04: Tempo di Calcolo e Complessità Asintotica
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Questions and Answers

Quali risorse vengono considerate nell'analisi del tempo di calcolo?

  • Solo tempo
  • Solo tempo e memoria
  • Tempo, memoria, hardware (correct)
  • Solo hardware
  • L'analisi delle operazioni elementari eseguite da un algoritmo è indipendente dal tipo di computer utilizzato.

    True

    Cosa denotiamo con T(x) in contesto di tempo di calcolo?

    Il numero di operazioni eseguite da un algoritmo con x in input.

    Nel caso migliore, il numero di operazioni è dato da Tcm(n) = min T0(x) ∀x:|x|=n, mentre nel caso peggiore da Tcp(n) = ______.

    <p>max T0(x)</p> Signup and view all the answers

    Abbina i termini con le loro definizioni:

    <p>Caso migliore = Numero minimo di operazioni per un input di dimensione n Caso peggiore = Numero massimo di operazioni per un input di dimensione n Insertion-Sort = Algoritmo di ordinamento con operazioni variabili Selection-Sort = Algoritmo di ordinamento più complesso nel caso peggiore</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'obiettivo principale nell'analisi degli algoritmi?

    <p>Determinare quante risorse utilizza</p> Signup and view all the answers

    La complessità asintotica è inferiore al numero effettivo di operazioni eseguite.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le notazioni asintotiche comunemente utilizzate?

    <p>O grande, O piccolo, Omega.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta la notazione O (grande)?

    <p>La crescita di una funzione trascurando costanti moltiplicative.</p> Signup and view all the answers

    Moltiplicare la velocità di un computer altera drasticamente la dimensione massima trattabile di un algoritmo.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Qual è la forma generale di T(n) che si dimostra appartenere a O(n)?

    <p>T(n) = an + b</p> Signup and view all the answers

    La dimensione massima trattabile con un certo computer è rappresentata da D e quella con un computer quattro volte più veloce da ___ .

    <p>D0</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione tra D e D0 quando si usa un computer 4 volte più veloce?

    <p>D0 = 2 + D</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'espressione per dimostrare che T(n) appartiene a O(n^2)?

    <p>T(n) = a2 n^2 + a1 n + a0 con a2 &gt; 0</p> Signup and view all the answers

    Abbina le seguenti espressioni con la loro descrizione corretta:

    <p>T(n) = an + b = Crescita lineare T(n) = a2 n^2 + a1 n + a0 = Crescita quadratica f(n) ∈ O(g(n)) = Limite superiore c &gt; 0 = Costante positiva</p> Signup and view all the answers

    F(n) è O(g(n)) se e solo se esistono due costanti c > 0 e n0 tali che per ogni n > n0, f(n) ___ cg(n).

    <p>≤</p> Signup and view all the answers

    Qual è la notazione che indica un limite superiore per la crescita di una funzione?

    <p>O (grande O)</p> Signup and view all the answers

    La notazione Θ è utilizzata per definire i limiti stretti di una funzione.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Cosa significa f(n) ∈ O(g(n))?

    <p>f(n) è limitata superiormente da g(n).</p> Signup and view all the answers

    La notazione _____ è utilizzata per rappresentare un limite inferiore.

    <p>Ω (omega grande)</p> Signup and view all the answers

    Abbina la seguente notazione al loro significato:

    <p>O = Limite superiore Θ = Limiti stretti Ω = Limite inferiore f(n) = Funzione da analizzare</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla relazione tra n e 2n?

    <p>n ∈ O(2n)</p> Signup and view all the answers

    Per ogni n > n0, se f(n) ∈ Θ(g(n)), allora f(n) è sempre maggiore di g(n).

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Qual è il significato delle costanti c1 e c2 nella definizione di Θ?

    <p>Costanti positive utilizzate per stabilire i limiti per la funzione f(n).</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni riguardo ai logaritmi è corretta?

    <p>Il cambio di base dei logaritmi comporta la moltiplicazione per una costante.</p> Signup and view all the answers

    La notazione O permette di mettere in relazione qualunque coppia di funzioni.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    La relazione f(n).g(n) ⇐⇒ f(n) ∈ O(g(n)) è un __________ basato sulla notazione O.

    <p>preordine</p> Signup and view all the answers

    Abbina le seguenti funzioni con il loro comportamento di crescita:

    <p>log(n) = Crescita lenta n = Crescita lineare n^2 = Crescita quadratica e^n = Crescita esponenziale</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti funzioni appartiene all'insieme O(n)?

    <p>k</p> Signup and view all the answers

    La notazione O consente di confrontare solo le funzioni con la stessa base.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    La notazione O è una notazione __________.

    <p>insiemistica</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo al teorema presentato?

    <p>Se $0 &lt; a &lt; u$, allora $f(n) ext{ è } O(g(n))$.</p> Signup and view all the answers

    L'equazione $a_2 x + a_1 x + a_0 = cx$ ammette sempre almeno una soluzione reale.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è corretta riguardo alla notazione Θ?

    <p>Θ è riflessiva, transitiva e simmetrica.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il termine dominante in $2n^2 + n + 10$?

    <p>2n^2</p> Signup and view all the answers

    Il termine $a_k n^k$ deve essere maggiore di 0 affinché __________ sia in $O(n^k)$.

    <p>ak</p> Signup and view all the answers

    La notazione O è sempre maggiore o uguale a Ω.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Abbina le seguenti funzioni alla loro categorizzazione in $O(g(n))$:

    <p>$85n + 123$ = $O(n)$ $2n^2 + n + 10$ = $O(n^2)$ $5n + ext{log}_2 n + 5$ = $O(n)$ $n + 25 ext{log}_2 n + 5$ = $O( ext{log}_2 n)$</p> Signup and view all the answers

    Cosa significa avere f(n) ∈ Θ(g(n))?

    <p>f(n) e g(n) crescono con lo stesso tasso asintotico.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'affermazione corretta riguardo alla funzione $f(n) = a_i n^i$ con $a_k > 0$?

    <p>È in $O(n^k)$.</p> Signup and view all the answers

    Se il limite $ rac{f(n)}{g(n)}$ esiste e $0 eq a$, then $f(n) ext{ è in } ______(g(n))$.

    <p>Θ</p> Signup and view all the answers

    La funzione $log_2 n$ è in $O(n)$.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Abbina le seguenti notazioni con le loro definizioni:

    <p>O = Limite superiore della crescita di una funzione Ω = Limite inferiore della crescita di una funzione Θ = Indica che due funzioni crescono allo stesso tasso f(n) ∈ Θ(g(n)) = f(n) è asintoticamente equivalente a g(n)</p> Signup and view all the answers

    Identifica la condizione necessaria affinché $ak < 0$.

    <p>ak &gt; 0</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera?

    <p>Se f(n) ∈ Θ(g(n)), allora f(n) è limitata superiormente e inferiormente da g(n).</p> Signup and view all the answers

    La relazione f(n) ∈ Ω(g(n)) è riflessiva.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Qual è la condizione affinché f(n) ∈ Θ(g(n))?

    <p>f(n) e g(n) devono avere lo stesso tasso di crescita asintotica.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Tempo di calcolo e complessità asintotica

    • Lo studio degli algoritmi si focalizza sull'analisi delle risorse utilizzate, principalmente tempo e memoria.
    • L'obiettivo è comprendere quanto tempo ci vuole per eseguire un algoritmo, la dimensione massima dell'input gestibile e la scelta tra diversi algoritmi per lo stesso problema.
    • Si analizza il numero di operazioni elementari eseguite, che, in determinate condizioni, è proporzionale al tempo di esecuzione indipendente dal linguaggio di programmazione e dal computer utilizzato.
    • Esistono diverse situazioni di input: caso migliore, peggiore e medio.
    • Il caso migliore (Tcm(n)) è il minimo numero di operazioni per un input di dimensione n.
    • Il caso peggiore (Tcp(n)) è il massimo numero di operazioni per un input di dimensione n.
    • Il caso medio (Tmedio(n)) è la media del numero di operazioni considerando tutti i possibili input di dimensione n.
    • La complessità di un algoritmo viene spesso rappresentata con la notazione asintotica O (notazione "O grande"), che trascura le costanti e i valori iniziali, concentrandosi per valori elevati di n sulla crescita della funzione.
    • Un algoritmo è considerato ottimale rispetto ad un problema se la sua complessità asintotica corrisponde al limite inferiore (in caso peggiore) per quel problema.

    Confronto asintotico di funzioni

    • Il confronto asintotico di funzioni è critico per caratterizzare la complessità degli algoritmi.
    • Si confrontano le funzioni T₁(n) e T₂(n), indicando il numero di operazioni per due diversi algoritmi per input di dimensione n.
    • La notazione O (o grande) viene utilizzata per stimare il comportamento asintotico di una funzione.
    • Se f(n) ∈ O(g(n)), f(n) cresce al più come g(n) per grandi valori di n, trascurando le costanti.
    • La notazione O indica un limite superiore per la crescita di una funzione, mentre altri simboli come Θ (theta grande) e Ω (omega grande) forniscono, rispettivamente, limiti inferiori e superiori più stretti.
    • La notazione O trascura le costanti moltiplicative e un numero finito di valori, permettendo di concentrarsi sul comportamento della funzione per valori di n molto grandi.
    • Esistono regole per le operazioni della notazione O: somme, costanti moltiplicative, rapporti, nonché la presenza di limiti e successioni numeriche.
    • Il logaritmo di una base diversa dalla base 10 viene moltiplicato per una costante.
    • Si indicano esempi di notazioni O, Θ e Ω, con le corrispettive funzioni.

    Complessità di un problema

    • La complessità di un problema è legata al numero di operazioni necessari alla risoluzione e non corrisponde alla complessità di ogni algoritmo che lo risolve.
    • La complessità di un problema indica un limite superiore alla complessità per il tempo di calcolo nel caso peggiore.
    • Un limite inferiore indica il tempo di calcolo richiesto da eventuali algoritmi (nel caso peggiore) in grado di risolvere il problema.
    • La complessità viene stimata applicando la notazione asintotica, spesso in forma informale.
    • Il problema dell'ordinamento per confronto, per esempio, ha complessità almeno O(n log n) nel termine del caso peggiore.

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    Questo quiz esplora il tema della complessità asintotica e dell'analisi degli algoritmi. Si concentra sulle risorse utilizzate da un algoritmo, come tempo e memoria, oltre a diversi casi di input. Scopri come valutare il numero di operazioni in scenari migliori, peggiori e medi.

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