Algoritmus– sled akcí, který popisuje proces přeměny objektu z počátečního stavu do konečného stavu, zaznamenaný pomocí příkazů srozumitelných interpretovi.

UmělecAlgoritmus může být osoba nebo automatické zařízení - počítače, roboty, obráběcí stroje, satelity, složité domácí spotřebiče a dokonce i dětské hračky. Každý algoritmus je vytvořen s ohledem na velmi specifického interpreta.

Počítač jako performer vykonává jakoukoli práci podle programu. Programy jsou psány lidmi a počítač je formálně provádí.

Vývojáři systémů umělé inteligence se snaží naučit stroj, jako je člověk, samostatně sestavit program svých akcí na základě podmínek úkolu.

Cílem je přeměnit počítač z formálního umělce na intelektuálního umělce.

Práce obou interpretů se skládá ze čtyř bloků, formální interpret však pracuje podle hotového programu, zatímco intelektuální interpret si program sám sestavuje a dostává výsledek.

Informace o počítači - data, předložený ve formě přijatelné pro jeho přenos a zpracování v počítači.

Pro práci s daty potřebuje počítač instrukce ( týmy, pravidla jednání). Týmy jsou sestaveny do seznamu týmů.

Algoritmusje sled akcí (příkazů) k dosažení cíle.

V 19. století anglický matematik a inženýr Charles Babbage vyvinul návrh počítače, který měl automaticky provádět dlouhé řetězce výpočtů. Hlavním konstrukčním prvkem tohoto stroje je princip fungování softwaru.

Charles Babbage je považován za vynálezce počítače – jako první spojil mechanickou sčítačku s myšlenkou programového ovládání.

Počítač je podle svého účelu univerzální zařízení pro práci s informacemi.

Činnost počítačů je založena na principu softwarového ovládání. Každý počítač je automatické zařízení, které pracuje podle programů v něm zabudovaných.

První počítač schopný uložit program do své paměti byl vyvinut v letech 1943-1948. v USA pod vedením Johna Mauchlyho a Presnera Eckerta.

V roce 1945 se do práce zapojil slavný matematik John von Neumann, který formuloval obecné principy fungování univerzálních výpočetních zařízení.

První počítač, který plně implementoval tyto principy, sestrojil v roce 1949 anglický badatel Maurice Wilkes. Základ prvků se mění, počítače jsou stále výkonnější, ale stále většina z nich odpovídá principům, které John von Neumann nastínil ve své zprávě v roce 1945.

Podle von Neumanna se počítač skládá z následujících hlavních bloků:

Aritmeticko logická jednotka, která provádí aritmetické a logické operace;

Řídicí zařízení, které organizuje proces provádění programu;

Paměťové zařízení nebo paměť pro ukládání programů a dat;

Externí zařízení pro vstup/výstup informací.

V moderních počítačích je to:

Paměť (paměťové zařízení - paměť), sestávající z přečíslovaných buněk;

Procesor, který zahrnuje řídicí jednotku (CU) a aritmeticko-logickou jednotku (ALU);

Vstupní zařízení;

Výstupní zařízení.

Tato zařízení jsou vzájemně propojena komunikačními kanály, kterými jsou přenášeny informace.

Jedna část procesoru, která provádí instrukce, se nazývá aritmetický logický prostředek, a jeho další část, která plní funkce správy zařízení, je ovládací zařízení. Obvykle jsou tato zařízení rozlišována čistě podmíněně, nejsou konstrukčně oddělena.

Procesor obsahuje řadu specializovaných přídavných paměťových buněk tzv registrů. Registr plní funkci krátkodobého uložení čísla nebo příkazu. Hlavním prvkem registru je elektronický obvod tzv spoušť.

Registr je soubor spouštěčů, které jsou navzájem určitým způsobem propojeny společným řídicím systémem.

Existuje několik typů registrů, které se liší typem prováděných operací. Některé důležité registry mají svá vlastní jména, např.

- zmije- registr ALU zapojený do provádění každé operace;

- počítadlo programů- registr CU, jehož obsah odpovídá adrese dalšího prováděného příkazu. Používá se k automatickému načtení programu z po sobě jdoucích paměťových buněk;

- příkazový registr- zaregistrovat CU pro uložení kódu příkazu po dobu nezbytně nutnou k jeho provedení. Některé jeho bity se používají k uložení kódu operace, zbytek se používá k uložení kódů adresy operandů.

Počítač je univerzálním nástrojem pro zpracování informací. To znamená, že pro něj, jako pro každého interpreta, existuje určitý systém příkazů (SCS). Tento systém příkazů pro počítač se nazývá strojový příkazový jazyk(YAMK)

Počítačový program je algoritmus vyvinutý v NML. Nebo, Program pro ovládání počítače je posloupnost příkazů NML, kde každý příkaz je příkazem pro procesor k provedení konkrétní akce.

Podívejme se na fáze provádění programu.

Podle principů Johna von Neumanna se program během jeho provádění a data, která zpracovává, nachází v RAM (princip programů s uloženou pamětí). Procesor spustí program počínaje první instrukcí a končí poslední.

Jaká je hlavní vlastnost RAM? ( nestálý, pracuje s daty, která jsou aktivní v aktuálním čase)

Jaké jsou rozdíly ve vnímání informací lidmi a počítači? ( člověk vnímá informace pomocí smyslů ve formě znaků a signálů a počítač vnímá informace ve formě čísel (0 a 1).

Jak udělat program napsaný člověkem srozumitelný pro počítač? (potřebujete metodu překladu)

U počítače musí být všechny informace uvedeny v binárních kódech, tzn. je nutná metoda překladu. Tento způsob překladu se nazývá přenos a překladatel to udělá.

Závěr: Zařízení, které zpracovává informace v počítači, je procesor, proto musí algoritmus používat instrukční systém procesoru, nebo jinými slovy napsaný ve strojovém jazyce, což je posloupnost nul a jedniček.

Nejprve programátoři, kteří pracovali na počítačích první generace (50. - 60. léta), kompilovali programy v NML (v binárních kódech), ale to je poměrně složitá práce, takže byly vytvořeny programovací jazyky na vysoké úrovni (HPLP) pro usnadnění programování) jsou uměle vytvořené jazyky s několika desítkami slov (operátorů) a přísnými pravidly syntaxe. Skládání programů v LPWU je mnohem jednodušší. Příklady LPW: Fortran, Pascal, BASIC, C atd.

Aby procesor mohl vykonávat program napsaný v programovacím jazyce, musí být on a data, se kterými pracuje, nahrány do RAM. Program je zapsán a nahrán do paměti RAM, a aby jej procesor mohl provést v paměti RAM, musí existovat také překladatelský program, který přeloží program z jazyka vyšší úrovně do jazyka strojových příkazů.

Řetězec událostí od sestavení programu na jaderné elektrárně až po obdržení výsledků řešení problému tedy vypadá takto

Člověk musí vždy chápat omezené schopnosti počítače jako umělce, potřebu zajistit všechny jemnosti příkazů svěřených počítači. Člověk vyvine algoritmus, napíše ho na programovém počítači a analyzuje výsledky provádění programu.

Počítač je formálním vykonavatelem programů.

Bez programu a zdrojových dat se tedy počítač neobejde, připravit je může pouze člověk.

Proto můžeme říci řešení tohoto problému pomocí počítače - jedná se o formální provádění algoritmu (programu) a počítač je formálním vykonavatelem.

Počítač lze použít k řešení široké škály problémů, proto se člověk na základě podmínek problému rozhoduje, jaký software použít. Pokud software obsahuje programy vhodné pro řešení lidských problémů, pak je výhodnější je používat (textový editor, tabulky, databáze, prezentace).

Pokud nemůžete používat hotový software, musíte se uchýlit k programování (operační systémy, úpravy OS, překladače, ovladače, archivátory, antiviry).

Kontrolní otázky. Jaký je rozdíl mezi formálním umělcem a intelektuálním? Co je NMC? Kdo takový systém navrhl? Jaké jsou vlastnosti spouštění programu v NML na počítači? Co je JPVU? Vlastnosti spouštění počítačového programu napsaného v LPW? Proč lze počítač nazvat formálním umělcem?

Obrázek 18 z prezentace „Počítačové provádění algoritmů“ na hodiny informatiky na téma „Algoritmus“

Rozměry: 960 x 720 pixelů, formát: jpg. Chcete-li si zdarma stáhnout obrázek pro lekci informatiky, klikněte pravým tlačítkem na obrázek a klikněte na „Uložit obrázek jako...“. Pro zobrazení obrázků v lekci si také můžete zdarma stáhnout prezentaci „Computer Execution of Algorithms.ppt“ celou se všemi obrázky v zip archivu. Velikost archivu je 321 kB.

Stáhnout prezentaci

Algoritmus

"Počítačové provádění algoritmů" - Procesor. Formální exekutor Algoritmus a program Vlastnosti provádění programu. Vlastnosti provádění programu. Přenos. Složení týmů YaMK navrhl John von Neumann v roce 1946. Fáze provádění programu. Program. 1,0011+0101. Data. Počítač. 4. 3.

„Data Mining“ - Literatura o dolování dat. Příklad 2. Historie dolování dat. Expertní systémy zpracování znalostí. Kybernetické metody. Pro karty Kohonen: karty vstupů, výstupů, další specifické karty. Výhody metody. Složitost vývoje a provozu aplikace Data Mining. Proces návrhu. Kritéria: Chyba přesnosti rozpoznání.

„Algoritmy v počítačové vědě“ - Plná forma. Struktura větvení. Uveďte prosím více příkladů cyklického algoritmu. Ne. Lineární. Pamatujte: co je to algoritmus? Akce. Struktura cyklu. Algoritmy lze popsat: verbálně; tabelární; používání programu; graficky. Jak můžete prezentovat algoritmus? Akce N. Cyklická.

„Logické výrazy“ - Obsah. ? Vyjádřeno slovy IF..., THEN... Logický důsledek nebo Implikace. Cílová. Logická negace. Příklad: Složení zkoušky vyžaduje znalosti nebo štěstí. Logické navazování. Logické výrazy. Pamatujte na znamení! 1. Logické 2. Predikáty. prohlášení. Označeno ikonou.

„Příkaz algoritmu“ - Každý příkaz algoritmu musí určit jednoznačnou akci interpreta. 2. Srozumitelnost. 1.Přesnost. Tým 2. Série. ... Tým n. Příkaz 1. Lineární algoritmus. Vlastnosti algoritmu. Cyklický algoritmus. Algoritmus, ve kterém jsou příkazy prováděny postupně jeden po druhém, se nazývá... Podmínka.

"Lineární algoritmus" - Odkud jsme získali informace. Žijeme podle lineárního algoritmu. A to je v nás zakořeněno. Informace jsme brali z hlavy. Lineární algoritmus-. Jako mechanismus v hodinkách: po 1, následuje 2, po 2-3, po 3-4 by měl algoritmus fungovat: vše je na svém místě: po 1, následuje 2, po 2-3 atd. Lineární Algoritmus v životě!!!

Celkem je 31 prezentací

OBECNÉ POČÍTAČOVÉ SCHÉMA

Osobní počítač(PC) v minimálním požadovaném složení dle tohoto schématu zahrnuje:

• hlavní vstupní zařízení: klávesnice a myš;
• hlavní výstupní zařízení: monitor;
• centrální část je umístěna v systémové jednotce;
• externí paměť je umístěna na médiu - discích a je poháněna speciálními mechanikami - diskovými mechanikami;
• Všechny části PC jsou propojeny do jediné konfigurace pomocí zařízení rozhraní.

Struktura PC je založena na dvou důležitých principech: páteř-modulární princip A princip otevřené architektury. Podle prvního jsou všechny části a zařízení vyráběny ve formě samostatných bloků, mezi nimiž jsou informace přenášeny prostřednictvím sady spojení spojených do páteře. V tomto případě může být obecný diagram PC znázorněn následovně:

Druhý princip stavby PC - otevřená architektura - implikuje možnost sestavit počítač z nezávisle vyrobených dílů, přístupných každému (jako dětská stavebnice).

Použité materiály z webu http://www.iiikt.narod.ru

Interpret se vyznačuje:

• Středa;
• elementární akce;
• příkazový systém;
• odmítnutí.

středa(nebo prostředí) je „biotop“ umělce .

Příkazový systém. Každý exekutor může spouštět příkazy pouze z nějakého přesně definovaného systému seznamu exekutorských příkazů. Pro každý příkaz musí být specifikováno podmínky použitelnosti(v jakých stavech prostředí lze příkaz provést) a popsat výsledky provedení týmy.
Po zavolání příkazu provede umělec odpovídající elementární akce.

Selhání chyby exekutoru nastanou, pokud je příkaz zavolán, když je pro něj stav prostředí nepřijatelný.

Vykonavatel o ničem neví cíle algoritmu. On vystupuje všechny přijaté týmy bez kladení otázek "proč" a "proč".

Počítač jako formální vykonavatel algoritmů.

Podívejme se na proces správy informačního procesu, ve kterém je jako spravovaný objekt vybrán text. Jinými slovy, uvažujme informační proces spojený s úpravou (změnou stavu) textu.
Za prvé, aby bylo možné transformovat text, musí existovat někdo nebo něco, co tyto transformace provádí. Jinými slovy, je to nutné vykonavatel tyto transformace.
Za druhé, musí být proces převodu textu rozčleněn do samostatných operací, které musí být zapsány jako samostatné týmy k interpretovi. Každý interpret má určitou sestavu , příkazový systém , které může splnit. V procesu úpravy textu jsou možné různé operace: mazání, kopírování, přesouvání nebo nahrazování jeho fragmentů. Textový editor musí být schopen tyto operace provádět.
Třetí, musí být stanoveno počáteční stav objektu, v tomto případě text a jeho požadavek konečný stav(účel transformace).
Řekneme, že se nazývá informační proces, který má všechny výše uvedené vlastnosti algoritmus . Exekutor může provést algoritmus, pokud jsou příkazy algoritmu zahrnuty do systému příkazů exekutora.
Například: uživatel potřebuje upravit text následovně:

1. Vyberte znaky 1 až 15.
2. Odřízněte tento fragment a vložte jej do pufru.
3. Umístěte kurzor na pozici za 7. znakem.
4. Vložte fragment vyjmutého textu.

Uživatel může provést tento algoritmus formálně. Uživatel při provádění algoritmu na počítači stiskne klávesy klávesnice a při práci s grafickým rozhraním pomocí myši aktivuje určitá tlačítka, položky nabídky atd. Ve skutečnosti bude uživatel zadávat příkazy objektům softwarového prostředí Windows&Office, které budou účinkujících algoritmus.

Algoritmické programovací jazyky. Znázornění informačního procesu ve formě algoritmu umožňuje jeho přiřazení automatický provádění různých technických zařízení, mezi nimiž zvláštní místo zaujímá počítač. V tomto případě říkají, že počítač vykonává program (sekvenci příkazů), který implementuje algoritmus v nějakém programovacím jazyce.

Rozumětže počítač je formálním vykonavatelem programů.

Učit se mluvit o počítači jako o univerzálním umělci pomocí termínů z informatiky.

Rozumět

Počítač může provést algoritmus, pokud je algoritmus napsán v jednom z programovacích jazyků. Algoritmus napsaný v jednom z programovacích jazyků se nazývá program.

Program musí být vložen do paměti počítače a spuštěn ke spuštění. Program je poté automaticky spuštěn počítačem. Proto se říká, že počítač je vykonavatelem algoritmů.

Objekt lze nazvat vykonavatelem algoritmu, pokud má následující vlastnosti:

Počítačový umělec nic neví ani nerozumí. Formálně provádí program, tedy posloupnost příkazů, které jsou součástí jeho příkazového systému a jsou pro něj napsány ve speciálním programovacím jazyce.

Počítač se nikdy neptá "Proč?" a za co?". Neodmítá provádět příkazy, které jsou součástí jeho příkazového systému. Proto je počítač nazýván formálním vykonavatelem algoritmů.

Osoba může být také formálním umělcem. Člověk zpravidla rozumí tomu, co a proč dělá, takže může odmítnout provádět příkazy, které sice ví, ale nepovažuje za možné.

Člověk nesmí jednat z morálních důvodů nebo pro svou vlastní bezpečnost. Člověk může například odmítnout urazit malého nebo slabého, skočit z životu nebezpečné výšky a podobně. To znamená, že to může udělat, ale nechce.

Jak jsme již řekli, počítač se nazývá univerzální interpret, protože dokáže zpracovávat různé typy dat: zvuková, textová, číselná, grafická.

Počítač lze také nazvat univerzálním umělcem, protože jej mohou používat různí lidé: matematici, spisovatelé, lékaři, inženýři, učitelé, studenti, školáci a dokonce i malé děti. To vše je možné, protože v paměti počítače je mnoho různých programů.

Některé programy ovládají samotný počítač. Jedná se o systémové programy. Další programy pomáhají vytvářet a upravovat informační objekty (texty, obrázky, diagramy, čísla atd.). Takové programy se nazývají aplikační programy. Existují i ​​jiné typy programů.

Kompletní

Akční plán

1. Porovnejte lidského a počítačového umělce pomocí tabulky.

1. Na základě výsledků analýzy této tabulky napište krátký příběh.
2. Vytvořte tabulku a příběh v textovém editoru.
3. Uložte soubor pod názvem „Artists“ do složky „My Portfolio“.

Hlavní

• Počítač může automaticky, tedy bez lidského zásahu, vykonávat sled příkazů – počítačový program.
• Počítač je univerzální výkonný. Používá se ke zpracování různých typů dat (textových, grafických, zvukových, numerických) a mohou jej používat lidé různých profesí.
• Příkazový systém počítačového exekutora je seznam příkazů, které může počítač provádět.

Vědět

1. Jaký je rozdíl mezi lidským umělcem a počítačovým umělcem?
2. Může počítač zpracovávat data, pokud v jeho paměti nejsou žádné programy?
3. Jaká zařízení umožňují počítači spouštět programy?
4. Spustí počítač program napsaný v ruštině? Proč?
5. Proč se počítač nazývá formální exekutor?

Být schopný

Dokončete úkoly v sešitu č. 2.

Dokončete úkoly pro odstavec ze sekce MIND na CD na vašem počítači.

Ve volném čase si přečtěte text „Oblasti počítačových aplikací“ v knize „Rozšiřte své obzory“.

Teď víme

• Model je náhradou za původní objekt. Originální objekt je objektem reality.
• Model může být podobný původnímu předmětu (hračka, socha, obraz, fotografie) nebo se od něj může zcela lišit (text, schéma, číslo).
• Cílem tvorby modelu je studovat objekt, ukládat informace o pozorovaném objektu, přenášet je dalším lidem nebo ukázat, jak bude vypadat objekt, který ještě neexistuje a další.
• Model musí odrážet vlastnosti objektu, které jsou významné z hlediska účelu modelování.
• Algoritmus je posloupnost příkazů, která popisuje řešení problému. Algoritmus je model pro řešení problému.
• Objekt, který provádí algoritmus, je spouštěčem algoritmu.

poučili jsme se

• vytvářet lineární a větvené algoritmy pro řešení jednoduchých problémů;
• určit a pojmenovat formy zápisu algoritmu. Prezentovat algoritmy v textové a grafické podobě;
• odlišit lineární algoritmy od větvících algoritmů;
• sestavit seznam příkazů pro konkrétního interpreta;
• mluvit o počítači jako o univerzálním formálním umělci, s použitím termínů z informatiky.

Pojmy k zapamatování

• Algoritmus
• Náhrada původního objektu
• Vykonavatel algoritmu
• Modelování
• Modelka
• Původní objekt
• Akční plán
• Robot
• Exekutorský příkazový systém
• Účel modelování

Podívejme se na proces správy informačního procesu, ve kterém je jako spravovaný objekt vybrán text. Jinými slovy, uvažujme informační proces spojený s úpravou (změnou stavu) textu.
Za prvé, aby bylo možné transformovat text, musí existovat někdo nebo něco, co tyto transformace provádí. Jinými slovy, je to nutné vykonavatel tyto transformace.
Za druhé, musí být proces převodu textu rozčleněn do samostatných operací, které musí být zapsány jako samostatné týmy k interpretovi. Každý interpret má určitou sestavu , příkazový systém , které může splnit. V procesu úpravy textu jsou možné různé operace: mazání, kopírování, přesouvání nebo nahrazování jeho fragmentů. Textový editor musí být schopen tyto operace provádět.
Třetí, musí být stanoveno počáteční stav objektu, v tomto případě text a jeho požadavek konečný stav(účel transformace).
Řekneme, že se nazývá informační proces, který má všechny výše uvedené vlastnosti algoritmus . Exekutor může provést algoritmus, pokud jsou příkazy algoritmu zahrnuty do systému příkazů exekutora.
Například: uživatel potřebuje upravit text následovně:

1. Vyberte znaky od 1 do 15.

2. Odřízněte tento fragment a vložte jej do pufru.

3. Umístěte kurzor na pozici za 7. znakem.

4. Vložte vyříznutý textový fragment.

Uživatel může provést tento algoritmus formálně. Uživatel při provádění algoritmu na počítači stiskne klávesy klávesnice a při práci s grafickým rozhraním pomocí myši aktivuje určitá tlačítka, položky nabídky atd. Ve skutečnosti bude uživatel zadávat příkazy objektům softwarového prostředí Windows&Office, které budou účinkujících algoritmus.

Algoritmické programovací jazyky. Znázornění informačního procesu ve formě algoritmu umožňuje jeho přiřazení automatický provádění různých technických zařízení, mezi nimiž zvláštní místo zaujímá počítač. V tomto případě říkají, že počítač vykonává program (sekvenci příkazů), který implementuje algoritmus v nějakém programovacím jazyce.

14 Základní pojmy algoritmizace: formální a neformální vykonavatelé algoritmů.

Vykonavatel- jedná se o předmět (člověk, zvíře, technické zařízení) schopný vykonávat určitý soubor příkazů.
Příkazy, které může provádět konkrétní forma interpreta exekutorský příkazový systém(LYŽE).

Třída účinkujících je nebývale pestrá. Především rozlišuje dva typy umělců: formální A neformální. Formální umělec vždy provádí stejný příkaz stejným způsobem. Neformální vykonavatel může provést příkaz různými způsoby.

Když například opakovaně posloucháte disk se svými oblíbenými melodiemi, můžete si být jisti, že je přehrávač (formální interpret) reprodukuje stejným způsobem. Je ale nepravděpodobné, že by některý ze zpěváků (neformálních interpretů) dokázal několikrát zahrát skladbu ze svého repertoáru úplně stejným způsobem.

Osoba zpravidla vystupuje jako neformální performer. Formálními umělci jsou převážně technická zařízení. Člověk v roli neformálního performera je zodpovědný za své činy. Za jednání formálního vykonavatele odpovídá objekt, který jej ovládá.

Řízení- jde o proces účelového ovlivňování některých předmětů na jiné.

Výkonní umělci jsou objekty řízení. Můžete je spravovat vytvořením algoritmu pro ně.

Algoritmus- jedná se o přesný popis sledu akcí určených pro konkrétního interpreta směřujících k řešení daného úkolu.

Algoritmy mohou být zapsány jako tabulka, číslovaný seznam v přirozeném jazyce nebo znázorněny pomocí vývojového diagramu. Program je algoritmus napsaný podle pravidel jazyka srozumitelného počítačovému umělci.

15 Algoritmické návrhy: lineární, větvení, smyčky