理论教育 数数-数学的基础问题与并行算法

数数-数学的基础问题与并行算法

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:数的基本问题是数数,这好像又是一个我们还没有完全记事时就已经学会了的。一个基本的实例是报数:要数一列队伍的人数,简单的办法就是让他们报数。这时调整工作可以由几个老师一起做,这叫并行算法。到了小学,如果一个年级要排队,那么可以在各班排队的基础上,让各班按纵列一起走来,年级组长只要看各列的第一个,谁矮就让谁先走,这是另一种并行算法,各班的先行排队是可以同时一起做的。

数数-数学的基础问题与并行算法

数的基本问题是数数,这好像又是一个我们还没有完全记事时就已经学会了的。你想过没有究竟什么叫数数吗?实际上,我们是在将要数的实体(如苹果)与自然数集合做一一对应,而且是按序的对应。一个基本的实例是报数:要数一列队伍的人数,简单的办法就是让他们报数。队列太长怎么办?还是刚才的科学问题的基本处理方法:分成几行,把每行队尾报得的数相加。如果人更多呢?譬如,我们要统计全国的人口;再譬如,如何数一滴血中红细胞的个数,如何数空气中灰霾的量……我们小时候经常干的就是数天上的星星,天上的星星数不清。与小朋友争的就是你能否数清头上有多少根头发?我们已经学会了如何数数吗?你还可以举出什么例子,是一个我们还不容易或者还不会数数的例子?问题的实质还是按序的对应,或者说排序。

稍微复杂一点的排序问题是按高矮排队,排队或者排序是数学最为基本的问题。幼儿园里老师通常让孩子们一个一个地排好,这时就至少有两种办法(或者叫做算法):一种是找出最矮的,然后找次矮的,如此这般,一个一个地排好,这叫串行算法;还有一种是先排一个大概,然后做调整。这时调整工作可以由几个老师一起做,这叫并行算法。到了小学,如果一个年级要排队,那么可以在各班排队的基础上,让各班按纵列一起走来,年级组长只要看各列的第一个,谁矮就让谁先走,这是另一种并行算法,各班的先行排队是可以同时一起做的。那么,一个中学的全体学生要排队呢?校长可能会说,“你们自己排吧”。因为中学生已经知道排队的规则,只要先估计一个自己大概可能在的位子,然后自觉地进行前后交换,这正是现在热门的云计算算法。每个学生都在参与计算,而且你不能控制别人的行为。如果有人不能分辨自己应该所在的位置而做出错误的行动,校长可能都看不到,但会被他附近的人骂傻瓜,从而集体行为会逼迫他站在应该站的准确位置上。(www.daowen.com)

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