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Natural Computing
Erschienen in: Natural Computing 1/2011

01.03.2011

Friction-based sorting

verfasst von: Laura Dioşan, Mihai Oltean

Erschienen in: Natural Computing | Ausgabe 1/2011

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Abstract

Since computer processing mainly depends on sorting and searching methods, a key problem is how to design efficient algorithms in order to solve such problems. This paper describes a new nature-inspired mechanism (called Friction-based Sorting) capable of sorting a given set of numbers. The main idea behind this mechanism is to associate a ball (whose weight is proportional to the considered number) to each number. All the balls being allowed to fall in the presence of friction, the heaviest ball (which corresponds to the greatest input number) will reach the ground first and the lightest ball (associated with the smallest number) will reach the ground last. The proposed mechanism is analyzed, together with its strengths and weaknesses.
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Fußnoten
1
Both digital and analog hardware implementations of Beadsort can achieve a sorting time of \({\mathcal{O}}(\sqrt{n})\) (Arulanandham et al. 2004).
 
2
m is the maximum value of an item from S or the number of poles.
 
3
Stable sorting algorithms maintain the relative order of records with equal keys (i.e., sort key values). A sorting algorithm is stable if whenever there are two records R 1 and R 2 having the same key, as well as R 1 appearing before R 2 in the original list, it means that R 1 will appear before R 2 in the sorted list. Unstable sorting algorithms may change the relative order of records with equal keys, but stable sorting algorithms never do.
 
Literatur
Arulanandham JJ, Calude C, Dinneen MJ (2002) Bead-sort: a natural sorting algorithm. Bull EATCS 76:153–161MathSciNetMATH
Cormen TH, Leiserson CE, Rivest RL, Stein C (2001) Introduction to algorithms, 2nd edn. The MIT Press and McGraw-Hill Book Company
Dewdney AK (1984) On the spaghetti computer and other analog gadgets for problem solving. Sci Am 6(250):19–26
Gross JH (2006) Mass spectrometry: a textbook. Springer
Knuth DE (1973) The art of computer programming. Volume 3: sorting and searching. Addison-Wesley
Murphy DN (2006) Stable sorting using special-purpose physical. BCRI Preprint 06/2006, Boole Centre for Research in Informatics, University College Cork, Ireland
Murphy N, Naughton TJ, Woods D, Henley B, McDermott K, Duffy E, van der Burgt PJM, Woods N (2008) Implementations of a model of physical sorting. Int J Unconv Comput 1(4):3–12
Poole CF, Schuette SA (1984) Contemporary practice of chromatography. Elsevier
Sant PM (2004) Rooted tree. In: Black PE (ed) Dictionary of algorithms and data structures [online]. U.S. National Institute of Standards and Technology
Simpson CF, Whittaker M (1983) Electrophoretic techniques. Academic Press, London
Tipler PA (1991) Physics for scientists and engineers. Worth Publishers Inc. New York, USA
Vergis A, Steiglitz K, Dickinson B (1986) The complexity of analog computation. Math Comput Simul 28:91–113MATHCrossRef
Metadaten
Titel
Friction-based sorting
verfasst von
Laura Dioşan
Mihai Oltean
Publikationsdatum
01.03.2011
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Natural Computing / Ausgabe 1/2011
Print ISSN: 1567-7818
Elektronische ISSN: 1572-9796
DOI
https://doi.org/10.1007/s11047-010-9201-5

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