுப்புகளை மீண்டும் மீண்டும் ஒப்பிட்டுத் தவறான வரிசையில் இருந்தால் இடமாற்றம் செய்யும் எளிய முறையாகும். தேர்ந்தெடுப்பு வரிசையாக்கம் என்பது பட்டியலில் உள்ள மிகச்சிறிய உறுப்பைக் கண்டறிந்து அதை முற்பகுதியில் வைக்கும் முறையாகும். செருகும் வரிசையாக்கம் என்பது துணைக் குழுக்களை உருவாக்கி உறுப்புகளைச் சரியான இடத்தில் செருகும் முறையாகும். இவை அனைத்தும் குறைந்த இடமாற்றங்கள் மூலம் தரவுகளை வரிசைப்படுத்த உதவுகின்றன. வரிசையாக்கத்தின் மூலம் பெரிய அளவிலான தரவுத்தொகுப்புகளை எளிதாக நிர்வகிக்கலாம். இது தரவுகளை விரைவாகக் கையாளுவதற்கு உகந்த வழிகளை மாணவர்களுக்குக் கற்பிக்கிறது.

இயங்கு நிரலாக்கத்தின் தத்துவங்கள் மற்றும் நினைவிருத்தல் கோட்பாடுகள்

ஒரு பெரிய கடினமான சிக்கலைச் சிறிய ஒன்றோடொன்று தொடர்புடைய துணைச் சிக்கல்களாகப் பிரித்துத் தீர்க்கும் மேம்பட்ட வடிவமைப்பு முறை இயங்கு நிரலாக்கம் எனப்படும். இந்த முறையானது ஏற்கனவே கணக்கிடப்பட்ட துணைச் சிக்கல்களின் முடிவுகளை நினைவகம் அல்லது தற்காலிக சேமிப்பில் வைத்துக்கொண்டு மீண்டும் பயன்படுத்தும் நினைவிருத்தல் அல்லது மெமோயிடேஷன் என்ற உத்தியைப் பயன்படுத்துகிறது. ஃபைபோனாசி தொடர் போன்ற மீண்டும் மீண்டும் ஒரே மாதிரியான கணக்கீடுகள் தேவைப்படும் கணினிப் பிரச்சினைகளை மிகக் குறைந்த நேரத்தில் தீர்க்கவும், உகந்த தீர்வுகளைக் கண்டறியவும் இந்த இயங்கு நிரலாக்கக் கோட்பாடு பெரிதும் உதவுகிறது. இது கணக்கீடுகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைத்து செயல்திறனை அதிகரிக்கும். மாணவர்கள் இதன் மூலம் சிக்கலான கணினிப் பிரச்சினைகளைத் தீர்க்கும் உன்னத உத்திகளைக் கற்றுக்கொள்கிறார்கள்.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• தேடலைத் தொடங்கும் முன் இருமத் தேடலுக்கான தரவுப் பட்டியலை வரிசைப்படுத்தத் தவறுதல். எப்போதும் பட்டியலை வரிசைப்படுத்திய பின்னரே இருமத் தேடலைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.
• நேரச் சிக்கல் மற்றும் இடச் சிக்கலை ஒன்றாகக் குழப்பிக் கொள்ளuதல். நினைவகப் பயன்பாடு இடச் சிக்கலையும், இயக்க நேரம் நேரச் சிக்கலையும் குறிக்கும் என்பதைப் புரிந்துகொள்ள வேண்டும்.
• ஹிஸ்டோகிராம் மற்றும் பட்டை வரைபடங்களின் பயன்பாட்டைத் தவறாகப் புரிந்துகொள்ளுதல். அவற்றுக்கு இடையே உள்ள கட்டமைப்பு மற்றும் தரவுப் பண்புகளின் வேறுபாட்டை அறிய வேண்டும்.
• ஃபைபோனாசி தொடரின் இயங்கு நிரலாக்கத்தில் நினைவிருத்தலைப் பயன்படுத்தாமல் மீண்டும் மீண்டும் கணக்கிடுதல். முந்தைய முடிவுகளைச் சேமித்து நேரத்தைக் குறைக்க வேண்டும்.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

நெறிமுறை என்றால் என்ன மற்றும் அதன் முக்கியத்துவம் யாது?

நெறிமுறை என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான வரையறுக்கப்பட்ட மற்றும் படிநிலையான வழிமுறையாகக் கருதப்படுகிறது. இது கணினி மென்பொருள் உருவாக்கத்திற்கு மிகவும் அடிப்படையாக அமைகிறது. எந்தவொரு நிரலாக்க மொழியையும் சார்ந்து இருக்காமல், எளிய முறையில் பெரிய அளவிலான சிக்கலான கணக்கீட்டுப் பிரச்சினைகளைத் தீர்க்கவும் கணினி வளங்களைத் திறம்பட நிர்வகிக்கவும் நெறிமுறைகள் பெரிதும் உதவுகின்றன. இது மென்பொருள் உருவாக்க செலவைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது.

இருமத் தேடல் எவ்வாறு வரிசைமுறைத் தேடலை விடச் சிறந்ததாகக் கருதப்படுகிறது?

வரிசைமுறைத் தேடலில் பட்டியலில் உள்ள அனைத்து உறுப்புகளும் தொடர்ச்சியாக ஒவ்வொன்றாக ஒப்பிடப்படுவதால் அதிக நேரம் எடுக்கும். ஆனால் இருமத் தேடலானது வரிசைப்படுத்தப்பட்ட பட்டியலை மட்டுமே பயன்படுத்தி, அதைத் தொடர்ந்து பாதியாகப் பிரித்து, மைய உறுப்புடன் ஒப்பிட்டுத் தேடுவதால், மிகக் குறைந்த அளவிலான ஒப்பீடுகளில் இலக்கு உறுப்பை விரைவாகவும் திறமையாகவும் கண்டறிந்துவிடும். இது பெரிய தரவுத்தொகுப்புகளுக்கு மிகவும் உகந்தது.

நெறிமுறையின் செயல்திறனைத் தீர்மானிக்கும் சிக்கல்கள் யாவை?

நெறிமுறையின் செயல்திறன் நேரம் மற்றும் இடச் சிக்கல்களால் அளவிடப்படுகிறது. ஒரு நெறிமுறை தன் செயல்பாட்டை வெற்றிகரமாக முடிக்க எடுத்துக்கொள்ளும் இயக்க நேரத்தின் அளவு நேரச் சிக்கலாகும். அதற்குத் தேவைப்படும் கணினியின் நினைவக இடத்தின் அளவு இடச் சிக்கலாகும். இந்த இரண்டையும் மிகக் குறைவாகப் பயன்படுத்தும் நெறிமுறையே மிகச் சிறந்ததாகக் கருதப்படுகிறது. இது கணினி வன்பொருள் சுமைகளைக் குறைக்கும்.

குமிழி வரிசையாக்கம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை விளக்குக?

குமிழி வரிசையாக்க நெறிமுறையானது தரவுப் பட்டியலில் அருகருகே இருக்கும் இரண்டு உறுப்புகளை ஒப்பிட்டு, அவை சரியான வரிசையில் இல்லை எனில் அவற்றை இடமாற்றம் செய்கிறது. இந்தச் செயல்முறை தரவுப் பட்டியல் முழுவதும் வரிசைப்படுத்தப்படும் வரை மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படுகிறது. சிறிய உறுப்புகள் குமிழிகளைப் போலப் பட்டியலின் மேற்பகுதிக்கு வருவதால் இதற்கு இப்பெயர் பெற்றது. இது எளிமையான தரவுப் பட்டியல்களுக்கு ஏற்றது.

இயங்கு நிரலாக்கம் என்றால் என்ன மற்றும் அதன் பயன் யாது?

ஒரு கடினமான சிக்கலைச் சிறிய மற்றும் ஒன்றோடொன்று தொடர்புடைய துணைச் சிக்கல்களாகப் பிரித்துத் தீர்க்கும் வடிவமைப்பு முறை இயங்கு நிரலாக்கமாகும். இது கணக்கிடப்பட்ட துணைத் தீர்வுகளைச் சேமித்து வைத்து, மீண்டும் அதே சிக்கல் எழும்போது நேரடியாகப் பயன்படுத்துகிறது. இதன் மூலம் தேவையற்ற கணக்கீட்டு நேரத்தைக் குறைத்து உகந்த மற்றும் அதிவேகமான தீர்வுகளைக் கண்டறியலாம். இது ஃபைபோனாசி போன்ற தொடர்களில் உதவுகிறது.

நினைவிருத்தல் அல்லது மெமோயிடேஷன் என்பதன் பொருள் என்ன?

நினைவிருத்தல் என்பது ஏற்கனவே கணக்கிடப்பட்ட துணைச் சிக்கல்களின் விடைகளைத் தற்காலிக நினைவகத்தில் சேமித்து வைக்கும் ஒரு மேம்பட்ட உத்தியாகும். ஒரே மாதிரியான உள்ளீடுகள் மீண்டும் வரும்போது, புதிய கணக்கீடுகளைத் தவிர்த்து, ஏற்கனவே சேமிக்கப்பட்ட முடிவுகளைத் திருப்பி வழங்குவதன் மூலம் கணினி நிரல்களின் இயக்க வேகத்தை அதிகரிக்கவும் கணினி வளங்களின் சுமையைக் குறைக்கவும் இது உதவுகிறது. இது கணினிக்கு அதிவேகச் செயல்பாட்டை அளிக்கிறது.