1

Н ауката е чудесен инструмент за иновации и подобряване на живота ни, но нека си признаем, че има някои неща, които сме усвоили до голяма степен. Не бихте очаквали, например, че можем да подобрим нещо като... като броенето.

(Във видеото може да научите повече за: Митко Христов - учител по математика от ново поколение)

Затова може да е изненада, че група учени са направили точно това: намерили са нов начин за решаване на проблем с десетилетна давност, който задава въпрос, който на пръв поглед изглежда много прост - колко различни неща има пред мен?

Това е по-труден проблем - и по-умно решение - отколкото си мислите.

Проблемът за отчетливите елементи

Компютрите могат да бъдат много интелигентни, но могат да бъдат и много, много... неинтелигентни. Доказателство за това е неотдавнашният бум на чатботовете с изкуствен интелект: те са страхотни в това да звучат интелигентно, но ако ги подложите на изпитание, може да се окажете в блато от глупости.

Понякога най-много проблеми създават нещата, които изглеждат почти смешно прости за човека. Вземете например броенето - по-конкретно броенето на отделни обекти. За нас това е лесно: гледаме колекцията от обекти и мозъкът ни просто автоматично ги подрежда в групи вместо нас. Почти не ни се налага да работим върху това.

За компютрите, от друга страна, това е фундаментален проблем с десетилетна давност. И той наистина се нуждае от отговор, тъй като приложенията му в съвременния свят обхващат всичко - от анализ на мрежовия трафик - представете си Facebook или Twitter, които следят колко хора са влезли в даден момент - до откриване на измами, биоинформатика, анализ на текст и много други.

Очевидно е, че от известно време насам можем да правим тези неща и това е така, защото този въпрос за преброяването - правилно известен като Проблемът за отчетливите елементи - наистина има отговори. Те просто не са много добри. 

"Всички по-рано известни алгоритми бяха "базирани на хеширане" и качеството на този алгоритъм зависеше от качеството на хеширащите функции, които този алгоритъм избира", обясни Винодчандран Вариям, професор в Училището по информатика към Университета Небраска-Линкълн, в изявление от миналата година. 

Заедно с колегите си Сурав Чакраборти от Индийския статистически институт и Кулдип Мил от Университета в Торонто той открива начин за значително опростяване на проблема: "Новият алгоритъм използва само стратегия за вземане на проби, а анализът на качеството може да се извърши с помощта на елементарни техники."

Как работи?

Новият метод, наречен CVM алгоритъм в чест на създателите си, драстично намалява нуждите от памет - важно предимство в съвременната ера на големите данни - и го прави с помощта на хитър трик от теорията на вероятностите. За да илюстрирате концепцията, разгледайте примера, изследван от Вариам и колегите му, както и неотдавнашната статия в Quanta Magazine: представете си, че броите броя на уникалните думи в "Хамлет" на Шекспир, но разполагате с достатъчно памет, за да съхраните само 100 думи едновременно. 

Първо, правите очевидното: записвате първите 100 уникални думи, на които сте попаднали. Сега мястото ви е изчерпано - затова вземате монета и я хвърляте за всяка дума. Орел - тя остава; опашка - забравяте я.

В края на този процес в списъка ви ще има около 50 уникални думи. Започвате отново процеса отпреди - но този път, ако попаднете на дума, която вече е в списъка, отново хвърляте монетата, за да видите дали да я изтриете. След като достигнете 100 думи, отново преминавате през списъка, като хвърляте монета за всяка дума и я изтривате или запазвате според указанията.

Във втория рунд нещата са малко по-сложни: вместо една глава, за да запазите дума в списъка, са необходими две поредни - всичко останало се изтрива. По същия начин в третия кръг ще трябва да получите три поредни глави, за да остане; в четвъртия кръг ще са необходими четири поредни глави и така нататък, докато стигнете до края на "Хамлет".

В тази лудост има метод - и то интелигентен. Като сте преминали през текста по този начин, сте се уверили, че всяка дума в списъка ви има еднаква вероятност да присъства: 1/2k, където k е броят на пътищата, които трябваше да преминете през списъка. Така че, да кажем, че са ви били необходими шест кръга, за да стигнете до края на "Хамлет", и сте останали със списък от 61 отделни думи: след това можете да умножите 61 по 26, за да получите приблизителна оценка на броя на думите.
 
Ще ви спестим отварянето на приложението ви за калкулатор: отговорът е 3 904 - а според Вариам и ко действителният отговор е 3 967 (да, те пресметнаха.) Ако имате памет, която може да съхранява повече от 100 думи, точността се повишава още повече: при възможност за съхраняване на 1 000 думи алгоритъмът оценява отговора като 3 964 - вече едва ли има грешка при закръгляването - и "разбира се", казва Вариам, "ако паметта е толкова голяма, че да побере всички думи, тогава можем да получим 100-процентова точност".

Прост подход

Той е ефективен, но това, което прави алгоритъма още по-интригуващ, е неговата простота.

"Новият алгоритъм е изумително прост и лесен за изпълнение", казва пред Quanta Андрю Макгрегър, професор в Колежа по информационни и компютърни науки в Масачузетския университет в Амхърст.

Действително, след публикуването му през януари 2023 г. - и като изключим няколко дребни забележки и грешки междувременно - алгоритъмът привлече вниманието и възхищението на много други компютърни учени.

Това означава, че макар статията, в която подробно е описан алгоритъмът, да не е била рецензирана в официалния смисъл на думата, тя определено е била рецензирана от колеги. Всъщност Доналд Кнут, автор на "Изкуството на компютърното програмиране" и така нареченият "баща на анализа на алгоритми", пише статия, в която възхвалява алгоритъма през май 2023 г.

Междувременно различни екипи - включително Чакраборти, Вариям и Мил - прекараха последната година в проучване и усъвършенстване на алгоритъма. Някои от тях, казва Вариам, вече го преподават в своите курсове по информатика.

"Смятаме, че това ще бъде основен алгоритъм, който ще се преподава в първия курс по информатика за алгоритми като цяло и вероятностен алгоритъм в частност", каза той.

Кнут е съгласен: "Той е чудесно пригоден за преподаване на ученици, които изучават основите на информатиката. Почти съм сигурен, че нещо подобно в крайна сметка ще се превърне в стандартна тема за учебник".

И така, как един толкова революционен алгоритъм е останал незабелязан толкова дълго време? Според Вариам това не е толкова невероятно, колкото звучи.

"Учудващо е, че този прост алгоритъм не е бил открит по-рано. В науката не е необичайно простотата да бъде пропусната в продължение на няколко години", казва той.

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase

Коментари 1
Кирилица:
Фонетична
Имате 2000 позволени символа

* Моля, коментирайте конкретната статия и използвайте кирилица! Не се толерират мнения с обидно или нецензурно съдържание, на верска или етническа основа, както и написани само с главни букви!

1 коментар
 
Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
10 странни коледни традиции от цял свят

10 странни коледни традиции от цял свят

Любопитно Преди 3 минути

Паяжини вместо гирлянди и Коледа с KFC, къде празнуват най-странно Рождество Христово

Снимката е илюстративна

Дяволски заговор шокира Германия: Красавица убива своя двойничка, за да инсценира смъртта си

Свят Преди 7 минути

Закрит е един от най-странните и завладяващи случаи на убийство в страната

,

МЕНА: Египет и Русия се ангажираха да задълбочат политическата координация помежду си

Свят Преди 57 минути

Разговорът беше съсредоточен върху засилването на двустранното сътрудничество

.

Вятърът увеличава лавинната опасност в Пирин

България Преди 1 час

В Банско, Добринище и на връх Тодорка днес прогнозата е за обилен снеговалеж

Марк Рюте

Марк Рюте: Критиките на Зеленски срещу Шолц са несправедливи

Свят Преди 1 час

След като през ноември Шолц разговаря по телефона с Путин, Зеленски каза, че германският канцлер е отворил „кутията на Пандора“

э

Френски и британски издания коментират визитата на словашкия премиер Фицо в Русия

Свят Преди 1 час

Путин се среща със словашкия премиер Фицо при необичайно посещение на европейски лидер в Кремъл след началото на руската инвазия в Украйна

белезници

Задържаха мъж, заплашвал в TikTok да извърши нападение на коледен базар в Бремерхафен

Свят Преди 2 часа

Полицията е успяла бързо да идентифицира мъжа, след като е получила сигнала за видеото в социалната мрежа

Снимката е илюстративна

В Австрия задържаха българка по подозрение в шпионаж в полза на Русия

Свят Преди 2 часа

Смята се, че е работила с шестимата ни сънародници, арестувани във Великобритания

,

Във Франция е ден на национален траур за жертвите на циклона "Шидо" на Майот

Свят Преди 2 часа

Това е най-опустошителната стихия, връхлетяла Майот от 90 години насам

д

Абсурден случай: Мъж получи фиш за нарушение в София, без колата да е напускала Пловдив

България Преди 3 часа

Какво е обяснението на Центъра за градска мобилност?

Apple разработва и умен домашен звънец с AI

Apple разработва и умен домашен звънец с AI

Технологии Преди 4 часа

Той ще разпознава лицето на звънящия и ще отключва вратата автоматично

Внимание, значителни валежи! Жълт код за опасно време в понеделник

Внимание, значителни валежи! Жълт код за опасно време в понеделник

България Преди 4 часа

Максималните температури ще са предимно между 4° и 9°

Френски парламент

Новото правителство на Франция няма да бъде обявено в неделя

Свят Преди 11 часа

Източникът не каза дали новият кабинет ще бъде представен в понеделник

Либералите в ЕП предлагат изключването на ДПС от редиците си

Либералите в ЕП предлагат изключването на ДПС от редиците си

България Преди 11 часа

Причината са последните събития около лидерството на партията

<p>&bdquo;Останете с нас, ние едва започнахме&ldquo;</p>

Студенти след протеста в Славия: „Останете с нас, ние едва започнахме“

Свят Преди 12 часа

Te говориха тази вечер след протеста в Славия и благодариха на всички граждани, които са били на срещата