Questions de contrôle. Conférence: L'ordinateur en tant qu'exécuteur formel d'algorithmes Quelles sont les caractéristiques de l'exécution d'un programme sur un ordinateur

Considérons un processus de gestion de processus d'information dans lequel le texte est sélectionné comme objet géré. En d'autres termes, considérez le processus d'information associé à l'édition (changement d'état) du texte.
d'abord, afin de convertir le texte, il doit y avoir quelqu'un ou quelque chose qui effectue ces conversions. Autrement dit, il faut exécuteur ces métamorphoses.
en deuxième, le processus de conversion de texte doit être décomposé en opérations distinctes, qui doivent être écrites séparément commandes interprète. Chaque interprète a un set spécifique , système de commande , qu'il peut remplir. Dans le processus d'édition de texte, diverses opérations sont possibles : supprimer, copier, déplacer ou remplacer ses fragments. L'éditeur de texte doit pouvoir effectuer ces opérations.
Troisièmement, doit être déterminé l'état initial de l'objet, dans ce cas le texte, et son requis état final(objectif de conversion).
Nous dirons qu'un processus d'information qui a toutes les propriétés énumérées ci-dessus s'appelle algorithme . Un exécuteur peut exécuter un algorithme si les commandes de l'algorithme sont incluses dans le système de commande de l'exécuteur.
Par exemple : l'utilisateur doit modifier le texte comme suit :

1. Sélectionnez les caractères 1 à 15.

2. Coupez ce fragment et placez-le dans le presse-papiers.

3. Placez le curseur à la position après le 7ème caractère.

4. Collez le fragment de texte coupé.

Cet algorithme peut être exécuté formellement par l'utilisateur. L'utilisateur en cours d'exécution de l'algorithme sur l'ordinateur appuie sur les touches du clavier et, lorsqu'il travaille avec l'interface graphique à l'aide de la souris, active certains boutons, éléments de menu, etc. En effet, l'utilisateur donnera des commandes aux objets de l'environnement logiciel Windows & Office, qui interprètes algorithme.

Langages de programmation algorithmiques. La représentation du processus d'information sous forme d'algorithme permet de le confier automatique exécution de divers dispositifs techniques, parmi lesquels une place particulière est occupée par un ordinateur. En même temps, ils disent que l'ordinateur exécute un programme (une séquence de commandes) qui implémente un algorithme dans un langage de programmation.

14 Concepts de base de l'algorithmisation : exécuteurs formels et informels d'algorithmes.

Exécuteur- c'est un objet (humain, animal, dispositif technique) capable d'exécuter un certain ensemble de commandes.
Les commandes qu'un exécutant particulier peut exécuter forment système de commandement de l'exécuteur(SKI).

La classe des interprètes est exceptionnellement diversifiée. Elle distingue tout d'abord deux types d'interprètes : formel et informel. Un exécuteur formel exécute toujours la même commande de la même manière. Un exécuteur informel peut exécuter une commande de différentes manières.

Par exemple, lorsque vous écoutez à plusieurs reprises un disque avec vos morceaux préférés, vous pouvez être sûr qu'ils sont lus par le lecteur (artiste officiel) de la même manière. Mais il est peu probable que l'un des chanteurs (un interprète informel) puisse interpréter une chanson de son répertoire exactement de la même manière plusieurs fois.

En règle générale, une personne agit en tant qu'interprète informel. Les exécuteurs officiels sont principalement des dispositifs techniques. Une personne dans le rôle d'un interprète informel est responsable de ses propres actions. L'objet qui le contrôle est responsable des actions d'un exécuteur formel.

Contrôler est le processus d'influence délibérée de certains objets sur d'autres.

Les exécuteurs sont des objets de contrôle. Vous pouvez les gérer en créant un algorithme pour eux.

Algorithme- il s'agit d'une description exacte de la séquence d'actions visant à résoudre la tâche, destinée à un interprète spécifique.

Les algorithmes peuvent être écrits sous la forme d'un tableau, d'une liste numérotée en langage naturel ou représentés à l'aide d'un organigramme. Programme- il s'agit d'un algorithme écrit selon les règles d'un langage compréhensible par l'exécuteur-ordinateur.

15 Constructions algorithmiques : linéaires, ramifiées, cycles

Algorithme- une séquence d'actions décrivant le processus de transformation d'un objet de l'état initial à l'état final, écrite à l'aide de commandes compréhensibles pour l'exécuteur.

PrestataireL'algorithme peut être une personne ou un appareil automatique - ordinateurs, robots, machines-outils, satellites, appareils électroménagers sophistiqués et même jouets pour enfants. Chaque algorithme est créé en fonction d'un interprète très spécifique.

L'ordinateur, en tant qu'exécuteur, effectue n'importe quel travail selon le programme. Les programmes sont écrits par des personnes et l'ordinateur les exécute formellement.

Les développeurs de systèmes d'intelligence artificielle tentent d'apprendre à une machine, comme une personne, à construire indépendamment un programme de ses actions, en fonction de l'état du problème.

L'objectif est de transformer l'ordinateur d'un interprète formel en un interprète intellectuel.

Le travail des deux interprètes se compose de quatre blocs, mais l'interprète formel travaille selon un programme tout fait, tandis que l'interprète intellectuel élabore lui-même le programme et reçoit le résultat.

Informations pour l'ordinateur - Les données, présenté sous une forme acceptable pour sa transmission et son traitement informatique.

Pour travailler avec les données, l'ordinateur a besoin d'instructions ( équipes, règles d'action). Les commandes sont formées dans une liste de commandes.

Algorithmeest une séquence d'actions (commandes) pour atteindre un objectif.

Au XIXe siècle, le mathématicien et ingénieur anglais Charles Babbage a développé un projet d'ordinateur conçu pour effectuer automatiquement de longues chaînes de calculs. La principale caractéristique de la conception de cette machine est le principe de fonctionnement du logiciel.

Charles Babbage est considéré comme l'inventeur de l'ordinateur - il a été le premier à combiner une machine à additionner mécanique avec l'idée de contrôle de programme.

Selon son objectif, un ordinateur est un appareil universel pour travailler avec des informations.

Les ordinateurs sont basés sur le principe du contrôle logiciel. Tout ordinateur est un appareil automatique qui fonctionne selon les programmes qui y sont intégrés.

Le premier ordinateur capable de stocker un programme dans sa mémoire a été développé en 1943-1948. aux États-Unis sous la direction de John Mauchly et Presner Eckert.

En 1945, le célèbre mathématicien John von Neumann a été impliqué dans les travaux, qui ont formulé les principes généraux du fonctionnement des dispositifs informatiques universels.

Le premier ordinateur dans lequel ces principes ont été pleinement mis en œuvre a été construit en 1949 par le chercheur anglais Maurice Wilkes. La base des éléments change, les ordinateurs deviennent de plus en plus puissants, mais jusqu'à présent la plupart d'entre eux correspondent aux principes que John von Neumann a énoncés dans son rapport en 1945.

Selon von Neumann, un ordinateur se compose des blocs principaux suivants :

Unité logique arithmétique qui effectue des opérations arithmétiques et logiques ;

Un dispositif de contrôle qui organise le processus d'exécution des programmes ;

Un périphérique de stockage, ou mémoire, pour stocker des programmes et des données ;

Dispositifs externes d'entrée-sortie d'informations.

Dans les ordinateurs modernes c'est :

Mémoire (dispositif de mémoire - mémoire), constituée de cellules renumérotées ;

Un processeur qui comprend une unité de commande (CU) et une unité logique arithmétique (ALU);

Périphérique d'entrée;

dispositif de sortie.

Ces dispositifs sont interconnectés par des canaux de communication par lesquels les informations sont transmises.

Une partie du processeur qui exécute les instructions s'appelle Unité arithmétique et logique, et son autre partie, qui exécute les fonctions de gestion des appareils, - dispositif de contrôle. Habituellement, ces appareils sont attribués de manière purement conditionnelle, ils ne sont pas structurellement séparés.

Le processeur contient un certain nombre de cellules de mémoire supplémentaires spécialisées appelées registres. Le registre remplit la fonction de stockage à court terme d'un nombre ou d'une instruction. L'élément principal du registre est un circuit électronique appelé gâchette.

Le registre est un ensemble de déclencheurs connectés les uns aux autres d'une certaine manière par un système de contrôle commun.

Il existe plusieurs types de registres qui diffèrent par le type d'opérations effectuées. Certains registres importants ont leur propre nom, par exemple :

- additionneur- registre ALU impliqué dans l'exécution de chaque opération ;

- compteur de programme- Registre CU dont le contenu correspond à l'adresse de la prochaine instruction exécutée. Il sert à aller chercher automatiquement un programme dans des cellules mémoire successives ;

- registre d'instructions- Registre CU pour stocker le code de commande pendant la durée nécessaire à son exécution. Certains de ses bits sont utilisés pour stocker l'opcode, les autres sont utilisés pour stocker les codes d'adresse d'opérande.

L'ordinateur est un exécutant universel du traitement de l'information. Cela signifie que pour lui, comme pour tout artiste, il existe un certain système de commandes (SKI). Un tel système d'instructions pour un ordinateur est appelé Language de machine(YaMK)

Programme d'ordinateur est un algorithme développé au NMC. Ou, Programme de gestion informatique est une séquence de commandes NML, où chaque commande est une directive permettant au processeur d'effectuer une action spécifique.

Considérez les étapes de l'exécution du programme.

Selon les principes de John von Neumann, le programme lors de son exécution et les données qu'il traite sont en RAM (principe d'un programme stocké en mémoire). Le processeur exécute le programme de la première instruction à la dernière.

Quelle est la propriété principale de la RAM ? ( volatilité, fonctionne avec des données actives à l'heure actuelle)

Quelles sont les caractéristiques de la perception de l'information par une personne et un ordinateur ? ( une personne perçoit des informations en utilisant les sens, sous forme de signes et de signaux, et un ordinateur perçoit des informations sous forme de nombres (0 et 1).)

Comment rendre compréhensible pour un ordinateur un programme écrit par une personne ? (nécessite une traduction)

Pour un ordinateur, toutes les informations doivent être représentées en codes binaires, c'est-à-dire une traduction est nécessaire. Ce type de traduction s'appelle diffuser, et le traducteur le fait.

Conclusion: L'appareil qui traite les informations dans un ordinateur est un processeur, par conséquent, l'algorithme doit utiliser le système de commande du processeur, ou en d'autres termes, écrit en langage machine, qui est une séquence de zéros et de uns

Au début, les programmeurs travaillant sur des ordinateurs de la première génération (années 50 à 60) compilaient des programmes en NML (en codes binaires), mais c'est un travail assez difficile, par conséquent, des langages de programmation de haut niveau (HPL) ont été créés pour faciliter programmation. ) sont des langages créés artificiellement avec quelques dizaines de mots (opérateurs) et des règles de syntaxe strictes. Compiler des programmes en HPL est beaucoup plus facile. Exemples de HLPE : Fortran, Pascal, BASIC, C, etc.

Pour que le processeur exécute un programme écrit dans un langage de programmation, celui-ci et les données avec lesquelles il fonctionne doivent être chargés dans la RAM. Le programme est écrit et chargé dans la RAM, et pour que le processeur l'exécute dans la RAM, il doit également y avoir un programme de traduction (traducteur) qui traduit le programme d'un langage de haut niveau vers un langage de commande machine

Ainsi, la chaîne d'événements de la composition d'un programme sur un HPL à l'obtention des résultats de la résolution du problème ressemble à ceci

Une personne doit toujours comprendre la capacité limitée de l'ordinateur en tant qu'exécuteur, la nécessité de prévoir toutes les subtilités des commandes assignées à l'ordinateur. Une personne développe un algorithme, l'écrit sur le HLPU et analyse les résultats de l'exécution du programme.

L'ordinateur est l'exécuteur formel des programmes.

Ainsi, un ordinateur ne peut pas se passer d'un programme et de données initiales, seule une personne peut les préparer.

Dès lors, on peut dire que la résolution de problèmes informatiques - c'est l'exécution formelle de l'algorithme (programme), et l'ordinateur est l'exécuteur formel.

Un ordinateur peut être utilisé pour résoudre une grande variété de problèmes, par conséquent, en fonction de l'état du problème, une personne décide quel logiciel utiliser. Si le logiciel comprend des programmes adaptés à la résolution de problèmes humains, il est alors plus pratique de les utiliser (éditeur de texte, tableurs, bases de données, présentations).

Si vous ne pouvez pas utiliser de logiciels prêts à l'emploi, vous devez recourir à la programmation (systèmes d'exploitation, modifications d'OS, traducteurs, pilotes, archiveurs, antivirus).

SCHÉMA GÉNÉRAL DE L'ORDINATEUR

Ordinateur personnel(PC) dans sa composition minimale requise selon ce schéma comprend :

• principaux périphériques d'entrée : clavier et souris ;
• périphérique de sortie principal : moniteur ;
• la partie centrale est située dans l'unité centrale ;
• la mémoire externe est située sur des supports - des disques et est pilotée par des lecteurs spéciaux - des lecteurs de disque ;
• dans une configuration unique, toutes les parties du PC sont connectées à l'aide de périphériques d'interface.

La structure du PC repose sur deux principes importants : principe tronc-modulaire et principe d'architecture ouverte. Selon le premier, toutes les pièces et tous les appareils sont réalisés sous la forme de blocs séparés, entre lesquels les informations sont transmises via un ensemble de connexions combinées dans un tronc. Dans ce cas, le schéma général du PC peut être représenté comme suit :

Le deuxième principe de construction d'un PC - une architecture ouverte - implique la possibilité d'assembler un ordinateur à partir de pièces fabriquées indépendamment, accessibles à tous (comme un concepteur pour enfants).

Matériaux utilisés du site http://www.iiiikt.narod.ru

L'interprète se caractérise par :

• Mercredi;
• gestes élémentaires ;
• système de commande ;
• les échecs.

mercredi(ou cadre) est "l'habitat" de l'interprète .

système de commande. Chaque exécuteur ne peut exécuter des commandes qu'à partir d'une liste strictement spécifiée - un système de commandes d'exécuteur. Chaque commande doit être donnée conditions d'application(dans quels états d'environnement la commande peut être exécutée) et décrit résultats d'exécution commandes.
Après avoir appelé la commande, l'exécuteur exécute la commande correspondante geste élémentaire.

Les échecs des erreurs d'exécuteur se produisent si une commande est appelée alors que l'état de l'environnement n'est pas valide pour elle.

Exécuteur ne sait rien de objectifs de l'algorithme. Il effectue tout reçu équipes sans se poser de questions "pourquoi" et "pourquoi".

L'ordinateur en tant qu'exécuteur formel d'algorithmes.

Considérons un processus de gestion de processus d'information dans lequel le texte est sélectionné comme objet géré. En d'autres termes, considérez le processus d'information associé à l'édition (changement d'état) du texte.
d'abord, afin de convertir le texte, il doit y avoir quelqu'un ou quelque chose qui effectue ces conversions. Autrement dit, il faut exécuteur ces métamorphoses.
en deuxième, le processus de conversion de texte doit être décomposé en opérations distinctes, qui doivent être écrites séparément commandes interprète. Chaque interprète a un set spécifique , système de commande , qu'il peut remplir. Dans le processus d'édition de texte, diverses opérations sont possibles : supprimer, copier, déplacer ou remplacer ses fragments. L'éditeur de texte doit pouvoir effectuer ces opérations.
Troisièmement, doit être déterminé l'état initial de l'objet, dans ce cas le texte, et son requis état final(objectif de conversion).
Nous dirons qu'un processus d'information qui a toutes les propriétés énumérées ci-dessus s'appelle algorithme . Un exécuteur peut exécuter un algorithme si les commandes de l'algorithme sont incluses dans le système de commande de l'exécuteur.
Par exemple : l'utilisateur doit modifier le texte comme suit :

1. Sélectionnez les caractères 1 à 15.
2. Coupez ce fragment et placez-le dans le presse-papiers.
3. Placez le curseur à la position après le 7e caractère.
4. Collez le morceau de texte coupé.

Cet algorithme peut être exécuté formellement par l'utilisateur. L'utilisateur en cours d'exécution de l'algorithme sur l'ordinateur appuie sur les touches du clavier et, lorsqu'il travaille avec l'interface graphique à l'aide de la souris, active certains boutons, éléments de menu, etc. En effet, l'utilisateur donnera des commandes aux objets de l'environnement logiciel Windows & Office, qui interprètes algorithme.

Langages de programmation algorithmiques. La représentation du processus d'information sous forme d'algorithme permet de le confier automatique exécution de divers dispositifs techniques, parmi lesquels une place particulière est occupée par un ordinateur. En même temps, ils disent que l'ordinateur exécute un programme (une séquence de commandes) qui implémente un algorithme dans un langage de programmation.

Questions de contrôle. Quelle est la différence entre un interprète formel et un interprète intellectuel ? Qu'est-ce que YMC ? Qui a proposé un tel système ? Quelles sont les caractéristiques de la mise en œuvre du programme sur l'ordinateur NMC ? Qu'est-ce que le YAPV ? Caractéristiques de l'exécution d'un programme par un ordinateur écrit en YHVU ? Pourquoi un ordinateur peut-il être appelé un exécuteur formel ?

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Algorithme

"Exécution d'algorithmes par un ordinateur" - Processeur. Exécuteur formel Algorithme et programme Caractéristiques de l'exécution du programme. Caractéristiques de l'exécution du programme. Diffuser. La composition des équipes NMC a été proposée par John von Neumann en 1946. Étapes d'exécution du programme. Programme. 1. 0011+0101. Données. L'ordinateur. 4. 3.

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"Expressions logiques" - Contenu. ?. Elle est exprimée par les mots SI..., ALORS... Conséquence logique ou Implication. Cibler. négation logique. Exemple : Réussir un examen nécessite des connaissances ou de la chance. suite logique. Expressions booléennes. Rappelez-vous le signe! 1. Logique 2. Prédicats. déclarations. Indiqué par une icône.

"Commande d'algorithme" - Chaque commande d'algorithme doit déterminer l'action non ambiguë de l'interprète. 2. Clarté. 1. Précision. Équipe 2. Série. … Équipe n. Equipe 1. Algorithme linéaire. Propriétés de l'algorithme. Algorithme cyclique. Un algorithme dans lequel les commandes sont exécutées séquentiellement les unes après les autres est appelé ... Condition.

"Algorithme linéaire" - D'où avons-nous obtenu les informations. Nous vivons selon un algorithme linéaire. Et c'est en nous. Nous avons pris des informations de la tête. Algorithme linéaire-. Comme un mécanisme dans une horloge : après 1, 2 suit, après 2-3, après 3-4 l'algorithme devrait fonctionner : tout est à sa place : après 1, 2 suit, après 2-3, etc. Un algorithme linéaire dans la vie !!!

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L'émergence des algorithmes est associée à la naissance des mathématiques. Il y a plus de 1000 ans (en 825), un scientifique de la ville de Khorezm Abdullah (ou Abu Jafar) Muhammad bin Musa al-Khwarizmi a créé un livre sur les mathématiques, dans lequel il a décrit des façons d'effectuer des opérations arithmétiques sur des nombres à valeurs multiples. Le mot même algorithme est né en Europe après la traduction du livre de ce mathématicien en latin.

Algorithme- description de la séquence d'actions (plan), dont l'exécution stricte conduit à la solution de la tâche en un nombre fini d'étapes.

Vous rencontrez constamment ce concept dans divers domaines de l'activité humaine (livres de cuisine, mode d'emploi de divers appareils, règles de résolution de problèmes mathématiques...). Habituellement, nous effectuons des actions habituelles sans réfléchir, mécaniquement. Par exemple, vous savez bien ouvrir une porte avec une clé. Cependant, pour apprendre cela au bébé, vous devrez expliquer clairement ces actions elles-mêmes et l'ordre dans lequel elles sont effectuées : 1. Sortez la clé de votre poche. 2. Insérez la clé dans le trou de la serrure. 3. Tournez la clé deux fois dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. 4. Retirez la clé.

Si vous regardez attentivement autour de vous, vous trouverez de nombreux algorithmes que nous exécutons constamment. Le monde des algorithmes est très diversifié. Malgré cela, il est possible de mettre en évidence les propriétés générales que possède tout algorithme.

Propriétés des algorithmes : 1. Discrétion (l'algorithme doit consister en des actions spécifiques qui suivent dans un certain ordre) ; 2. Déterminisme (toute action doit être strictement et sans ambiguïté définie dans chaque cas) ; 3. Finitude (chaque action et l'algorithme dans son ensemble doivent pouvoir se compléter) ; 4. Caractère de masse (le même algorithme peut être utilisé avec des données initiales différentes) ; 5. Efficacité (pas d'erreurs, l'algorithme doit conduire au résultat correct pour toutes les valeurs d'entrée valides).

Types d'algorithmes : 1. Algorithme linéaire (description d'actions exécutées une fois dans un ordre donné) ; 2. Algorithme cyclique (description des actions qui doivent être répétées un certain nombre de fois ou jusqu'à ce que la tâche soit terminée) ; 3. Algorithme de branchement (un algorithme dans lequel, selon la condition, l'une ou l'autre séquence d'actions est effectuée) 4. Algorithme auxiliaire (un algorithme qui peut être utilisé dans d'autres algorithmes en spécifiant uniquement son nom).

Pour une représentation plus visuelle de l'algorithme, il est largement utilisé forme graphique - schéma fonctionnel, composé d'objets graphiques standard.

Vue d'un objet graphique standard	But
	Début de l'algorithme
	Fin d'algorithme
	L'action effectuée est écrite à l'intérieur du rectangle
	La condition pour effectuer des actions est écrite à l'intérieur du losange
	Entrée sortie

Etapes de création d'un algorithme : 1. L'algorithme doit être présenté sous une forme compréhensible pour la personne qui le développe. 2. L'algorithme doit être présenté sous une forme compréhensible pour l'objet (y compris la personne) qui effectuera les actions décrites dans l'algorithme.

L'objet qui exécutera l'algorithme est généralement appelé l'exécuteur.

Exécuteur- l'objet qui exécute l'algorithme.

Les exécutants idéaux sont les machines, les robots, les ordinateurs...

L'exécuteur ne peut exécuter qu'un nombre limité de commandes. Par conséquent, l'algorithme est développé et détaillé de sorte qu'il ne contienne que les commandes et les constructions que l'interprète peut exécuter.

L'exécuteur, comme tout objet, se trouve dans un certain environnement et ne peut effectuer que les actions qui y sont autorisées. Si l'exécuteur rencontre une commande inconnue dans l'algorithme, l'exécution de l'algorithme s'arrêtera.

L'ordinateur est un exécuteur automatique d'algorithmes.

Un algorithme écrit dans un langage de programmation « compréhensible » par un ordinateur s'appelle un programme.

La programmation est le processus d'écriture d'un programme pour un ordinateur. Pour les premiers ordinateurs, les programmes étaient écrits comme une séquence d'opérations élémentaires. C'était un travail très laborieux et inefficace. Par conséquent, des langages de programmation spéciaux ultérieurs ont été développés. Actuellement, il existe de nombreux langages artificiels pour la programmation. Cependant, il n'était pas possible de créer un langage idéal qui conviendrait à tout le monde.