Æèãíýëòèéí áîäëîãûí àëãîðèòì

 Õóóðàì÷ çîîñûã èëð¿¿ëýõ áîäëîãûí àëèâàà
 àëãîðèìòûã ìîä õýëáýðýýð ä¿ðñýëæ áîëíî. 9-í
 çîîñíû òóõàéä ìîä íü:

                            <           =                   >




                    1   2           7               8               4       5



                <   =   >       <           =                   <       =       >


                    3   2           7           9       8           4       6       5
            1
Ëåììà3. N – íü èéì òîîíû çîîñíîîñ íýã øèðõýã õóóðàì÷ çîîñûã
  èëð¿¿ëýõýä K- óäààãèéí æèãíýëò õ¿ðýëöýýòýé áàéõ òîî
  áàéã. Õýðýâ zi – íü i-ð æèãíýëòèéí äàðààõ
  ä¿ãíýëò¿¿äèéí òîî áîë
         z1 + z2 +…. + zk <= 3k áàéäàã.
Ò¿¿íýýñ ãàäíà
Òåîðåì. N – øèðõýã çîîñíîîñ õóóðàì÷ çîîñûã èëð¿¿ëýõ
  áîäëîãûã log3N –ýýñ öººí æèãíýëòýýð áîäîõ àëãîðèòì îðøèí
  áàéäàãã¿é.
Áîäëîãûã õ¿íäð¿¿ëýí àâ÷ ¿çâýë:

Õóóðàì÷ çîîñ íü ¿ëäñýí áóñàä çîîñíóóäààñàà
   õ¿íä ¿¿ ? õºíãºí ¿¿ ? ãýäýã íü óðüä÷èëàí
   ìýäýãäýõã¿é òîõèîëäîëä ýíý áîäëîãî èõýýõýí
   ò¿âýãòýé áîëæ èðäýã.
( 12 – øèðõýã çîîñíû õóâüä ººðñ人 áîäîõûã
   çºâëüå.)
Ìýäýýëýë áà ìàãàäëàë

Ìýäýýëëèéí òîîí õýìæýýã òîäîðõîéëîõîä Õàðòëè-èéí òîìú¸îã
   ¿ðãýëæ õýðãýëýýä áàéõ áîëîìæã¿é áàéäàã.
Ýíý àðãà íü N – øèðõýã ýëåìåíò íü öºì àäèë òýãø ýðõòýé
   çºâõºí òýð òóõàéí òîõèîëäîëä õýðãýëýãäýõ áîëîëöîîòîé þì.
   (Àëôàâèòûí õàíäëàãàä á¿õ ¿ñã¿¿ä òýãø
   äàâòàìæòàéãààð ìýäýýíä îðîëöäîã ãýñýí ¿ã)
Ëåììà4 Àëôàâèò íü 2 ¿ãýýñ òîãòäîã áºãººä ìýäýýí äýõü
   òýìäýãò¿¿äèéí îëîíëîã íü ýõíèé à- òýìäýãò n – øèðõýã,
   õî¸ðäîõ â- ¿ñýã íü m- øèðõýãèéã òóñ òóñ àãóóëæ áàéã.
Ýíý ¿åä õýðýâ áèäýíä à- ¿ñýã òààðàëäñàí áîë log2 (m+n)-
   log 2n áèò ìýäýýëýë, â- òýìäýãò òààðàëäâàë
log2 (m+n)- log 2ì áèò ìýäýýëëèéã õ¿ëýýí àâíà.
Øåííîíû òîìú¸î

 Áèäýíä   i-ð òýìäýãòèéí èëðýõ ìàãàäëàë íü p i >0 ,
  ýíä p1 +p2 +... +pn =1 áàéõ p1 ,p2 , ... ,pn ãýñýí
  äàâòàìæûí ¿ç¿¿ëýëò á¿õèé N-øèðõýã
  òýìäýãò¿¿äýýñ òîãòîõ öàãààí òîëãîé ºãºãäñºí
  áàéã. Ýíý ¿åä èéì öàãààí òîëãîéí òýìäýãòèéí
  äóíäàæ ìýäýýëëèéí æèí íü
 p1 log2(1/p1) + p2 log2 (1/p2)+ ,,, + pN log2(1/pN)
  òîìú¸îãîîð èëýðõèéëýãäýíý.
Хартли-ийн томъёо

    Теорем: N-элементтэй цагаан толгойн нэг
тэмдэгтэд шингээж (багтааж) болох Мэдээллийн
тоон хэмжээ нь log2N болно.
    Өөр нэг томъёолол: Өөр хоорондоо адил тэгш
эрхтэй N ширхэг зүйлээс (предмет) нэгийг сонгон
авснаар хүлээн авах мэдээлийн тоо хэмжээ нь
log2N-тэй тэнцүү буюу адил тэгш боломжтой N
ширхэг хувилбар бүхий тодорхой бус байдлыг
арилгахад зайлшгүй шаардлагатай мэдээллийн
тоон хэмжээ нь log2N болно.
Энэхүү нотолгоо нь өмнөх бодлогын бодолтоос
үнэн зөв болох нь харагдах бөгөөд формаль
баталгааг хийж ч болно.
Хартли-ийн томъёоны хэрэглээ

Энэхүү томъёо нь мэдээллийн тоон хэмжээний тухай өмнө
  үзсэн тодорхойлолтыг улам нарийвчлан тодруулж, бүхэл
  биш мэдээллийн тоон хэмжээний тухай төсөөллийг өгдөг.
Тэмдэглэл: Аливаа цагаан толгой бүрийн хувьд энэ цагаан
  толгойн тэмдэгтүүдийн тусламжтай бичигдсэн мэдээн дэх
  мэдээллийн тоон хэмжээ нь бүхэл тоогоор илэрхийлэгдэх
  мэдээллийн хэмжилийн нэгжийг сонгон авч болно.
Жишээ1: Саналын хуудастай өмнөх бодлоготой холбоотойгоор
   мэдээллийг хэмжих нэгж болгон “+”, “-”, “0” гэсэн гурван
  тэмдэгтэй цагаан толгойн нэг тэмдэгт буюу тодорхой бус
  байдлыг 3 дахин багасгах мэдээлийн хэмжээг авч болно.
  Хуудас бүр нь нэг тийм нэгж мэдээллийг агуулж байна гэсэн
  үг.
Ä¿ãíýëò

 Õàðòëè-èéí òîìú¸îí äàõü ëîãàðèôìèéã äóðûí
 ñóóðèàð àâ÷ áîëîõ áà ýíý íü ìýäýýëëèéí òîîí
 õýìæýýã õýìæèõ íýãæèéí ñîíãîëòòîé
 òýíö¿¿ ÷àíàðòàé
Æèøýý 2
   ªìíºõ æèøýýíäýýð àâ÷ ¿çñýí ìýäýýëëèéã õýìæèõ íýãæ íü 2
    òàâàãò æèãí¿¿ð äýýðõè æèãíýëòèéí ¿ð ä¿íä àíàëèç õèéõýä
    òîõèðîìæòîé áàéäàã. Èéì æèãí¿¿ð äýýðõè æèãíýëò á¿ðèéí ¿ð
    ä¿íä ç¿¿í òàâãàí äýýðõè à÷àà õ¿íä, áàðóóí òàâãàí äýýðõè
    à÷àà íü õ¿íä , à÷ààíóóä òýíö¿¿ , ãýñýí 3 áîëîìæèéí àëü íýã íü
    áàéíà. Ýíý òîõèîëäîëä íýã æèãíýëòèéí ¿ð ä¿í íü Log32 -ààñ
    èõ ìýäýýëëèéã õýìæèõ õýìæèëòèéí íýãæ áîëíî. Áèä N øèðõýã
    çîîñ ºãºã人ä ò¿¿íèé íýã íü õóóðàì÷ /áóñäààñàà õºíãºí/ áîëîã ê–
    óäàà æèãíýëò õèéñíýýð k*log32áèò ìýäýýëýë õ¿ëýýí àâíà.òýð
    íü log3k2–ààñ èë¿¿ èõ òîäîðõîé áóñûã àðèëãàæ ÷àäàõã¿é. Èéìä
    õóóðàìæ÷ çîîñûã èëýð¿¿ëýõèéí òóëä *logn2–ýýñ öººíã¿é
    æèãíýëò õèéõ øààðäëàãàòàé.
Ä¿ãíýëò

   Ýíý æèøýýí äýýð ìýäýýëëèéí ôîðìàëü
    /Êîëìîãîðîâûí / áîëîí àãóóëàãæñàí /Øåííîíû /
    òîäîðõîéëîëòóóäûí çîõèöîëäîîã äàëä
    õýëáýðýýð àøèãëàæ áàéãàà.
Òîäðóóëáààñ

   Àëèâàà æèãíýëò íü 3 òýìäýãò öàãààí òîëãîéí
    òýìäýãòýýð êîä÷èëîãäîõ òóë 3 æèãíýëòèéí ýöýñò
    ãàðãàí àâàõ ¿ð ä¿íãèéí ìýäýýëëýë íü ýíý áàãààí
    òîëãîéí 3 ¿ñýãòý ¿ã áîëíî.Òèéì ¿ã íü íèéò 27 áàéõ
    òóë õàðòëèéíõààð òèéì ¿ã íü log272 áèò ìýäýýëëèéã
    àãóóëæ áàéíà. ͺ㺺 òàëààñ áîäëîãîä îðøèí áàéõ
    òîäîðõîé áóñ íü çîîñíû òîî N –òýé òýíö¿¿. Õàðòëèéí
    òîìú¸î ¸ñîîð õóóðàì÷ çîîñûã íàéäâàðòàé îëæ òîãòîîõîä
    logN2 –ýýñ áàãà ã¿é áèò ìýäýýëýë õýðýãòýé.

Alg bodlogo

  • 1.
    Æèãíýëòèéí áîäëîãûí àëãîðèòì Õóóðàì÷ çîîñûã èëð¿¿ëýõ áîäëîãûí àëèâàà àëãîðèìòûã ìîä õýëáýðýýð ä¿ðñýëæ áîëíî. 9-í çîîñíû òóõàéä ìîä íü: < = > 1 2 7 8 4 5 < = > < = < = > 3 2 7 9 8 4 6 5 1
  • 2.
    Ëåììà3. N –íü èéì òîîíû çîîñíîîñ íýã øèðõýã õóóðàì÷ çîîñûã èëð¿¿ëýõýä K- óäààãèéí æèãíýëò õ¿ðýëöýýòýé áàéõ òîî áàéã. Õýðýâ zi – íü i-ð æèãíýëòèéí äàðààõ ä¿ãíýëò¿¿äèéí òîî áîë z1 + z2 +…. + zk <= 3k áàéäàã. Ò¿¿íýýñ ãàäíà Òåîðåì. N – øèðõýã çîîñíîîñ õóóðàì÷ çîîñûã èëð¿¿ëýõ áîäëîãûã log3N –ýýñ öººí æèãíýëòýýð áîäîõ àëãîðèòì îðøèí áàéäàãã¿é.
  • 3.
    Áîäëîãûã õ¿íäð¿¿ëýí àâ÷¿çâýë: Õóóðàì÷ çîîñ íü ¿ëäñýí áóñàä çîîñíóóäààñàà õ¿íä ¿¿ ? õºíãºí ¿¿ ? ãýäýã íü óðüä÷èëàí ìýäýãäýõã¿é òîõèîëäîëä ýíý áîäëîãî èõýýõýí ò¿âýãòýé áîëæ èðäýã. ( 12 – øèðõýã çîîñíû õóâüä ººðñ人 áîäîõûã çºâëüå.)
  • 4.
    Ìýäýýëýë áà ìàãàäëàë Ìýäýýëëèéíòîîí õýìæýýã òîäîðõîéëîõîä Õàðòëè-èéí òîìú¸îã ¿ðãýëæ õýðãýëýýä áàéõ áîëîìæã¿é áàéäàã. Ýíý àðãà íü N – øèðõýã ýëåìåíò íü öºì àäèë òýãø ýðõòýé çºâõºí òýð òóõàéí òîõèîëäîëä õýðãýëýãäýõ áîëîëöîîòîé þì. (Àëôàâèòûí õàíäëàãàä á¿õ ¿ñã¿¿ä òýãø äàâòàìæòàéãààð ìýäýýíä îðîëöäîã ãýñýí ¿ã) Ëåììà4 Àëôàâèò íü 2 ¿ãýýñ òîãòäîã áºãººä ìýäýýí äýõü òýìäýãò¿¿äèéí îëîíëîã íü ýõíèé à- òýìäýãò n – øèðõýã, õî¸ðäîõ â- ¿ñýã íü m- øèðõýãèéã òóñ òóñ àãóóëæ áàéã. Ýíý ¿åä õýðýâ áèäýíä à- ¿ñýã òààðàëäñàí áîë log2 (m+n)- log 2n áèò ìýäýýëýë, â- òýìäýãò òààðàëäâàë log2 (m+n)- log 2ì áèò ìýäýýëëèéã õ¿ëýýí àâíà.
  • 5.
    Øåííîíû òîìú¸î  Áèäýíä i-ð òýìäýãòèéí èëðýõ ìàãàäëàë íü p i >0 , ýíä p1 +p2 +... +pn =1 áàéõ p1 ,p2 , ... ,pn ãýñýí äàâòàìæûí ¿ç¿¿ëýëò á¿õèé N-øèðõýã òýìäýãò¿¿äýýñ òîãòîõ öàãààí òîëãîé ºãºãäñºí áàéã. Ýíý ¿åä èéì öàãààí òîëãîéí òýìäýãòèéí äóíäàæ ìýäýýëëèéí æèí íü  p1 log2(1/p1) + p2 log2 (1/p2)+ ,,, + pN log2(1/pN) òîìú¸îãîîð èëýðõèéëýãäýíý.
  • 6.
    Хартли-ийн томъёо Теорем: N-элементтэй цагаан толгойн нэг тэмдэгтэд шингээж (багтааж) болох Мэдээллийн тоон хэмжээ нь log2N болно. Өөр нэг томъёолол: Өөр хоорондоо адил тэгш эрхтэй N ширхэг зүйлээс (предмет) нэгийг сонгон авснаар хүлээн авах мэдээлийн тоо хэмжээ нь log2N-тэй тэнцүү буюу адил тэгш боломжтой N ширхэг хувилбар бүхий тодорхой бус байдлыг арилгахад зайлшгүй шаардлагатай мэдээллийн тоон хэмжээ нь log2N болно. Энэхүү нотолгоо нь өмнөх бодлогын бодолтоос үнэн зөв болох нь харагдах бөгөөд формаль баталгааг хийж ч болно.
  • 7.
    Хартли-ийн томъёоны хэрэглээ Энэхүүтомъёо нь мэдээллийн тоон хэмжээний тухай өмнө үзсэн тодорхойлолтыг улам нарийвчлан тодруулж, бүхэл биш мэдээллийн тоон хэмжээний тухай төсөөллийг өгдөг. Тэмдэглэл: Аливаа цагаан толгой бүрийн хувьд энэ цагаан толгойн тэмдэгтүүдийн тусламжтай бичигдсэн мэдээн дэх мэдээллийн тоон хэмжээ нь бүхэл тоогоор илэрхийлэгдэх мэдээллийн хэмжилийн нэгжийг сонгон авч болно. Жишээ1: Саналын хуудастай өмнөх бодлоготой холбоотойгоор мэдээллийг хэмжих нэгж болгон “+”, “-”, “0” гэсэн гурван тэмдэгтэй цагаан толгойн нэг тэмдэгт буюу тодорхой бус байдлыг 3 дахин багасгах мэдээлийн хэмжээг авч болно. Хуудас бүр нь нэг тийм нэгж мэдээллийг агуулж байна гэсэн үг.
  • 8.
    Ä¿ãíýëò  Õàðòëè-èéí òîìú¸îíäàõü ëîãàðèôìèéã äóðûí ñóóðèàð àâ÷ áîëîõ áà ýíý íü ìýäýýëëèéí òîîí õýìæýýã õýìæèõ íýãæèéí ñîíãîëòòîé òýíö¿¿ ÷àíàðòàé
  • 9.
    Æèøýý 2  ªìíºõ æèøýýíäýýð àâ÷ ¿çñýí ìýäýýëëèéã õýìæèõ íýãæ íü 2 òàâàãò æèãí¿¿ð äýýðõè æèãíýëòèéí ¿ð ä¿íä àíàëèç õèéõýä òîõèðîìæòîé áàéäàã. Èéì æèãí¿¿ð äýýðõè æèãíýëò á¿ðèéí ¿ð ä¿íä ç¿¿í òàâãàí äýýðõè à÷àà õ¿íä, áàðóóí òàâãàí äýýðõè à÷àà íü õ¿íä , à÷ààíóóä òýíö¿¿ , ãýñýí 3 áîëîìæèéí àëü íýã íü áàéíà. Ýíý òîõèîëäîëä íýã æèãíýëòèéí ¿ð ä¿í íü Log32 -ààñ èõ ìýäýýëëèéã õýìæèõ õýìæèëòèéí íýãæ áîëíî. Áèä N øèðõýã çîîñ ºãºã人ä ò¿¿íèé íýã íü õóóðàì÷ /áóñäààñàà õºíãºí/ áîëîã ê– óäàà æèãíýëò õèéñíýýð k*log32áèò ìýäýýëýë õ¿ëýýí àâíà.òýð íü log3k2–ààñ èë¿¿ èõ òîäîðõîé áóñûã àðèëãàæ ÷àäàõã¿é. Èéìä õóóðàìæ÷ çîîñûã èëýð¿¿ëýõèéí òóëä *logn2–ýýñ öººíã¿é æèãíýëò õèéõ øààðäëàãàòàé.
  • 10.
    Ä¿ãíýëò  Ýíý æèøýýí äýýð ìýäýýëëèéí ôîðìàëü /Êîëìîãîðîâûí / áîëîí àãóóëàãæñàí /Øåííîíû / òîäîðõîéëîëòóóäûí çîõèöîëäîîã äàëä õýëáýðýýð àøèãëàæ áàéãàà.
  • 11.
    Òîäðóóëáààñ  Àëèâàà æèãíýëò íü 3 òýìäýãò öàãààí òîëãîéí òýìäýãòýýð êîä÷èëîãäîõ òóë 3 æèãíýëòèéí ýöýñò ãàðãàí àâàõ ¿ð ä¿íãèéí ìýäýýëëýë íü ýíý áàãààí òîëãîéí 3 ¿ñýãòý ¿ã áîëíî.Òèéì ¿ã íü íèéò 27 áàéõ òóë õàðòëèéíõààð òèéì ¿ã íü log272 áèò ìýäýýëëèéã àãóóëæ áàéíà. ͺ㺺 òàëààñ áîäëîãîä îðøèí áàéõ òîäîðõîé áóñ íü çîîñíû òîî N –òýé òýíö¿¿. Õàðòëèéí òîìú¸î ¸ñîîð õóóðàì÷ çîîñûã íàéäâàðòàé îëæ òîãòîîõîä logN2 –ýýñ áàãà ã¿é áèò ìýäýýëýë õýðýãòýé.