อัลกอริทึมคืออะไร? คำอธิบายที่ง่ายและสะดวกสำหรับผู้เริ่มต้น [2022]

เป็นโปรโตคอลมาตรฐานในการใช้แผนที่และพิมพ์เขียวเพื่อดำเนินการกระบวนการต่างๆ อย่างราบรื่น เช่นเดียวกับสถาปนิกที่ใช้พิมพ์เขียวที่มีรายละเอียดเพื่อสร้างอาคารขนาดมหึมาตั้งแต่เริ่มต้น วิศวกรซอฟต์แวร์และผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ข้อมูลใช้อัลกอริธึมที่แตกต่างกันเพื่อแก้ปัญหาด้านการคำนวณที่หลากหลาย

คอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำงานได้อย่างอิสระ แม้แต่งานที่ง่ายที่สุด เช่น สมการทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการบวกหรือการคูณ ก็ยังต้องใช้อัลกอริธึม ทำให้จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ดิจิทัล อัลกอริธึมเป็นพื้นฐานของระบบคอมพิวเตอร์ใดๆ โดยอาศัยลำดับของคำสั่งเพื่อทำงานให้สำเร็จ เช่น การคำนวณ การเขียนโปรแกรม หรือการประมวลผลข้อมูล อัลกอริธึมเหล่านี้ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลข้อมูล แก้สมการที่ซับซ้อน ฯลฯ ซึ่งเกือบจะลดการใช้แรงงานคนสำหรับงานประจำ

วันนี้ เราจะมาดูข้อมูลเชิงลึกว่าอัลกอริทึมมีความหมายอย่างไรสำหรับวิทยาการคอมพิวเตอร์และวิทยาศาสตร์ข้อมูล

อัลกอริทึมคืออะไร?

พูดง่ายๆ ก็คือ อัลกอริธึมคือคู่มือที่แม่นยำสำหรับคอมพิวเตอร์ รวมถึงกระบวนการทีละขั้นตอนในการทำงานอินพุตให้สำเร็จเพื่อส่งมอบเอาต์พุตที่คาดหวัง กระบวนการค้นหาวิธีแก้ปัญหานี้ประกอบด้วยลำดับคำสั่งที่จำกัด เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทราบวิธีจัดการกับปัญหาและส่งมอบผลลัพธ์ตามนั้น

การพัฒนาอัลกอริธึมใหม่ทำให้กระบวนการคำนวณเร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม คุณต้องรู้ว่าอัลกอริทึมใดที่จะเลือกสำหรับงานใด โดยพื้นฐานแล้ว อัลกอริธึมสามารถเป็นแผนที่ดิจิทัลที่ออกแบบมาเพื่อแก้สมการเชิงตรรกะและคณิตศาสตร์ในภาษาธรรมชาติ

ความสำคัญของอัลกอริทึม

เป็นแกนหลักของกระบวนการคำนวณ อัลกอริธึมบรรยายวิธีที่ดีที่สุดและง่ายที่สุดในการแก้ปัญหา เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม ตั้งแต่การเพิ่มความแม่นยำของซอฟต์แวร์โดยการเสริมความแข็งแกร่งของโปรแกรมต้นทางไปจนถึงการสรุปงานโดยใช้ทรัพยากรที่จำกัด (เช่น พลังของหน่วยความจำ) อัลกอริธึมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการคำนวณและซอฟต์แวร์ได้

อัลกอริธึมแบบง่ายที่แบ่งออกเป็นขั้นตอนเล็กๆ ช่วยให้โปรแกรมเมอร์เข้าใจและสร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ อัลกอริธึมไม่ขึ้นกับภาษา โดยยอมรับขั้นตอนที่จะดำเนินการในภาษาใดก็ได้ แต่นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ต้องการ

คุณสมบัติของอัลกอริทึม

ไม่ใช่ทุกลำดับคำสั่งที่เป็นลายลักษณ์อักษรเป็นอัลกอริทึม คุณลักษณะหลายอย่างทำให้ชุดคำสั่งเข้าเกณฑ์เป็นอัลกอริทึม สำหรับชุดคำสั่งที่จะถือว่าเป็นอัลกอริธึม สิ่งเหล่านี้เป็นคุณสมบัติที่ต้องมี

• อินพุต: อัลกอริธึมต้องมีอินพุตที่กำหนดไว้อย่างดี โดยปกติจะมีมากกว่าหนึ่งรายการ

• ผลลัพธ์: ผลลัพธ์ที่คาดหวังจะต้องกำหนดอย่างชัดเจนโดยอัลกอริทึม

• ชัดเจน: อัลกอริทึมที่เขียนต้องไม่คลุมเครือเลย ควรมีขั้นตอนที่เหมาะสมสำหรับโปรแกรมเมอร์ในการปฏิบัติตามและสร้างผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพ

• ชัดเจน: แทนที่จะวนซ้ำไม่มีที่สิ้นสุดและแต่ละขั้นตอนที่มีความหมายสองประการ อัลกอริธึมที่แน่นอนต้องมีการตีความเพียงครั้งเดียวกับแต่ละคำสั่ง

• จำกัด: เพื่อเข้าถึงโซลูชันที่มีประสิทธิภาพ ขั้นตอนอัลกอริทึมต้องจำกัดและกำหนดไว้อย่างดี

• ปฏิบัติ: อัลกอริทึมควรสอดคล้องกับทรัพยากรที่มีอยู่เพื่อให้มีประสิทธิภาพในขณะที่ใช้ประโยชน์สูงสุดจากมัน

วิธีที่หลากหลายในการแสดงอัลกอริทึม

อัลกอริทึมสามารถแสดงได้สี่วิธี ซึ่งรวมถึง:

1. ภาษาธรรมชาติ

ภาษาธรรมชาติที่มีการแลกเปลี่ยนกันเป็นประจำ เช่น อังกฤษ ฝรั่งเศส สเปน เป็นต้น สามารถแสดงถึงอัลกอริทึมได้ ตราบใดที่โปรแกรมเมอร์เข้าใจขั้นตอนที่วาดไว้อย่างประณีตก็ยอมรับได้ อย่างไรก็ตาม ภาษาธรรมชาติมักขาดความแม่นยำที่โปรแกรมคอมพิวเตอร์ต้องการ ดังนั้นจึงไม่เป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลาย

2. รหัสเทียม

วิธีการแสดงอัลกอริทึมแบบไม่เป็นทางการนี้ใช้ภาษาธรรมชาติลบส่วนที่คลุมเครือ Pseudocode ให้คำแนะนำในรูปแบบที่แม่นยำที่สุด

3. ผังงาน

แผนภูมิแสดงการเขียนโปรแกรมในรูปแบบโฟลว์เพื่อให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น ภาพประกอบของอัลกอริธึมในรูปแบบกราฟิกนี้ใช้สัญลักษณ์และกล่องต่างๆ ซึ่งจำกัดการตีความในขณะที่ให้ความหมายที่แน่นอน

4. ภาษาโปรแกรม

อัลกอริทึมที่เขียนด้วยภาษาโปรแกรมพร้อมที่จะเปลี่ยนเป็นโปรแกรม ด้วยการเปลี่ยนแปลงและการแก้ไขเล็กน้อย อัลกอริธึมที่เขียนด้วยภาษาการเขียนโปรแกรมก็พร้อมใช้งาน

อัลกอริทึมในการเขียนโปรแกรมคืออะไร?

นอกจากการแก้ไขคำสั่งคำนวณพื้นฐานแล้ว อัลกอริธึมยังช่วยในการพัฒนาซอฟต์แวร์โดยดำเนินการตามทิศทางที่ง่ายและซับซ้อน อัลกอริธึมมีบทบาทสำคัญในการเขียนโปรแกรมเนื่องจากใช้ในขั้นตอนการออกแบบและนำหน้าด้วยการใช้งานในโครงการภายใต้ขั้นตอนการเขียนโปรแกรม

เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้น อัลกอริธึมทำงานเป็นโค้ดเพื่อเป็นแนวทางให้โปรแกรมซอฟต์แวร์ทำงานเฉพาะให้สำเร็จ ตัวอย่างเช่น Google แสดงผลการค้นหาที่เกี่ยวข้องมากที่สุดตามอัลกอริทึมโดยละเอียดเพื่อค้นหา จัดอันดับ และแสดงหน้าที่เกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับคำค้นหา การขาดอัลกอริธึมที่เหมาะสมอาจทำให้หน้าผลลัพธ์ที่สับสนและไม่เกี่ยวข้อง

บทบาทของอัลกอริทึมใน AI

ปัญญาประดิษฐ์มีพื้นฐานมาจากการเลียนแบบสติปัญญาของมนุษย์เพื่อปรับแต่งการให้บริการที่เป็นส่วนตัวและเป็นมิตรกับผู้ใช้ที่ล้ำสมัย การบูรณาการ AI ในชีวิตประจำวันทำให้งานหลายอย่างง่ายขึ้น ตั้งแต่การแนะนำผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับอัลกอริธึมการค้นหาไปจนถึงการตรวจสอบพลังชีวิต! ชีวิตที่ปราศจาก AI ในศตวรรษที่ 21 เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการ แต่เทคโนโลยีเบื้องหลังคืออะไร?

AI ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้ด้วยตัวเอง เช่นเดียวกับที่เราค่อยๆ เข้าใจว่าโลกทำงานและทำงานอย่างไร AI ต้องเรียนรู้ที่จะเลียนแบบสติปัญญาของมนุษย์ผ่านคำสั่งพื้นฐาน นี่คือที่ที่อัลกอริธึมเข้าสู่ฉาก

อัลกอริทึมเป็นคำสั่งที่แม่นยำโดยพื้นฐานแล้วซึ่งฝึก AI ให้อ่าน วิเคราะห์ และดำเนินงานและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง อัลกอริทึม AI คือชุดย่อยของการเรียนรู้ของเครื่องที่เตรียมอุปกรณ์โฆษณาเพื่อเลียนแบบสติปัญญาของมนุษย์และทำงานอย่างอิสระ ตัวอย่างที่ดีอย่างหนึ่งคือผู้ช่วยเสมือนอัจฉริยะที่เล่นเพลงด้วยคำสั่งเดียวหรือแนะนำเพลย์ลิสต์ตามประวัติการค้นหาและหน้าความสนใจของคุณเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น ผู้ช่วยเหล่านี้ยังสามารถแยกความแตกต่างระหว่างเสียงต่างๆ ได้ ลองนึกภาพระดับความซับซ้อนของอัลกอริทึมที่ใช้ในการทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้!

ประเภทของอัลกอริทึม

มีอัลกอริธึมหลายประเภทที่ใช้แก้ปัญหาการคำนวณด้วยวิธีต่างๆ ที่ใช้เด่นที่สุดคือ:

1. ย้อนรอยอัลกอริทึม

อัลกอริทึมนี้จะแบ่งและแก้ปัญหาย่อยของสมการใดๆ ตัวอย่างเช่น พยายามแก้ปัญหา และหากแก้ปัญหาไม่ได้ ก็จะย้อนรอยโดยการลบขั้นตอนสุดท้ายออก แล้วพยายามแก้ปัญหาอีกครั้ง

2. อัลกอริธึมกำลังดุร้าย

อัลกอริธึมนี้จะวนซ้ำวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ทั้งหมด เช่นเดียวกับที่เราทำ และค้นหาวิธีที่เกี่ยวข้องมากที่สุดในการแก้ปัญหา เป็นหนึ่งในอัลกอริธึมที่ง่ายที่สุด

3. แบ่งและพิชิตอัลกอริทึม

ตามชื่อของมัน อัลกอริธึมนี้แบ่งปัญหาออกเป็นสองส่วน จากนั้นจะพยายามแก้ปัญหาในครึ่งแรกในปัญหาย่อยที่เล็กกว่า และทำเช่นเดียวกันกับอีกครึ่งหนึ่ง เพียงเพื่อรวมโซลูชันทั้งหมดเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโซลูชันที่เป็นผลลัพธ์

4. อัลกอริธึมการเขียนโปรแกรมแบบไดนามิก

อัลกอริธึมการเขียนโปรแกรมแบบไดนามิกใช้ข้อมูลในอดีตเพื่อวิเคราะห์และแก้ปัญหาที่กำหนด โดยแบ่งปัญหาออกเป็นปัญหาย่อย ถอดรหัสทุกส่วน จากนั้นจัดเก็บรูปแบบไว้ใช้ในอนาคต

5. อัลกอริธึมแบบเรียกซ้ำ

อัลกอริธึมแบบเรียกซ้ำแก้ปัญหาโดยแบ่งออกเป็นปัญหาย่อยประเภทเดียวกัน แล้วเรียกตัวเองซ้ำๆ จนกว่าปัญหาจะได้รับการแก้ไขอย่างครบถ้วน

6. อัลกอริทึมโลภ

อัลกอริธึมที่โลภเป็นไปตามรูปแบบการแก้ปัญหาที่ทำงานทีละส่วนและไปกับโซลูชันที่ให้ผลกำไรทันที มีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาโซลูชันที่เหมาะสมที่สุดในพื้นที่ แต่มักไม่พบเนื่องจากไม่ผ่านข้อมูลทั้งหมด

เข้าร่วมหลักสูตรแมชชีนเลิร์นนิงออนไลน์จากมหาวิทยาลัยชั้นนำของโลก – ปริญญาโท หลักสูตร Executive Post Graduate และหลักสูตรประกาศนียบัตรขั้นสูงใน ML & AI เพื่อติดตามอาชีพของคุณอย่างรวดเร็ว

เสริมสร้างอาชีพของคุณผ่านหลักสูตรปริญญาโท

หากคุณกำลังมองหาอาชีพที่เกี่ยวข้องกับการใช้อัลกอริธึมและวิทยาการคอมพิวเตอร์แบบไดนามิก Executive PG Program in Machine Learning & AI จาก upGrad เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับคุณ! ด้วยความร่วมมือกับสถาบันเทคโนโลยีสารสนเทศแห่งอินเดีย บังกาลอร์ หลักสูตรนี้ได้ขยายขอบเขตของทักษะตามความต้องการผ่านหลักสูตรนี้ เพื่อเตรียมผู้เรียนทั้งหมดให้พร้อมสำหรับอุตสาหกรรมที่มีการแข่งขันสูง

หลักสูตรเปิดประตูนับไม่ถ้วนสำหรับผู้เรียนที่มองเห็นอนาคตที่สดใสในด้าน AI และการเรียนรู้ของเครื่องผ่านหลักสูตรที่สร้างขึ้นอย่างเข้มงวดภายใต้การแนะนำของคณาจารย์และผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมที่นับถือ โปรแกรมมีความยืดหยุ่นสำหรับผู้เรียนจากทุกพื้นที่เพื่อให้ตนเองมีชุดทักษะและความรู้ที่เหมาะสมที่จำเป็นต่อความเป็นเลิศในด้าน AI เยี่ยมชม upGrad เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม!

บทสรุป

สิ่งที่สำคัญที่สุดคืออัลกอริธึมเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการคำนวณทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ทั่วไปหรือโปรแกรม ML อัลกอริธึมมีความสำคัญสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้คอมพิวเตอร์ทั้งหมด เนื่องจากสามารถทำงานที่แตกต่างกันโดยอัตโนมัติ ทำงานซ้ำ ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดการพึ่งพาแรงงานคน ซึ่งจะทำให้การทำงานทั้งหมดคล่องตัวขึ้น พวกเขาสามารถประหยัดทั้งเวลาและเงิน