Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 01/12/2006 00:27 (GMT+7)

10 thuật toán hàng đầu của thế kỷ 20

1. Thuật toán Monte Carlo(1946) do John von Neumann, Stan Ulaur và Nick Metropotis tất cả đều làm việc tại Los Alamos Scientific Laboratory. Đấy là một thuật toán cho phép xấp xỉ nghiệm của nhiều lớp bài toán tổng quát, dựa trên các phép thử ngẫu nhiên. Chính vì vậy mà thuật toán được mang tên một thành phố của Pháp nơi có nhiều sòng bạc nổi tiếng.

2. Thuật toán đơn hình giải quy hoạch tuyến tínhdo George Dantzig (Rand Corporation) công bố năm 1947. Đây là một trong những thuật toán được sử dụng rộng rãi và thành công nhất từ khi nó ra đời, do các bài toán quy hoạch tuyến tính xuất hiện trong mọi lĩnh vực của khoa học kỹ thuật, kinh tế... Thuật toán này tuy có độ phức tạp tính toán theo cấp mũ, tuy nhiên nó tỏ ra rất hiệu quả trong thực tế. Gần đây tuy đã có những thuật toán đa thức giải quy hoạch tuyến tính, nhưng phương pháp đơn hình vẫn được sử dụng nhiều hơn cả.

3. Thuật toán không gian con Krylovhoặc còn gọi là phương pháp Gradient liên hợp do Magnus Hestenes, Eduard Stiefel và Cornelias Lanczos (National Bureau of Standard) đề xuất năm 1950 Thuật toán này cho phép giải hệ phương trình A x=b. Đây là một phương pháp lặp có dạng K x1+t= K xt+ b – Atrong đó K là một ma trận xấp xỉ A. Việc tìm K đưa đến việc nghiên cứu không gian con Krylov (tên nhà toán học Nga Nicolai Krylov). Lancos đã phát hiện ra một cách xây dựng một cơ sở trực giao cho một không gian con Krylov cho các ma trận đối xứng. Sau đó Hestenes và Stiefel đã đề nghị một phương pháp hướng gradient liên hợp cho những hệ với ma trận đối xứng và xác định dương. Các phương pháp hướng gradient liên hợp cũng đã được sử dụng giải các bài toán tối ưu, đặc biệt là quy hoạch toàn phương.

4. Phương pháp phân rã ma trậndo Alston Householder (Oak Ridge National Laboratory) đưa ra năm 1951. Kỹ thuật phân tích ma trận về các dạng đặc biệt như tam giác, dạng đường chéo, dạng khối v.v... tỏ ra rất hữu ích trong việc tính toán với các ma trận. Kỹ thuật này đã cho phép xây dựng những phần mềm máy tính rất hiệu quả để tính toán với các ma trận.

5. Ngôn ngữ FORTRANdo John Backus và cộng sự thuộc IBM đưa ra năm 1957 là một bước ngoặt trong sự phát triển ngôn ngữ dịch cho máy tính. Với FORTRAN con người có thể nói với máy tính tất cả những gì muốn máy tính thực hiện mà không cần can thiệp trực tiếp vào ngôn ngữ của máy.

6. Thuật toán QRdo J.G.F. Francis (Ferranti Ltd London) đưa ra trong những năm 1959-1961. Đây là một thuật toán ổn định cho phép tính các giá trị riêng. Thuật toán dựa trên một kỹ thuật lặp cho phép phân tích một ma trận thành tích của một ma trận trực giao và một ma trận tam giác trên, qua đó có thể tính các giá trị riêng rất hiệu quả. Ngày nay với thuật toán này người ta có thể tính được các giá trị riêng của các ma trận cỡ rất lớn.

7. Thuật toán sắp xếp nhanhdo Tony Heare (Elliott Brothers Ltd London) giới thiệu năm 1961. Xắp xếp n đối tượng theo một thứ tự nào đó là một bài toán quan trọng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong sự hoạt động của máy tính. Thuật toán thực hiện một cách rất trực giác và trực tiếp. Nó cũng đã góp phần rất lớn thúc đẩy việc nghiên cứu độ phức tạp tính toán.

8. Năm 1965 James Cooly (IBM) và John Tuckey (Đại học Princeton) phát minh phép biến đổi Fourier nhanh (FFT). Tư tưởng của FFT dựa theo phương pháp của Gauss khi ông tính toán một số quỹ đạo của các hành tinh. Tuy nhiên trong bài báo của mình Cooly và Tuckey đã giải thích rõ việc thực hiện phép biến đổi Fourier một cách nhanh chóng và dễ dàng. FFT cũng đã được áp dụng rất hiệu quả trong nhiều bài toán quan trọng, trong đó có việc tính toán với lược đồ Feynman trong lý thuyết lượng tử.

9. Thuật toán phát hiện quan hệ nguyên(IRD algorithm) do Helâmn Feguson và Rodney Forcade (Đại học Bringham Young) đưa ra năm 1977. Bài toán quen thuộc: cho nsố thực a 1...a n, hãy tìm các nghiệm nguyên x1,..., xn không phải tất cả là 0 sao cho a 1x 1+...+ a nx n= 0. Với n=2thuật toán Ơclit cho phép giải bài toán sau một số hữu hạn trước khi a 1/a 2hữu tỉ. Nếu thuật toán Ơclit không hữu hạn hoặc đơn giản là ta cấch dừng thuật toán lại, thì nó sẽ cho một cận của lời giải theo quan hệ nguyên nhỏ nhất. Sự tổng quát hoá của Ferguson và Forcade mặc dù rất phức tạp và khó hiểu nhưng đã tỏ ra rất hiệu quả. Thuật toán đã được dùng để tìm chính xác những hệ số của những đa thức thoả mãn bởi những điểm rẽ nhánh bậc 3 và 4 trong lý thuyết rẽ nhánh. Thuật toán này cũng làm cho việc tính toán với các lược đồ Feynman trong lý thuyết lượng tử trở nên đơn giản hơn nhiều.

10. Thuật đoán đa cực nhanh(fast multipole algorithm) do Leslie Greengard và Vladimir Rokhlin (Đại học Yale) phát minh năm 1987. Thuật toán này đã giải được bài toán mô phỏng N-vật thể, là một bài toán đau đầu nhất trong nhiều năm. Để tính toán chính xác lực tương tác giữa N vật thể (các hành tinh hoặc các nguyên tử trong phân tử) người ta đã phỏng đoán rằng cần đến 0(N 2) phép tính cho mỗi cặp vật thể. Thuật toán đa cực nhanh đã tính được với 0(N) phép tính. Thuật toán đa cực nhanh còn cho phép phân rã các vật thể theo từng nhóm để tính toán, do đó cho phép giải quyết bài toán với một số lớn các vật thể. Một ưu điểm nổi bật nữa của thuật toán đa cực nhanh là nó cho phép xử lý sai số dồn, là một vấn đề mà nhiều phương pháp khác không làm được.

Trên đây chỉ là những điều rất sơ lược về 10 thuật toán có ảnh hưởng lớn nhất của thế kỷ 20, đã được bình chọn bởi một nhóm các nhà khoa học. Việc tìm hiểu chi tiết về các thuật toán này sẽ cần đến nhiều bài báo. Nếu được đề nghị thêm 2 hoặc 5 thuật toán nữa thì bạn sẽ đề nghị những thuật toán nào? Hay bạn có thể dự đoán những điều mới lạ sẽ đến trong thế kỷ 21 trong việc phát minh các thuật toán. Câu hỏi này thật sự là khó trả lời cho một thời gian là một thế kỷ. Tuy nhiên điều chắc chắn rằng thế kỷ 21 sẽ không thể là một trăm năm bình lặng và cũng không thể là một thời kỳ mờ nhạt đối với khoa học.

Nguồn: Thông tin toán học, số3, 10/2001

Xem Thêm

Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Liên hiệp Hội các tỉnh, thành phố: Phát huy hiệu quả nguồn lực trí tuệ giải quyết các bài toán thực tiễn tại địa phương
Hoạt động của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật các tỉnh, thành phố thời gian qua ngày càng bám sát yêu cầu phát triển và những vấn đề đặt ra từ thực tiễn. Thông qua tư vấn, phản biện chính sách, chuyển giao khoa học công nghệ, phổ biến kiến thức, đội ngũ trí thức đã có nhiều đóng góp thiết thực, góp phần đưa tri thức khoa học vào đời sống, phục vụ phát triển KH-XH tại địa phương.
Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm đề xuất mạng lưới “Không gian vì Phát triển và Khả năng chống chịu”
Tổng Bí thư, Chủ tịch nước đã nêu 5 nguyên tắc quản trị đa phương với không gian vũ trụ, kêu gọi không đe dọa hoặc sử dụng vũ lực, đặt con người và Trái Đất ở trung tâm, đồng thời sẵn sàng làm điểm kết nối cho Đông Nam Á trong hợp tác quốc tế về không gian vũ trụ.
Bắc Ninh: Tháo gỡ vướng mắc trong tổ chức các hội thi, cuộc thi
Ngày 08/9, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Tọa đàm “Nghị quyết số 25/2026/NQ-HĐND – Từ quy định đến thực tiễn tổ chức các hội thi, cuộc thi sáng tạo do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Bắc Ninh tham mưu, chủ trì”. Ông Nguyễn Hồng Sơn- Phó Chủ tịch Liên hiệp hội tỉnh chủ trì hội nghị.
Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm kết thúc tốt đẹp chuyến thăm cấp Nhà nước tới Liên bang Nga
Theo đặc phái viên TTXVN, tối 9/9 (giờ địa phương), Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm cùng Phu nhân và Đoàn đại biểu cấp cao Việt Nam rời thủ đô Moskva kết thúc tốt đẹp chuyến thăm cấp Nhà nước tới Liên bang Nga (từ ngày 7-9/9/2026) và tiếp tục thăm chính thức Cộng hòa Pháp, dự Hội nghị Thượng đỉnh Không gian vũ trụ tại Paris từ ngày 9 -12/9/2026.
Tuyên bố chung về củng cố hơn nữa quan hệ đối tác chiến lược toàn diện Việt Nam- Nga
Nhân chuyến thăm cấp Nhà nước của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm cùng Phu nhân và Đoàn Đại biểu cấp cao Việt Nam tới Liên bang Nga từ ngày 7-9/9, hai bên đã ra Tuyên bố chung về việc củng cố hơn nữa quan hệ Đối tác chiến lược toàn diện Việt Nam - Nga trong giai đoạn mới. Ban Biên tập vusta.vn trân trọng giới thiệu toàn văn Tuyên bố chung:
Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm hội đàm với Tổng thống Nga Vladimir Putin
Trong khuôn khổ chuyến thăm cấp Nhà nước tới Liên bang Nga, ngày 9/9/2026, tại Điện Kremlin, sau Lễ đón trọng thị với nghi thức cấp nhà nước, Tổng Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam, Chủ tịch nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Tô Lâm đã hội đàm với Tổng thống Nga Vladimir Putin.
Hải Phòng: Sáp nhập Hội Làm vườn và Hội Kế hoạch hóa gia đình về Liên hiệp hội Thành phố
Ủy ban nhân dân thành phố Hải Phòng vừa ban hành Quyết định số 3494/QĐ-UBND ngày 29/8/2026 về việc cho phép sáp nhập Hội Làm vườn thành phố Hải Phòng và Hội Kế hoạch hóa gia đình thành phố Hải Phòng vào Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (Liên hiệp Hội) thành phố Hải Phòng.
Thanh Hoá: Tập huấn công nghệ số và ứng dụng số trong sản xuất và đời sống
Ngày 08/9, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa (Liên hiệp hội tỉnh) đã phối hợp với Hội Tin học Thanh Hóa và Trường Đại học Hồng Đức tổ chức Hội nghị tập huấn với chủ đề “Công nghệ số và ứng dụng số cho công dân xuất sắc và tiêu biểu trong lao động và sản xuất trên địa bàn tỉnh”.