알고리즘(Algorithm) 기초(1)

1. 알고리즘(Algorithm)

컴퓨터를 이용한 문제 해결 4단계

우리가 컴퓨터를 사용하는 목적은 주어진 문제를 사람의 힘으로 해결하지 않고 컴퓨터를 이용하여 해결하자는것이다. 이러한 "컴퓨터를 이용한문제해결" 은 다음과 같은 4단계를 거친다.

-1단계 : 주어진 문제를 정확하게 이해하고 이를 분석한다.

-2단계 : 분석한 문제를 해결하기 위한 가장좋은 방안을 구성한다. 이 결과물이 알고리즘(Algorithm)이다.

-3단계 : 알고리즘을 컴퓨터가 알아들을 수 있는 방법으로 표현하여 컴퓨터가 이를수행 하도

록 지시한다. 이러한 작업이 프로그래밍(Programming) 또는 코딩(Coding)이다. 프로

그래밍을 잘하려면 C,JAVA 등 과 같은 프로그래밍 언어를 알아야한다.

 

-4단계 : 작성한 프로그램을 컴퓨터 상에서 실행하여 출력을 얻는다. 만일 이때 얻은 출력이

처음 기대한 바와 다르면 프로그램이 잘못 작성된 경우이므로 3단계 프로그래밍 과정을 다시

거친다. 이러한 검증 과정이 디버깅(Debugging)이다.

 

1단계	주어진 문제 이해와 분석

 

2단계	문제 해결 방안 구상

 

3단계	컴퓨터 프로그램 작성

4단계	프로그램 실행 및 검증

알고리즘의성능은 시간과 공간을 기준으로 측정한다. 알고리즘을 실행할때 걸리는 시간이 짧고, 데이터 처리에 필요로 하는 저장 공간이 작을수록 성능이 좋은 알고리즘 이다.

 

소프트웨어는 시스템 소프트웨어와 어플리케이션 소프트웨어로 구분. 시스템 소프트 에어는 컴퓨터 시스템을 사용자가 펼리하면서도 효율적으로 사용할 수 있도록 해주는 소프트웨어로서 운영체제가 가장 대표적입니다. 특정한 하드웨어 환경과 이를 지원하는 시스템 소프트 에어를 통합하여"플랫폼"이라고 부릅니다.

이전에는 플랫폼이라고 하면 독립적인 컴퓨터 시스템에 한정하여 생각했지만, 지금은 클라이언트/서버(C/S)환경을 추가한 "C/S플랫폼",인터넷 환경까지 확대된 "웹 플랫폼",스마트폰 환경까지 고려한 "모바일 플랫폼"과 같은 특정 플랫폼이 나와있다.

어플리케이션 소프트 웨어는 특정한 플랫폼 환경에서 주어진 어떤 문제를 효율적으로 해결할 수 있도록 제작된 소프트웨어입니다. 이를 간단히 어플리케이션, 어플 , 앱이라고도 부릅니다. 어플리케이션을 제작하는 전문가가 프로그래머인데 요즈음에는 어플리케이션 프로그래머 , 앱 프로그래머 혹은 앱 개발자라는 명칭도 사용합니다. 특히 플랫폼 명칭까지 결합하여 모바일 앱 개발자와 같이 사용되기도 합니다.

어플리케이션의 설계 및 개발에 있어서 핵심 중의 핵심은 주어진 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 방안을 구상해 내는 과정입니다. 이 과정의 결과물이 바로"알고리즘"입니다.

어플리케이션이 특정한 플랫폼 혹은 다양한 플랫폼에서 실행될수 있도록 플랫폼을 감안하여 설계하고 개발하는 과정도 필요하지만 이것은 지엽적이며 핵심은 아닙니다. 어플리케이션이 실행되는 플랫폼은 앞으로도 다양하게 변화하겠지만, 그위에서 주어진문제를 효율적으로 해결하기위한 알고리즘은 어플리케이션의 설계및 개발에 있어서 여전히 중요한 핵심입니다.

 

 

작성한 프로그램 안에 존재하는 벌레(bug), 즉 오류를 찾아 없애주는 (de= away, from) 과정이라는 뜻으로 원래는 프로그램을 대상으로 실시하지만, 2단계 알고리즘의 오류를 검증할 때도 같은 용어를 사용한다. 디버깅 작업을 할때는표(Table)를 사용하는데, 이를 디버깅 표(Debugging Table)라고 부른다.

 

 

 

2. 변수와 배열

변수의 개념

변수는 값을 보관하여 처리하기 위한 장소이다.

모든 변수는 컴퓨터 상에서 메모리 공간이 할당된다.

변수는 다양한 종류의 값을 보관할 수 있다. (자연수, 실수, 문자,boolean)

어떤 변수를 사용하려면 준비기호 안에 미리 선언하여 일리는 것이 좋지만,

선언하지 않아도 변수라는 사실을 명확하게 알 수 있다면 선언을 생략할 수 있다.

 

배열 변수

배열 변수는 같은 종류의 값들을 메모리 공간 안에 연속적으로 보관하여 처리하기 위한 장소를 말한다.

학생100명의 영어 점수를 보관하려면 별도의 변수 100개가 필요하지만, 배열 변수를 사용하면 1개가 필요하다. 다만 이 배열 변수는 같은 종류의 값을 보관하는 원소 100개 를 갖는다. 

배열 변수의 선언 : ENG(100) -> 1차원 배열 변수 - ENG : 1차원 배열 변수의 이름 - 100  : 배열 변수의 원소 개수

 

학생 100명의 영어 점수와 수학 점수를 보관하려면 별도의 변수 200개가 필요하지만,

배열 변수를 사용하면 1개로도 충분하다. 다만 이 배열 변수는 같은 종류의 값을 보관하는 원소로 100개씩 총 2세트가 필요하다(영,수)

배열 변수의 선언 : SCORE(2,100) -> 2차원 배열 변수 - SCORE: 2차원 배열 변수의 이름(그냥 변수명) -2 : 세트 수 ,  - 100  : 배열 변수의 원소 개수 -따라서 SCORE 배열 변수의 총 원소 개수는 200개

 

1차원 배열 변수

A[5] : 배열 변수 A의 원소에는 A(1),A(2),A(3),A(4),A(5) 모두 5개가 있다.

배열 변수 A의 K 번째 원소를 나타날때는 A(K) 라고 표현한다.

메모리 공간상의 구조

A(1)

A(2)

A(3)

A(4)

A(5)

 

 

2차원 배열 변수

B[2][3] : 배열 변수 B의 원소에는 B(1,1),B(1,2),B(1,3),B(2,1),B(2,2),B(2,3) 6개가 있다.

K번째 행의 L번째 열에 위치한 원소를 가리킬때는 B(K,L) 이라고 표현한다.

배열변수 B의 메모리 공간 구조

1행			2행
1열	2열	3열	1열	2열	3열
B(1,1)	B(1,2)	B(1,3)	B(2,1)	B(2,2)	B(2,3)

또 는 

	1열	2열	3열
1행	B(1,1)	B(1,2)	B(1,2)
2행	B(2,1)	B(2,1)	B(2,3)