모든 IT의 기초인 문제를 해결하는 과정을 묘사하는 알고리즘

모든 IT의 기초인 문제를 해결하는 과정을 묘사하는 알고리즘에 대해 정리해보도록 하겠습니다. 

 

 

알고리즘은 문제를 해결하는 과정의 묘사

IT를 위한 알고리즘에 대해 살펴보겠습니다. 알고리즘이라는 것은 문제 해결 과정을 묘사하는 것을 말하며 생각하는 법을 훈련하는 것이며 자료 구조의 확장이라고 말할 수 있습니다. 간략하게 살펴보자면 문제 해결 과정을 묘사하는 것이라는 말은 입력을 받아 원하는 출력을 만들어내는 것이라고 할 수 있습니다. 이것이 컴퓨터에서 문제를 해결하는 방법입니다. 입력을 받으면 적절한 출력을 만들어내는 것입니다. 알고리즘은 이문제가 나타났을 때 문제 해결 절차를 거쳐 원하는 출력을 만들어 내기 위해 문제 해결 절차를 체계적으로 기술해야 하는데 이것이 알고리즘입니다. 문제는 입력과 출력으로 명시되는데, 입력을 주면 원하는 출력이 나오도록 하라고 말하는 것인데, 이때 알고리즘을 체계적으로 기술하여 문제를 해결하는 것입니다. 예를 들어 100명의 시험 성적이 입력이 들어왔을 때 이 성적 중 최고점은 몇 점인지를 물어본다면 이 알고리즘을 만들 이 위한 입력 값은 100명의 성적이 될 것이고 출력 값은 100명의 시험 성적 중 최고점이 돼야 합니다.

 

 

입력값에서 원하는 출력 값을 얻기 위한 알고리즘 설정

그렇다면 100명의 시험 성적 중에 최고점을 찾는 방식은 무엇인지에 대해 체계적으로 기술을 해야 합니다. 문제 해결 방법이라고 부른 알고리즘은 두 가지가 필요한데, 일단 명확해야 합니다. 복잡하더라도 명확해야 하며 절차대로 효율적이 여야 합니다. 알고리즘을 만드는 목적은 프로그래밍에 있습니다. 프로그램을 만들어 컴퓨터에 적용을 시켜야 합니다. 프로그래밍 언어로 알고리즘을 변화하여야 하는데, 개발한 최고점을 찾는 방법이 시간이 굉장히 많이 걸리는 방식이거나 메모리 처리 공간을 많이 필요로 하는 방식이면 안된다는 것입니다. 그래서 알고리즘을 명확하고 효율적으로 만들어야 한다는 것입니다. 

 

 

알고리즘은 생각하는 방법의 훈련

또한 알고리즘은 생각하는 방법을 훈련하는 것이기 때문에 문제 해결 방법을 학습을 하다 보면 이것을 어떻게 만들어낸 것일까에 대한 생각을 하는 것도 터득하게 됩니다. 이것이 알고리즘을 배우는 목적 중에 하나입니다. 이렇게 생각하는 법을 터득한 이후 문제 자체를 해결하는 방법에 대해 학습을 하게 되면 앞으로 새롭게 발생하는 문제들에 대해서도 해결방안을 찾게 될 수 있습니다. 알고리즘은 자료 구조를 확장해가는 개념이라고도 했는데, 자료 구조라는 것은 데이터가 저장이 되는 방식입니다. 그래서 데이터를 표현하고 저장하는 방법이라고 할 수 있습니다. 프로그래밍 언어에는 기본적인 자료 형태가 존재합니다. int, 구조체, 배열 등이 있는데, 기본적인 프로그램에서 제공을 하는 것들을 가지고 스택, 리스트, 큐 등 선형 자료 구조나 비선형 자료 구조, 트리나 그래프 등과 같이 자료 구조를 가지게 됩니다.

 

 

데이터를 효율적으로 저장하는 방식들과 이러한 저장 방식에 따라 변화하는 알고리즘

이러한 자료 구조는 데이터를 효율적으로 저장하기 위해 사용하는 것입니다. 효율적으로 데이터를 저장하는 방식을 이해했다면 알고리즘을 통해 입력을 받은 데이터를 원하는 출력으로 만들어내는 것이고 알고리즘은 이런 방식을 체계적으로 기술하는 것이므로 자료 구조에 따라 문제 해결 방법을 달리 가져가야 합니다. 어떤 자료가 리스트에 있는가에 따라서 바꾸거나 그래프에 있는 것을 가져오는가에 따라 사용하는 방법이 달라집니다. 그래서 자료구조 역시 알고리즘을 배울 때 꼭 이해를 하고 있어야 하는 개념이라고 할 수 있습니다. 알고리즘과 관련된 수업에서는 데이터의 형태인 리스트, 스택, 큐 등에 대해서는 다루지 않는데, 이러한 개념들은 알고리즘을 공부하면서 따로 정리를 해볼 필요가 있을 것 같습니다. 다음 글에서는 알고리즘의 설계와 분석의 기초에 대해 다뤄보도록 하겠습니다.