Cuestiones de control. Conferencia: La computadora como ejecutora formal de algoritmos ¿Cuáles son las características de la ejecución de un programa en una computadora?

Considere un proceso de gestión de procesos de información en el que se selecciona texto como objeto gestionado. En otras palabras, considere el proceso de información asociado con la edición (cambio de estado) del texto.
primeramente, para poder convertir el texto, debe haber alguien o algo que realice estas conversiones. En otras palabras, es necesario ejecutor estas transformaciones.
en segundo lugar, el proceso de conversión de texto debe dividirse en operaciones separadas, que deben escribirse como comandos ejecutante. Cada intérprete tiene un conjunto específico. , sistema de comando , que puede cumplir. En el proceso de edición de texto, son posibles varias operaciones: borrar, copiar, mover o reemplazar sus fragmentos. El editor de texto debe poder realizar estas operaciones.
En tercer lugar, debe determinarse el estado inicial del objeto, en este caso el texto, y su requerido estado final(objetivo de conversión).
Diremos que un proceso de información que tiene todas las propiedades enumeradas anteriormente se llama algoritmo . Un ejecutor puede ejecutar un algoritmo si los comandos del algoritmo están incluidos en el sistema de comandos del ejecutor.
Por ejemplo: el usuario necesita editar el texto de la siguiente manera:

1. Seleccione los caracteres del 1 al 15.

2. Corta este fragmento y colócalo en el portapapeles.

3. Coloque el cursor en la posición después del séptimo carácter.

4. Pegue el fragmento de texto cortado.

Este algoritmo puede ser realizado formalmente por el usuario. El usuario en el proceso de ejecución del algoritmo en la computadora presionará las teclas del teclado, y cuando trabaje con la interfaz gráfica usando el mouse, activará ciertos botones, elementos del menú, etc. De hecho, el usuario dará comandos a los objetos del entorno de software de Windows y Office, que artistas intérpretes o ejecutantes algoritmo.

Lenguajes de programación algorítmica. La representación del proceso de información en forma de algoritmo le permite confiarlo automático ejecución de varios dispositivos técnicos, entre los cuales una computadora ocupa un lugar especial. Al mismo tiempo, dicen que la computadora ejecuta un programa (una secuencia de comandos) que implementa un algoritmo en algún lenguaje de programación.

14 Conceptos básicos de algoritmización: ejecutores formales e informales de algoritmos.

Ejecutor- este es algún objeto (humano, animal, dispositivo técnico) capaz de ejecutar un cierto conjunto de comandos.
Comandos que un ejecutante en particular puede ejecutar sistema de comando del ejecutor(ESQUÍ).

La clase de artistas es inusualmente diversa. En primer lugar, distingue dos tipos de intérpretes: formal y informal. Un ejecutor formal siempre ejecuta el mismo comando de la misma manera. Un ejecutor informal puede ejecutar un comando de diferentes maneras.

Por ejemplo, cuando escucha repetidamente un disco con sus canciones favoritas, puede estar seguro de que el reproductor (artista formal) las reproducirá de la misma manera. Pero es poco probable que alguno de los cantantes (un intérprete informal) pueda interpretar una canción de su repertorio exactamente de la misma manera varias veces.

Por regla general, una persona actúa como un artista informal. Los ejecutores formales son principalmente dispositivos técnicos. Una persona en el papel de un actor informal es responsable de sus propias acciones. El objeto que lo controla es responsable de las acciones de un ejecutor formal.

Control Es el proceso de influencia deliberada de unos objetos sobre otros.

Los ejecutores son objetos de control. Puede administrarlos creando un algoritmo para ellos.

Algoritmo- esta es una descripción exacta de la secuencia de acciones destinadas a resolver la tarea, destinada a un ejecutante específico.

Los algoritmos pueden escribirse en forma de tabla, una lista numerada en lenguaje natural o representarse mediante un diagrama de flujo. Programa- este es un algoritmo escrito de acuerdo con las reglas de un lenguaje comprensible para la computadora ejecutora.

15 Construcciones algorítmicas: lineales, ramificadas, cíclicas

Algoritmo- una secuencia de acciones que describe el proceso de transformación de un objeto del estado inicial al estado final, escrito usando comandos comprensibles para el ejecutor.

ContratistaEl algoritmo puede ser una persona o un dispositivo automático: computadoras, robots, máquinas herramienta, satélites, electrodomésticos sofisticados e incluso juguetes para niños. Cada algoritmo se crea en función de un ejecutante muy específico.

La computadora, como ejecutora, realiza cualquier trabajo de acuerdo con el programa. Los programas son escritos por personas y la computadora los ejecuta formalmente.

Los desarrolladores de sistemas de inteligencia artificial están tratando de enseñarle a una máquina, como a una persona, a construir de forma independiente un programa de sus acciones, basado en la condición del problema.

El objetivo es transformar la computadora de un ejecutante formal en un ejecutante intelectual.

El trabajo de ambos ejecutantes consta de cuatro bloques, pero el ejecutante formal trabaja de acuerdo con un programa ya hecho, mientras que el ejecutante intelectual elabora el programa él mismo y recibe el resultado.

Información para la computadora - datos, presentado en una forma aceptable para su transmisión y procesamiento en una computadora.

Para trabajar con los datos, la computadora necesita instrucciones ( equipos, reglas de acción). Los comandos se forman en una lista de comandos.

Algoritmoes una secuencia de acciones (comandos) para lograr un objetivo.

En el siglo XIX, el matemático e ingeniero inglés Charles Babbage desarrolló un proyecto para una computadora que fue diseñada para realizar automáticamente largas cadenas de cálculos. La característica principal del diseño de esta máquina es el principio de funcionamiento del software.

Charles Babbage es considerado el inventor de la computadora: fue el primero en combinar una máquina sumadora mecánica con la idea del control del programa.

De acuerdo con su propósito, una computadora es un dispositivo universal para trabajar con información.

Las computadoras se basan en el principio de control de software. Cualquier computadora es un dispositivo automático que funciona de acuerdo con los programas integrados en ella.

La primera computadora capaz de almacenar un programa en su memoria se desarrolló en 1943-1948. en Estados Unidos bajo la dirección de John Mauchly y Presner Eckert.

En 1945, el famoso matemático John von Neumann participó en el trabajo, quien formuló los principios generales para el funcionamiento de los dispositivos informáticos universales.

La primera computadora en la que se implementaron completamente estos principios fue construida en 1949 por el investigador inglés Maurice Wilkes. La base de elementos está cambiando, las computadoras se están volviendo cada vez más poderosas, pero hasta ahora la mayoría de ellas corresponden a los principios que John von Neumann esbozó en su informe de 1945.

Según von Neumann, una computadora consta de los siguientes bloques principales:

Unidad lógica aritmética que realiza operaciones aritméticas y lógicas;

Un dispositivo de control que organiza el proceso de ejecución de programas;

Un dispositivo de almacenamiento, o memoria, para almacenar programas y datos;

Dispositivos externos de entrada-salida de información.

En las computadoras modernas esto es:

Memoria (dispositivo de memoria - memoria), que consta de celdas renumeradas;

Un procesador que incluye una unidad de control (CU) y una unidad aritmética lógica (ALU);

Dispositivo de entrada;

dispositivo de salida.

Estos dispositivos están interconectados por canales de comunicación a través de los cuales se transmite la información.

Una parte del procesador que ejecuta instrucciones se llama unidad lógica aritmética, y su otra parte, que realiza funciones de gestión de dispositivos, - dispositivo de control. Por lo general, estos dispositivos se asignan de forma puramente condicional, no están separados estructuralmente.

El procesador contiene una serie de celdas de memoria adicionales especializadas denominadas registros. El registro realiza la función de almacenamiento a corto plazo de un número o comando. El elemento principal del registro es un circuito electrónico llamado desencadenar.

El registro es un conjunto de disparadores conectados entre sí de cierta manera por un sistema de control común.

Hay varios tipos de registros que difieren en el tipo de operaciones realizadas. Algunos registros importantes tienen sus propios nombres, por ejemplo:

- sumador- Registro ALU involucrado en la ejecución de cada operación;

- contador de programa- Registro CU, cuyo contenido corresponde a la dirección de la siguiente instrucción ejecutada. Sirve para obtener automáticamente un programa de sucesivas celdas de memoria;

- registro de instrucciones- Registro CU para almacenar el código del comando por el tiempo requerido para su ejecución. Algunos de sus bits se usan para almacenar el código de operación, el resto se usa para almacenar códigos de dirección de operandos.

La computadora es un ejecutor universal del procesamiento de la información. Esto significa que para él, como para cualquier ejecutante, existe un cierto sistema de comandos (SKI). Tal sistema de instrucciones para una computadora se llama Lenguaje de máquina(YaMK)

Programa de computadora es un algoritmo desarrollado en el NMC. O, programa de gestion informatica es una secuencia de comandos NML, donde cada comando es una directiva para que el procesador realice una acción específica.

Considere las etapas de ejecución del programa.

Según los principios de John von Neumann, el programa durante su ejecución y los datos que procesa están en la RAM (el principio de un programa almacenado en la memoria). El procesador ejecuta el programa desde la primera instrucción hasta la última.

¿Cuál es la propiedad principal de la memoria RAM? ( volatilidad, funciona con datos que están activos en el momento actual)

¿Cuáles son las características en la percepción de la información por parte de una persona y una computadora? ( una persona percibe información utilizando los sentidos, en forma de signos y señales, y una computadora percibe información en forma de números (0 y 1).)

¿Cómo hacer que un programa escrito por una persona sea comprensible para una computadora? (requiere traducción)

Para una computadora, toda la información debe estar representada en códigos binarios, es decir se necesita traducción. Este tipo de traducción se llama transmisión, y el traductor lo hace.

Conclusión: El dispositivo que procesa la información en una computadora es un procesador, por lo tanto, el algoritmo debe utilizar el sistema de comandos del procesador, es decir, escrito en lenguaje máquina, que es una secuencia de ceros y unos.

Al principio, los programadores que trabajaban en computadoras de la primera generación (años 50 - 60) compilaban programas en NML (en códigos binarios), pero este es un trabajo bastante difícil, por lo que se crearon lenguajes de programación de alto nivel (HPL) para facilitar programación. ) son lenguajes creados artificialmente con unas pocas docenas de palabras (operadores) y reglas de sintaxis estrictas. Compilar programas en HPL es mucho más fácil. Ejemplos de HLPE: Fortran, Pascal, BASIC, C, etc.

Para que el procesador ejecute un programa escrito en un lenguaje de programación, éste y los datos con los que trabaja deben cargarse en la RAM. El programa se escribe y se carga en la RAM, y para que el procesador lo ejecute en la RAM, también debe haber un programa traductor (traductor) que traduzca el programa de un lenguaje de alto nivel a un lenguaje de comando de máquina.

Por lo tanto, la cadena de eventos desde la composición de un programa en el HPL hasta la obtención de los resultados para resolver el problema se ve así

Una persona siempre debe comprender la capacidad limitada de la computadora como ejecutor, la necesidad de prever todas las sutilezas de los comandos asignados a la computadora. Una persona desarrolla un algoritmo, lo escribe en la HLPU y analiza los resultados de la ejecución del programa.

La computadora es el ejecutor formal de los programas.

Entonces, una computadora no puede prescindir de un programa y datos iniciales, solo una persona puede prepararlos.

Por lo tanto, se puede decir esa computadora para resolver problemas - esta es la ejecución formal del algoritmo (programa), y la computadora es el ejecutor formal.

Una computadora se puede usar para resolver una amplia variedad de problemas, por lo tanto, según la condición del problema, una persona decide qué software usar. Si el software incluye programas adecuados para resolver problemas humanos, entonces es más conveniente usarlos (editor de texto, hojas de cálculo, bases de datos, presentaciones).

Si no puede usar un software ya hecho, debe recurrir a la programación (sistemas operativos, modificaciones del sistema operativo, traductores, controladores, archivadores, antivirus).

DIAGRAMA GENERAL DE LA COMPUTADORA

Computadora personal(PC) en su composición mínima requerida según este esquema incluye:

• principales dispositivos de entrada: teclado y ratón;
• dispositivo de salida principal: monitor;
• la parte central está ubicada en la unidad del sistema;
• la memoria externa se encuentra en los medios: discos y está controlada por unidades especiales: unidades de disco;
• en una sola configuración, todas las partes de la PC están conectadas mediante dispositivos de interfaz.

La estructura de la PC se basa en dos principios importantes: principio modular del maletero y principio de arquitectura abierta. De acuerdo con el primero, todas las partes y dispositivos están hechos en forma de bloques separados, cuya información se transmite a través de un conjunto de conexiones combinadas en un enlace. En este caso, el esquema general de la PC se puede representar de la siguiente manera:

El segundo principio de construir una PC, una arquitectura abierta, implica la posibilidad de ensamblar una computadora a partir de piezas fabricadas de forma independiente, disponibles para todos (como un diseñador infantil).

Materiales usados ​​del sitio http://www.iiiikt.narod.ru

El actor se caracteriza por:

• Miércoles;
• acciones elementales;
• sistema de comando;
• fallas

miércoles(o escenario) es el "hábitat" del ejecutante .

sistema de comando Cada ejecutor puede ejecutar comandos solo desde una lista estrictamente especificada: un sistema de comandos de ejecución. Cada comando debe ser dado condiciones de aplicabilidad(en qué estados del entorno se puede ejecutar el comando) y se describe resultados de ejecución comandos
Después de llamar al comando, el ejecutor realiza el correspondiente acción elemental.

fallas Los errores del ejecutor ocurren si se llama a un comando cuando el estado del entorno no es válido para él.

Ejecutor no sabe nada de objetivos del algoritmo.Él realiza todo recibido equipos sin hacer preguntas "por qué" y "por qué".

El ordenador como ejecutor formal de algoritmos.

Considere un proceso de gestión de procesos de información en el que se selecciona texto como objeto gestionado. En otras palabras, considere el proceso de información asociado con la edición (cambio de estado) del texto.
primeramente, para poder convertir el texto, debe haber alguien o algo que realice estas conversiones. En otras palabras, es necesario ejecutor estas transformaciones.
en segundo lugar, el proceso de conversión de texto debe dividirse en operaciones separadas, que deben escribirse como comandos ejecutante. Cada intérprete tiene un conjunto específico. , sistema de comando , que puede cumplir. En el proceso de edición de texto, son posibles varias operaciones: borrar, copiar, mover o reemplazar sus fragmentos. El editor de texto debe poder realizar estas operaciones.
En tercer lugar, debe determinarse el estado inicial del objeto, en este caso el texto, y su requerido estado final(objetivo de conversión).
Diremos que un proceso de información que tiene todas las propiedades enumeradas anteriormente se llama algoritmo . Un ejecutor puede ejecutar un algoritmo si los comandos del algoritmo están incluidos en el sistema de comandos del ejecutor.
Por ejemplo: el usuario necesita editar el texto de la siguiente manera:

1. Seleccione los caracteres del 1 al 15.
2. Corta este fragmento y colócalo en el portapapeles.
3. Coloque el cursor en la posición después del séptimo carácter.
4. Pegue el trozo de texto cortado.

Este algoritmo puede ser realizado formalmente por el usuario. El usuario en el proceso de ejecución del algoritmo en la computadora presionará las teclas del teclado, y cuando trabaje con la interfaz gráfica usando el mouse, activará ciertos botones, elementos del menú, etc. De hecho, el usuario dará comandos a los objetos del entorno de software de Windows y Office, que artistas intérpretes o ejecutantes algoritmo.

Lenguajes de programación algorítmica. La representación del proceso de información en forma de algoritmo le permite confiarlo automático ejecución de varios dispositivos técnicos, entre los cuales una computadora ocupa un lugar especial. Al mismo tiempo, dicen que la computadora ejecuta un programa (una secuencia de comandos) que implementa un algoritmo en algún lenguaje de programación.

Cuestiones de control. ¿Cuál es la diferencia entre un actor formal y uno intelectual? ¿Qué es YMC? ¿Quién propuso tal sistema? ¿Cuáles son las características de la implementación del programa en la computadora NMC? ¿Qué es YAPV? ¿Características de la ejecución de un programa por una computadora escrita en YHVU? ¿Por qué una computadora puede llamarse ejecutor formal?

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Algoritmo

"Ejecución de algoritmos por una computadora" - Procesador. Ejecutor formal Algoritmo y programa Características de la ejecución del programa. Características de la ejecución del programa. Transmisión. La composición de los equipos del NMC fue propuesta por John von Neumann en 1946. Etapas de ejecución del programa. Programa. 1. 0011+0101. Datos. Computadora. 4. 3.

"Minería de Datos" - Literatura sobre Minería de Datos. Ejemplo 2. Historia de la Minería de Datos. Sistemas expertos de procesamiento del conocimiento. métodos cibernéticos. Para mapas de Kohonen: entrada, salida, otros mapas específicos. Ventajas del método. La complejidad de desarrollar y operar una aplicación de minería de datos. Proceso de construcción. Criterios: Precisión de reconocimiento Error.

"Algoritmos en informática" - Forma larga. Estructura de sucursales. Por favor, dé más ejemplos del algoritmo cíclico. No. Lineal. Recuerda: ¿qué es un algoritmo? Acción. Estructura del ciclo. Los algoritmos se pueden describir: verbalmente; tabular; usando el programa; gráficamente. ¿Cómo te imaginas el algoritmo? Acción N. Cíclica.

"Expresiones lógicas" - Contenidos. ?. Se expresa con las palabras SI..., ENTONCES... Consecuencia lógica o Implicación. Objetivo. negación lógica. Ejemplo: Aprobar un examen requiere conocimiento o suerte. seguimiento lógico. Expresiones booleanas. ¡Recuerda la señal! 1. Lógica 2. Predicados. declaraciones. Indicado por un icono.

"Comando de algoritmo": cada comando de algoritmo debe determinar la acción inequívoca del ejecutante. 2. Claridad. 1. Precisión. Equipo 2. Serie. … Equipo núm. Equipo 1. Algoritmo lineal. Propiedades del algoritmo. Algoritmo cíclico. Un algoritmo en el que los comandos se ejecutan secuencialmente uno tras otro se llama... Condición.

"Algoritmo lineal": de dónde obtuvimos la información. Vivimos según un algoritmo lineal. Y eso está en nosotros. Tomamos información de la cabeza. Algoritmo lineal-. Como el mecanismo de un reloj: después del 1 sigue el 2, después del 2-3, después del 3-4 el algoritmo debería funcionar: todo está en su lugar: después del 1 sigue el 2, después del 2-3, etc. Algoritmo lineal en la vida !!!

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La aparición de los algoritmos está asociada con el nacimiento de las matemáticas. Hace más de 1000 años (en 825), un científico de la ciudad de Khorezm Abdullah (o Abu Jafar) Muhammad bin Musa al-Khwarizmi creó un libro sobre matemáticas, en el que describía formas de realizar operaciones aritméticas en números de valores múltiples. La misma palabra algoritmo se originó en Europa tras la traducción del libro de este matemático al latín.

Algoritmo- descripción de la secuencia de acciones (plan), cuya ejecución estricta conduce a la solución de la tarea en un número finito de pasos.

Constantemente te encuentras con este concepto en varios campos de la actividad humana (libros de cocina, instrucciones para usar varios electrodomésticos, reglas para resolver problemas matemáticos...). Usualmente realizamos acciones habituales sin pensar, mecánicamente. Por ejemplo, sabes bien cómo abrir una puerta con una llave. Sin embargo, para enseñarle esto al bebé, deberá explicar claramente estas acciones y el orden en que se realizan: 1. Saque la llave de su bolsillo. 2. Inserte la llave en el ojo de la cerradura. 3. Gire la llave dos veces en sentido antihorario. 4. Retire la llave.

Si observa con cuidado, encontrará muchos algoritmos que estamos ejecutando constantemente. El mundo de los algoritmos es muy diverso. A pesar de esto, es posible destacar las propiedades generales que tiene cualquier algoritmo.

Propiedades de los algoritmos: 1. Discreción (el algoritmo debe consistir en acciones específicas que se suceden en un cierto orden); 2. Determinismo (cualquier acción debe definirse estricta e inequívocamente en cada caso); 3. Finitud (cada acción y el algoritmo en su conjunto deben poder completarse); 4. Carácter de masa (el mismo algoritmo se puede utilizar con diferentes datos iniciales); 5. Eficiencia (sin errores, el algoritmo debe conducir al resultado correcto para todos los valores de entrada válidos).

Tipos de algoritmos: 1. Algoritmo lineal (descripción de acciones que se realizan una vez en un orden dado); 2. Algoritmo cíclico (descripción de acciones que deben repetirse un número específico de veces o hasta que se complete la tarea); 3. Algoritmo de bifurcación (algoritmo en el que, según la condición, se realiza una u otra secuencia de acciones) 4. Algoritmo auxiliar (algoritmo que se puede usar en otros algoritmos especificando solo su nombre).

Para una representación más visual del algoritmo, es ampliamente utilizado forma gráfica - diagrama de bloques, que se compone de objetos gráficos estándar.

Vista de un objeto gráfico estándar	Propósito
	Comienzo del algoritmo
	Fin del algoritmo
	La acción realizada se escribe dentro del rectángulo.
	La condición para realizar acciones está escrita dentro del rombo.
	De entrada y salida

Etapas de la creación de un algoritmo: 1. El algoritmo debe presentarse de forma comprensible para la persona que lo desarrolla. 2. El algoritmo debe presentarse en una forma comprensible para el objeto (incluida la persona) que realizará las acciones descritas en el algoritmo.

El objeto que ejecutará el algoritmo generalmente se llama ejecutor.

Ejecutor- el objeto que ejecuta el algoritmo.

Los artistas ideales son las máquinas, los robots, las computadoras...

El ejecutor puede ejecutar solo un número limitado de comandos. Por lo tanto, el algoritmo se desarrolla y detalla para que contenga solo aquellos comandos y construcciones que el ejecutante puede ejecutar.

El ejecutor, como cualquier objeto, está en un entorno determinado y solo puede realizar acciones que están permitidas en él. Si el ejecutor encuentra un comando desconocido en el algoritmo, la ejecución del algoritmo se detendrá.

La computadora es un ejecutor automático de algoritmos.

Un algoritmo escrito en un lenguaje de programación "comprensible" por una computadora se llama programa.

La programación es el proceso de escribir un programa para una computadora. Para las primeras computadoras, los programas se escribieron como una secuencia de operaciones elementales. Era un trabajo muy laborioso e ineficiente. Por lo tanto, posteriormente se desarrollaron lenguajes de programación especiales. Actualmente existen muchos lenguajes artificiales para programar. Sin embargo, no fue posible crear un lenguaje ideal que se adaptara a todos.