Întrebări de testare. Prelegere: Calculatorul ca executant formal al algoritmilor Care sunt caracteristicile execuției programului pe un computer

Luați în considerare un proces de management al procesului de informare în care textul este selectat ca obiect gestionat. Cu alte cuvinte, luați în considerare procesul de informare asociat cu editarea (modificarea stării) textului.
În primul rând, pentru a converti textul, trebuie să existe cineva sau ceva care efectuează aceste conversii. Cu alte cuvinte, este necesar executor testamentar aceste transformări.
În al doilea rând, procesul de conversie a textului trebuie împărțit în operațiuni separate, care trebuie scrise separat comenzi interpret. Fiecare interpret are un set specific , sistem de comandă , pe care o poate îndeplini. În procesul de editare a textului sunt posibile diverse operații: ștergerea, copierea, mutarea sau înlocuirea fragmentelor acestuia. Editorul de text trebuie să poată efectua aceste operațiuni.
În al treilea rând, trebuie determinat starea inițială a obiectului,în acest caz, textul și este necesar stare finală(scopul conversiei).
Vom spune că se numește un proces de informare care are toate proprietățile enumerate mai sus algoritm . Un executant poate executa un algoritm dacă comenzile algoritmului sunt incluse în sistemul de comandă al executorului.
De exemplu: utilizatorul trebuie să editeze textul după cum urmează:

1. Selectați caracterele de la 1 la 15.

2. Tăiați acest fragment și puneți-l în clipboard.

3. Setați cursorul în poziția de după al șaptelea caracter.

4. Lipiți fragmentul de text tăiat.

Acest algoritm poate fi realizat formal de către utilizator. Utilizatorul în procesul de executare a algoritmului pe computer va apăsa tastele de la tastatură, iar când lucrează cu GUI utilizați mouse-ul pentru a activa anumite butoane, elemente de meniu etc. De fapt, utilizatorul va da comenzi obiectelor din mediul software Windows & Office, ceea ce va face interpreți algoritm.

Limbaje algoritmice programare. Performanţă proces de informare sub forma unui algoritm vă permite să-l instruiți automat performanta de catre diverse dispozitive tehnice printre care calculatorul ocupă un loc aparte. În același timp, ei spun că computerul execută un program (o secvență de comenzi) care implementează un algoritm într-un limbaj de programare.

14 Concepte de bază ale algoritmizării: executori formali și informali ai algoritmilor.

Executor testamentar- acesta este un obiect (uman, animal, dispozitiv tehnic) capabil să execute un anumit set de comenzi.
Forme comenzi pe care un anumit executant le poate executa sistemul de comandă al executorului(SCHI).

Clasa de interpreți este neobișnuit de diversă. În primul rând, distinge două tipuri de interpreți: formalși informal. Un executor formal execută întotdeauna aceeași comandă în același mod. Un executant informal poate executa o comandă în moduri diferite.

De exemplu, atunci când ascultați în mod repetat un disc cu melodiile preferate, puteți fi sigur că acestea sunt redate de jucător (artist oficial) în același mod. Dar este puțin probabil ca vreunul dintre cântăreți (un interpret informal) să poată interpreta o melodie din repertoriul lor exact în același mod de mai multe ori.

De regulă, o persoană acționează ca un interpret informal. Executorii formali sunt în principal dispozitive tehnice. O persoană în rolul unui interpret informal este responsabilă pentru propriile sale acțiuni. Obiectul care îl controlează este responsabil pentru acțiunile unui executor oficial.

Control este procesul de influență intenționată a unor obiecte asupra altora.

Executorii sunt obiecte de control. Le puteți gestiona creând un algoritm pentru ele.

Algoritm- aceasta este o descriere exactă a secvenței de acțiuni care vizează rezolvarea sarcinii, destinate unui anumit executant.

Algoritmii pot fi scriiți sub forma unui tabel, a unei liste numerotate în limbaj natural sau reprezentați folosind o diagramă. Program- acesta este un algoritm scris după regulile unui limbaj înțeles de executant-calculator.

15 Construcții algoritmice: liniare, ramificate, cicluri

Algoritm- o secvență de acțiuni care descrie procesul de transformare a unui obiect din starea inițială în starea finală, scrisă cu ajutorul unor comenzi înțelese de executant.

Contractantalgoritmul poate fi o persoană sau dispozitiv automat– calculatoare, roboți, mașini-unelte, sateliți, complexe Aparateși chiar jucării pentru copii. Fiecare algoritm este creat pe baza unui interpret foarte specific.

Calculatorul, în calitate de executant, efectuează orice lucrare conform programului. Programele sunt scrise de oameni, iar computerul le execută în mod formal.

Dezvoltatori de sistem inteligență artificială ei încearcă să învețe o mașină, ca o persoană, să construiască în mod independent un program al acțiunilor sale, pe baza stării problemei.

Scopul este de a transforma computerul dintr-un interpret formal într-un interpret intelectual.

Munca ambilor interpreți este formată din patru blocuri, dar interpretul formal lucrează după un program gata făcut, în timp ce interpretul intelectual întocmește el însuși programul și primește rezultatul.

Informații pentru computer - date, prezentate într-o formă acceptabilă pentru transmiterea și prelucrarea sa pe computer.

Pentru a lucra cu datele, computerul are nevoie de instrucțiuni ( comenzi, reguli de acțiune). Comenzile sunt formate într-o listă de comenzi.

Algoritmeste o succesiune de acțiuni (comenzi) pentru atingerea unui scop.

În secolul al XIX-lea, matematicianul și inginerul englez Charles Babbage a dezvoltat un proiect pentru un computer care a fost conceput pentru a efectua automat lanțuri lungi de calcule. Caracteristica principală Designul acestei mașini este principiul de funcționare software.

Charles Babbage este considerat inventatorul computerului - a fost primul care a combinat o mașină de adăugare mecanică cu ideea controlului programului.

Scopul unui computer este dispozitiv universal pentru a lucra cu informații.

Calculatoarele se bazează pe principiul controlului software. Orice computer este un dispozitiv automat care funcționează conform programelor încorporate în el.

Primul Mașină de calcul, capabil să stocheze programul în memoria sa, a fost dezvoltat în 1943-1948. în Statele Unite sub conducerea lui John Mauchly și Presner Eckert.

În 1945, în lucrare a fost implicat celebrul matematician John von Neumann, care a formulat principii generale funcționarea dispozitivelor de calcul universale.

Primul computer în care aceste principii au fost pe deplin implementate a fost construit în 1949 de către cercetătorul englez Maurice Wilkes. Baza elementelor se schimbă, computerele devin din ce în ce mai puternice, dar până acum majoritatea corespund principiilor pe care John von Neumann le-a subliniat în raportul său din 1945.

Potrivit lui von Neumann, un computer este format din următoarele blocuri principale:

Unitate logică aritmetică care efectuează aritmetica și operatii logice;

Un dispozitiv de control care organizează procesul de execuție a programelor;

Un dispozitiv de stocare, sau memorie, pentru stocarea de programe și date;

Dispozitive externe pentru informații de intrare-ieșire.

LA calculatoare moderne Acest:

Memorie (dispozitiv de memorie - memorie), constând din celule renumerotate;

Un procesor care include o unitate de control (CU) și o unitate logică aritmetică (ALU);

Dispozitiv de intrare;

dispozitiv de ieșire.

Aceste dispozitive sunt interconectate prin canale de comunicare prin care se transmit informații.

O parte a procesorului care execută instrucțiuni este numită unitate logică aritmetică, și cealaltă parte a acesteia, care îndeplinește funcții de gestionare a dispozitivului, - dispozitiv de control. De obicei, aceste dispozitive sunt alocate pur condiționat, nu sunt separate structural.

Procesorul conține un număr de celule de memorie suplimentare specializate numite registre. Registrul îndeplinește funcția de stocare pe termen scurt a unui număr sau a unei comenzi. Elementul principal al registrului este circuit electronic numit declanșatorul.

Un registru este o colecție de declanșatoare care sunt legate între ele într-un anumit mod. sistem comun management.

Există mai multe tipuri de registre care diferă prin tipul de operații efectuate. Unele registre importante au propriile nume, de exemplu:

- sumator- Registrul ALU implicat în executarea fiecărei operațiuni;

- contor de programe- Registrul CU, al cărui conținut corespunde adresei următoarei instrucțiuni executate. Acesta servește la preluarea automată a unui program din celulele de memorie succesive;

- registrul de instrucțiuni- Registrul CU pentru stocarea codului de comandă pe perioada de timp necesară executării acestuia. Unii dintre biții săi sunt folosiți pentru a stoca codul operațional, restul sunt folosiți pentru a stoca coduri de adresă operand.

Calculatorul este un executant universal de prelucrare a informațiilor. Aceasta înseamnă că pentru el, ca și pentru orice interpret, există un anumit sistem de comenzi (SKI). Se numește un astfel de sistem de instrucțiuni pentru un computer limbajul mașinii(YaMK)

Program de calculator este un algoritm dezvoltat la NMC. Sau, Program de management pe computer este o secvență de comenzi NML, în care fiecare comandă este o directivă pentru procesor pentru a efectua o anumită acțiune.

Luați în considerare etapele execuției programului.

Conform principiilor lui John von Neumann, programul în timpul execuției sale și datele pe care le prelucrează se află memorie cu acces aleator(principiul programului stocat). Procesorul execută programul de la prima instrucțiune până la ultima.

Care este principala proprietate a memoriei RAM? ( volatilitate, funcționează cu date care sunt active în momentul actual)

Care sunt caracteristicile percepției informațiilor de către o persoană și un computer? ( o persoană percepe informații folosind simțurile, sub formă de semne și semnale, iar un computer percepe informații sub formă de numere (0 și 1).)

Cum să faci un program scris de o persoană să fie înțeles de un computer? (necesită traducere)

Pentru un computer, toate informațiile trebuie reprezentate în coduri binare, adică este nevoie de traducere. Acest tip de traducere se numește difuzat, iar traducătorul o face.

Concluzie: Dispozitivul care procesează informații într-un computer este un procesor, prin urmare, algoritmul trebuie să folosească sistemul de comandă al procesorului, sau cu alte cuvinte, scris în limbajul mașinii, care este o succesiune de zerouri și unu

La început, programatorii care lucrează pe computere din prima generație (anii 50 - 60) au compilat programe în NML (în coduri binare), dar acest lucru este destul de munca grea Prin urmare, limbaje de programare au fost create pentru a facilita programarea nivel inalt(HPL) sunt limbaje create artificial cu câteva zeci de cuvinte (operatori) și reguli de sintaxă stricte. Compilarea programelor în HPL este mult mai ușoară. Exemple de HLPE: Fortran, Pascal, BASIC, C etc.

Pentru ca procesorul să execute un program scris într-un limbaj de programare, acesta și datele cu care lucrează trebuie să fie încărcate în RAM. Programul este scris și încărcat în RAM, iar pentru ca procesorul să-l execute în RAM, trebuie să existe și un program traducător (translator) care să traducă programul dintr-un limbaj de nivel înalt într-un limbaj de comandă pentru mașină.

Astfel, lanțul de evenimente de la alcătuirea unui program pe HPL până la obținerea rezultatelor rezolvării problemei arată astfel

O persoană trebuie să înțeleagă întotdeauna capacitatea limitată a computerului ca executant, necesitatea de a prevedea toate subtilitățile comenzilor atribuite computerului. O persoană dezvoltă un algoritm, îl scrie în HLPU și analizează rezultatele execuției programului.

Calculatorul este executantul formal al programelor.

Deci, un computer nu se poate lipsi de un program și de date inițiale; doar o persoană le poate pregăti.

Prin urmare, se poate spune acea rezolvare a problemei computerului - aceasta este execuția formală a algoritmului (programului), iar computerul este executorul formal.

Un computer poate fi folosit pentru a rezolva o mare varietate de probleme, prin urmare, în funcție de starea problemei, o persoană decide cum instrument software bucură-te. Dacă software-ul include programe adecvate pentru rezolvarea problemelor umane, atunci este mai convenabil să le folosiți ( editor de text, foi de calcul, baze de date, prezentări).

În cazul în care nu este posibilă utilizarea gata făcută software, trebuie sa apelezi la programare ( Sisteme de operare, revizuirea sistemului de operare, traducători, drivere, arhivare, antivirusuri).

SCHEMA GENERALĂ A CALCULATORULUI

Calculator personal (PC) în compoziția sa minimă necesară conform acestei scheme include:

• principalele dispozitive de intrare: tastatură și mouse;
• dispozitiv principal de ieșire: monitor;
• partea centrală este situată în unitate de sistem;
• memorie externa se află pe medii - discuri și este condus de unități speciale - unități de disc;
• într-o singură configurație, toate părțile PC-ului sunt conectate folosind dispozitive de interfață.

Structura PC-ului se bazează pe două principii importante: principiul trunchi-modularși principiul arhitecturii deschise. Potrivit primei, toate piesele și dispozitivele sunt realizate sub formă de blocuri separate, informații între care sunt transmise printr-un set de conexiuni combinate într-un portbagaj. în care schema generala PC-ul poate fi reprezentat astfel:

Al doilea principiu de construire a unui PC - o arhitectură deschisă - implică posibilitatea de a asambla un computer din piese fabricate independent, la îndemâna tuturor (cum ar fi un designer pentru copii).

Materiale folosite de pe site-ul http://www.iiiikt.narod.ru

Interpretul se caracterizează prin:

• Miercuri;
• actiuni elementare;
• sistem de comandă;
• eșecuri.

miercuri(sau decorul) este „habitatul” interpretului .

sistem de comandă. Fiecare executant poate executa comenzi numai dintr-o listă strict specificată - un sistem de comenzi de executant. Fiecare comandă trebuie dată conditii de aplicabilitate(în care stări de mediu poate fi executată comanda) și descris rezultatele executiei comenzi.
După apelarea comenzii, executantul efectuează corespunzătoare acţiune elementară.

Eșecuri erori de executor apar dacă o comandă este apelată când starea mediului este invalidă pentru aceasta.

Executor testamentar nu stie nimic despre obiectivele algoritmului. El execută toate primite comenzi fără a pune întrebări „de ce” și „de ce”.

Calculatorul ca executant formal al algoritmilor.

Luați în considerare un proces de management al procesului de informare în care textul este selectat ca obiect gestionat. Cu alte cuvinte, luați în considerare procesul de informare asociat cu editarea (modificarea stării) textului.
În primul rând, pentru a converti textul, trebuie să existe cineva sau ceva care efectuează aceste conversii. Cu alte cuvinte, este necesar executor testamentar aceste transformări.
În al doilea rând, procesul de conversie a textului trebuie împărțit în operațiuni separate, care trebuie scrise separat comenzi interpret. Fiecare interpret are un set specific , sistem de comandă , pe care o poate îndeplini. În procesul de editare a textului sunt posibile diverse operații: ștergerea, copierea, mutarea sau înlocuirea fragmentelor acestuia. Editorul de text trebuie să poată efectua aceste operațiuni.
În al treilea rând, trebuie determinat starea inițială a obiectului,în acest caz, textul și este necesar stare finală(scopul conversiei).
Vom spune că se numește un proces de informare care are toate proprietățile enumerate mai sus algoritm . Un executant poate executa un algoritm dacă comenzile algoritmului sunt incluse în sistemul de comandă al executorului.
De exemplu: utilizatorul trebuie să editeze textul după cum urmează:

1. Selectați caracterele de la 1 la 15.
2. Tăiați acest fragment și puneți-l în clipboard.
3. Setați cursorul în poziția de după al șaptelea caracter.
4. Lipiți fragmentul de text tăiat.

Acest algoritm poate fi realizat formal de către utilizator. Utilizatorul în procesul de executare a algoritmului pe computer va apăsa tastele de la tastatură, iar atunci când lucrează cu interfața grafică folosind mouse-ul, va activa anumite butoane, elemente de meniu etc. De fapt, utilizatorul va da comenzi obiectelor din mediul software Windows & Office, ceea ce va face interpreți algoritm.

Limbaje de programare algoritmică. Reprezentarea procesului informațional sub forma unui algoritm vă permite să-l încredințați automat executarea diverselor dispozitive tehnice, printre care un loc special este ocupat de un calculator. În același timp, ei spun că computerul execută un program (o secvență de comenzi) care implementează un algoritm într-un limbaj de programare.

Întrebări de testare. Care este diferența dintre un interpret formal și unul intelectual? Ce este YMC? Cine a propus un astfel de sistem? Care sunt caracteristicile implementării programului pe computerul NMC? Ce este YAPV? Caracteristici ale executării unui program de către un computer scris în YHVU? De ce un computer poate fi numit executor formal?

Poza 18 din prezentarea „Executarea algoritmilor pe computer” la lecții de informatică pe tema „Algoritm”

Dimensiuni: 960 x 720 pixeli, format: jpg. Pentru a descărca o imagine gratuit lecție de informatică, click pe imagine Click dreapta mouse-ul și faceți clic pe „Salvați imaginea ca...”. Pentru a afișa imaginile din lecție, puteți descărca gratuit și prezentarea „Executarea algoritmilor de către un computer.ppt” cu toate pozele într-o arhivă zip. Dimensiunea arhivei este de 321 KB.

Descărcați prezentarea

Algoritm

„Executarea algoritmilor de către un computer” - Procesor. Executor formal Algoritm și program Caracteristici ale execuției programului. Caracteristici ale execuției programului. Difuzare. Compoziția echipelor NMC a fost propusă de John von Neumann în 1946. Etapele executării programului. Program. 1. 0011+0101. Date. Un calculator. 4. 3.

„Data Mining” - Literatură despre Data Mining. Exemplul 2. Istoria minării datelor. Sisteme expert de procesare a cunoștințelor. metode cibernetice. Pentru hărțile Kohonen: intrare, ieșire, alte hărți specifice. Avantajele metodei. Complexitatea dezvoltării și exploatării unei aplicații Data Mining. Procesul de construcție. Criterii: Acuratețea recunoașterii Eroare.

„Algoritmi în informatică” - Formular complet. Structura ramurilor. Vă rugăm să oferiți mai multe exemple de algoritm ciclic. Nu. Liniar. Amintiți-vă: ce este un algoritm? Acțiune. Structura ciclului. Algoritmii pot fi descriși: verbal; tabular; utilizarea programului; grafic. Cum vă puteți imagina algoritmul? Acţiunea N. Ciclic.

„Expresii logice” – Cuprins. ?. Se exprimă prin cuvintele DACĂ ..., ATUNCI ... Consecință logică sau Implicație. Ţintă. negație logică. Exemplu: promovarea unui examen necesită cunoștințe sau noroc. urma logic. Expresii booleene. Ține minte semnul! 1. Logic 2. Predicate. declarații. Indicat printr-o pictogramă.

„Comandă de algoritm” - Fiecare comandă de algoritm trebuie să determine acțiunea fără ambiguitate a executantului. 2. Claritate. 1. Precizie. Echipa 2. Seria. … Echipa n. Echipa 1. Algoritm liniar. Proprietățile algoritmului. Algoritm ciclic. Un algoritm în care comenzile sunt executate secvenţial una după alta se numeşte ... Condiţie.

„Algoritm liniar” - De unde am obținut informațiile. Trăim conform unui algoritm liniar. Și asta este în noi. Am luat informații de la șef. Algoritm liniar-. Ca un mecanism într-un ceas: după 1, urmează 2, după 2-3, după 3-4 algoritmul ar trebui să funcționeze: totul este la locul său: după 1, urmează 2, după 2-3 etc. Un algoritm liniar în viata!!!

Total la subiect 31 prezentari

Apariția algoritmilor este asociată cu nașterea matematicii. Cu mai bine de 1000 de ani în urmă (în 825), un om de știință din orașul Khorezm Abdullah (sau Abu Jafar) Muhammad bin Musa al-Khwarizmi a creat o carte despre matematică, în care a descris modalități de a efectua operații aritmetice pe numere cu mai multe valori. Însuși cuvântul algoritm a apărut în Europa după traducerea cărții acestui matematician în latină.

Algoritm- descrierea secvenței de acțiuni (plan), a căror execuție strictă duce la rezolvarea sarcinii într-un număr finit de pași.

Întâlnești constant acest concept în diverse domenii ale activității umane (cărți de gătit, instrucțiuni de utilizare a diverselor aparate, reguli de rezolvare a problemelor matematice...). De obicei, facem acțiuni obișnuite fără să ne gândim, mecanic. De exemplu, știi bine să deschizi o ușă cu o cheie. Cu toate acestea, pentru a-i învăța bebelușului acest lucru, va trebui să explicați clar aceste acțiuni în sine și ordinea în care sunt efectuate: 1. Scoateți cheia din buzunar. 2. Introduceți cheia în gaura cheii. 3. Rotiți cheia de două ori în sens invers acelor de ceasornic. 4. Scoateți cheia.

Dacă te uiți în jur cu atenție, vei găsi mulți algoritmi pe care îi executăm în mod constant. Lumea algoritmilor este foarte diversă. În ciuda acestui fapt, este posibil să evidențiem proprietățile generale pe care le are orice algoritm.

Proprietățile algoritmilor: 1. Discreteness (algoritmul ar trebui să fie format din acțiuni specifice care urmează într-o anumită ordine); 2. Determinism (orice acțiune trebuie definită strict și fără ambiguitate în fiecare caz); 3. Finitudine (fiecare acțiune și algoritmul în ansamblu trebuie să se poată finaliza); 4. Caracter de masă (același algoritm poate fi folosit cu date inițiale diferite); 5. Eficiență (fără erori, algoritmul trebuie să conducă la rezultatul corect pentru toate valorile de intrare valide).

Tipuri de algoritmi: 1. Algoritm liniar (descrierea acțiunilor care sunt efectuate o dată într-o ordine dată); 2. Algoritm ciclic (descrierea acțiunilor care trebuie repetate de un anumit număr de ori sau până la finalizarea sarcinii); 3. Algoritm de ramificare (algoritm în care, în funcție de condiție, se execută fie una, fie alta secvență de acțiuni) 4. Algoritm auxiliar (algoritm care poate fi utilizat în alți algoritmi specificând doar numele acestuia).

Pentru o reprezentare mai vizuală a algoritmului, este utilizat pe scară largă forma grafica - schema bloc, care este compus din obiecte grafice standard.

Vedere a unui obiect grafic standard	Scop
	Începutul algoritmului
	Sfârșitul algoritmului
	Acțiunea efectuată este scrisă în interiorul dreptunghiului
	Condiția pentru efectuarea acțiunilor este scrisă în interiorul rombului
	Intrare ieșire

Etapele creării unui algoritm: 1. Algoritmul trebuie prezentat într-o formă pe înțelesul celui care îl dezvoltă. 2. Algoritmul trebuie prezentat într-o formă pe înțelesul obiectului (inclusiv persoanei) care va efectua acțiunile descrise în algoritm.

Obiectul care va executa algoritmul este de obicei numit executor.

Executor testamentar- obiectul care execută algoritmul.

Performanții ideali sunt mașinile, roboții, computerele...

Executorul este capabil să execute doar un număr limitat de comenzi. Prin urmare, algoritmul este dezvoltat și detaliat astfel încât să conțină doar acele comenzi și construcții pe care executantul le poate executa.

Executorul, ca orice obiect, se află într-un anumit mediu și poate efectua doar acțiuni care sunt permise în acesta. Dacă executantul întâlnește o comandă necunoscută în algoritm, atunci execuția algoritmului se va opri.

Calculatorul este un executor automat de algoritmi.

Un algoritm scris într-un limbaj de programare „înțeles” de către un computer se numește program.

Programarea este procesul de scriere a unui program pentru un computer. Pentru primele calculatoare, programele au fost scrise ca o succesiune de operații elementare. A fost o muncă foarte laborioasă și ineficientă. Prin urmare, mai târziu au fost dezvoltate limbaje speciale de programare. În prezent, există multe limbaje artificiale pentru programare. Cu toate acestea, nu a fost posibil să se creeze un limbaj ideal care să se potrivească tuturor.