Алгоритм-Послідовність дій, що описує процес перетворення об'єкта з початкового стану в кінцеве, записана за допомогою зрозумілих виконавцю команд.

Виконавцемалгоритму може бути людина або автоматичний пристрій – комп'ютери, роботи, верстати, супутники, складна побутова техніка та навіть дитячі іграшки. Кожен алгоритм створюється для цілком конкретного виконавця.

Комп'ютер як виконавець будь-яку роботу виконує за програмою. Програми пишуть люди, а комп'ютер формально виконує їх.

Розробники систем штучного інтелекту намагаються навчити машину, подібно до людини, самостійно будувати програму своїх дій, виходячи з умови завдання.

Ставиться мета перетворення комп'ютера з формального виконавця на інтелектуального виконавця.

Робота обох виконавців складається з чотирьох блоків, але формальний виконавець працює за готовою програмою, а інтелектуальний – сам складає програму і отримує результат.

Інформація для комп'ютера - дані, представлені у формі, прийнятною для її передачі та обробки на комп'ютері.

Для роботи з даними комп'ютера необхідні інструкції ( команди, правила дії). Команди формуються до списку команд.

Алгоритм– це послідовність дій (команд) задля досягнення мети.

У XIX столітті англійським математиком та інженером Чарльзом Беббіджем було розроблено проект обчислювальної машини, яка призначалася для автоматичного проведення довгих ланцюжків обчислень. Головною особливістю конструкції машини є програмний принцип роботи.

Чарльза Беббіджа вважають винахідником комп'ютера – він уперше поєднав механічний арифмометр із ідеєю програмного управління.

За призначенням комп'ютер – це універсальний прилад до роботи з інформацією.

В основу роботи комп'ютерів покладено програмний принцип керування. Будь-який комп'ютер є автоматичним пристроєм, що працює за закладеними в нього програмами.

Перша обчислювальна машина, здатна зберігати програму своєї пам'яті, розроблялася в 1943-1948 гг. у США під керівництвом Джона Мочлі та Преснера Екерта.

У 1945 р. до роботи було залучено знаменитого математика Джона фон Неймана, який сформулював загальні принципи функціонування універсальних обчислювальних пристроїв.

Перший комп'ютер, у якому були повністю реалізовані ці принципи, було побудовано 1949 р. англійським дослідником Морісом Уилксом. Змінюється елементна база, комп'ютери стають дедалі потужнішими, але досі більшість їх відповідають тим принципам, які виклав у своїй доповіді в 1945 р. Джон фон Нейман.

Відповідно до фон Нейману, ЕОМ складається з наступних основних блоків:

Арифметико-логічний пристрій, що виконує арифметичні та логічні операції;

Пристрій управління, що організує процес виконання програм;

Запам'ятовуючий пристрій, або пам'ять, для зберігання програм та даних;

Зовнішні пристрої для введення/виведення інформації.

У сучасних комп'ютерах це:

Пам'ять (запам'ятовуючий пристрій - ЗУ), що складається з перенумерованих осередків;

Процесор, що включає пристрій управління (УУ) і арифметико-логічний пристрій (АЛУ);

Влаштування введення;

Пристрій виведення.

Ці пристрої з'єднані між собою каналами зв'язку, якими передається інформація.

Одна частина процесора, яка виконує команди, називається арифметико-логічним пристроєм, а інша його частина, яка виконує функції керування пристроями, - пристроєм управління. Зазвичай ці пристрої виділяються суто умовно, конструктивно вони розділені.

У складі процесора є ряд спеціалізованих додаткових осередків пам'яті, які називаються регістрами. Реєстр виконує функцію короткочасного зберігання чи числа. Основним елементом регістру є електронна схема, яка називається тригером.

Регістр є сукупністю тригерів, пов'язаних один з одним певним чином загальною системою управління.

Існує кілька типів регістрів, що відрізняються видом виконуваних операцій. Деякі важливі регістри мають свої назви, наприклад:

- суматор- регістр АЛУ, що у виконанні кожної операції;

- лічильник команд- регістр УУ, вміст якого відповідає адресою чергової команди, що виконується. Він служить для автоматичної вибірки програми із послідовних осередків пам'яті;

- регістр команд- регістр УУ для зберігання коду команди на період часу, необхідний її виконання. Частина його розрядів використовується зберігання коду операції, інші - зберігання кодів адрес операндов.

Комп'ютер є універсальним виконавцем обробки інформації. Отже, йому, як будь-якого виконавця, існує певна система команд (СКІ). Така система команд для комп'ютера називається мовою машинних команд(ЯМК)

Програма для комп'ютера- Це алгоритм, розроблений на ЯМК. Або, Програма керування комп'ютером– це послідовність команд ЯМК, де кожна команда – директива для процесора виконання певного дії.

Розглянемо етапи виконання програми.

Згідно з принципами Джона фон Неймана, програма під час її виконання та дані, які вона обробляє, знаходяться в оперативній пам'яті (принцип програми, що зберігається в пам'яті). Процесор виконує програму, починаючи з першої команди і закінчуючи останньою.

Яка основна властивість оперативної пам'яті? ( енергозалежність, працює з даними, активними в даний час)

Які є особливості у сприйнятті інформації людиною та комп'ютером? ( людина сприймає інформацію з допомогою органів чуття, як знаків і сигналів, а комп'ютер приймає інформацію як цифр (0 і 1).)

Як зробити так, щоб програма, написана людиною, була зрозуміла комп'ютеру? (Потрібен спосіб перекладу)

Для комп'ютера вся інформація має бути подана у двійкових кодах, тобто. потрібен спосіб перекладу. Такий спосіб перекладу називається трансляцією, а виконує транслятор.

Висновок:Пристроєм, яке обробляє інформацію в комп'ютері, є процесор, отже, алгоритм повинен використовувати систему команд процесора, або іншими словами записаний машинною мовою, що є послідовністю нулів і одиниць

Спочатку програмісти, які працювали на комп'ютерах першого покоління (50-і – 60-ті рр.), становили програми на ЯМК (у двійкових кодах), але це досить складна робота, тому для полегшення програмування були створені мови програмування високого рівня (ЯПВУ) ) - це штучно створені мови з кількома десятками слів (операторів) та суворими правилами синтаксису. Складання програм на ЯПВУ набагато простіше. Приклади ЯПВУ: Фортран, Паскаль, Бейсік, Сі та ін.

Для того щоб процесор міг виконати програму, написану мовою програмування, вона і дані, з якими вона працює, повинні бути завантажені в оперативну пам'ять. Програма написана і завантажена в оперативну пам'ять і для того, щоб процесор її виконав в оперативній пам'яті, має бути ще й програма перекладач, який перекладає програму з мови високого рівня на мову машинних команд

Таким чином, ланцюжок подій від складання програми на ЯПВУ до отримання результатів розв'язання задачі виглядає так

Людина завжди повинна розуміти обмеженість можливості комп'ютера як виконавця, необхідність передбачити всі тонкощі команд, що доручаються комп'ютеру. Людина розробляє алгоритм, записує його на ЯПВУ та аналізує результати виконання програми.

Комп'ютер є формальним виконавцем програм.

Отже, комп'ютер неспроможна уникнути програми та вихідних даних, підготувати їх може лише людина.

Тому можна говорити, що вирішення завдань комп'ютером – це формальне виконання алгоритму (програми), а комп'ютер є формальним виконавцем.

Комп'ютер може бути використаний на вирішення найрізноманітніших завдань, тому, з умови завдання, людина вирішує, яким програмним засобом користуватися. Якщо до складу програмного забезпечення входять програми, які підходять для вирішення завдань людини, то зручніше ними скористатися (текстовий редактор, електронні таблиці, бази даних, презентації).

Якщо не можна скористатися готовим програмним забезпеченням, доводиться вдаватися до програмування (операційні системи, доопрацювання ОС, транслятори, драйвери, архіватори, антивіруси).

Контрольні питання. У чому різниця формального виконавця від інтелектуального? Що таке ЯМК? Хто запропонував таку систему? Які особливості виконання програми на ЯМК комп'ютером? Що таке ЯПВУ? Особливості виконання програми комп'ютера, написаної на ЯПВУ? Чому комп'ютер можна назвати формальним виконавцем?

Картинка 18 із презентації «Виконання алгоритмів комп'ютером»до уроків інформатики на тему «Алгоритм»

Розміри: 960 х 720 пікселів, формат: jpg. Щоб безкоштовно скачати картинку для уроку інформатики, клацніть на зображенні правою кнопкою мишки та натисніть «Зберегти зображення як...». Для показу картинок на уроці Ви можете також безкоштовно скачати презентацію «Виконання алгоритмів комп'ютером.ppt» повністю з усіма картинками в zip-архіві. Розмір архіву – 321 КБ.

Завантажити презентацію

Алгоритм

"Виконання алгоритмів комп'ютером" - Процесор. Формальний виконавець Алгоритм та програма Особливості виконання програми. Особливості виконання програми. Трансляція. Склад команд ЯМК запропонував Джон фон Нейман у 1946р. Етапи виконання програми. програма. 1. 0011+0101. Дані. Комп'ютер. 4. 3.

«Data Mining» - Література з Data Mining. Приклад 2. Історія Data Mining. Системи опрацювання експертних знань. Кібернетичні методи. Для карт Кохонена: карти входів, виходів та інші специфічні карти. Переваги методу. Складність розробки та експлуатації програми Data Mining. Процес конструювання. Критерії: Точність розпізнавання Помилка.

"Алгоритми в інформатиці" - Повна форма. Структура розгалуження. Наведіть, будь ласка, ще приклади циклічного алгоритму. Ні. Лінійний. Згадайте: що таке алгоритм? Дія. Структура циклу. Алгоритми можна описати: словесно; таблично; за допомогою програми; графічно. Як можна уявити алгоритм? Дія N. Циклічний.

«Логічні висловлювання» - Зміст. ?. Виражається словами ЯКЩО ..., ТО ... Логічне слідування або Імплікація. Ціль. Логічне заперечення. Приклад: для складання іспиту необхідні знання чи везіння. Логічне слідування. Логічні вирази. Запам'ятай знак! 1.Логічні 2. Предикати. затвердження. Позначається піктограмою.

Команда алгоритму - Кожна команда алгоритму повинна визначати однозначну дію виконавця. 2.Зрозумілість. 1. Точність. Команда 2. Серія. … Команда n. Команда 1. Лінійний алгоритм. Властивості алгоритму. Циклічний алгоритм. Алгоритм, у якому команди виконуються послідовно одна одною, називається… Умова.

"Лінійний алгоритм" - Від куди ми брали інформацію. Ми живемо за лінійним алгоритмом. І те в нас закладено. Ми брали інформацію з голови. Лінійний алгоритм-. Як механізм у годинах: після 1, слід 2, після 2-3, після 3-4 повинен працювати алгоритм: все на своєму місці: після 1, слід 2, після 2-3 і т. д. Лінійний алгоритм у житті!! !

Всього у темі 31 презентація

ЗАГАЛЬНА СХЕМА КОМП'ЮТЕРА

Персональний комп'ютер(ПК) у своєму мінімально необхідному складі згідно з цією схемою включає:

• основні пристрої введення: клавіатуру та маніпулятор «миша»;
• основний пристрій виведення: монітор;
• центральна частина розташовується у системному блоці;
• зовнішня пам'ять розташовується на носіях – дисках та приводиться в дію спеціальними приводами – дисководами;
• у єдину конфігурацію всі частини ПК з'єднані за допомогою пристроїв сполучення.

В основі будови ПК лежать два важливі принципи: магістрально-модульний принципі принцип відкритої архітектури. Відповідно до першого всі частини та пристрої виготовляються у вигляді окремих блоків, інформація між якими передається по комплекту з'єднань, об'єднаних у магістраль. При цьому загальну схему ПК можна представити у такому вигляді:

Другий принцип побудови ПК – відкрита архітектура – ​​передбачає можливість складання комп'ютера із незалежно виготовлених частин, доступну всім бажаючим (подібно до дитячого конструктора).

Використані матеріали сайту http://www.iiikt.narod.ru

Виконавця характеризують:

• середовище;
• елементарні дії;
• система команд;
• відмови.

Середа(або обстановка) – це «місце проживання» виконавця .

Система команд.Кожен виконавець може виконувати команди лише з деякого заданого списку-системи команд виконавця. Для кожної команди мають бути задані умови застосування(у яких станах середовища може бути виконана команда) та описані результати виконаннякоманди.
Після виклику команди виконавець здійснює відповідне елементарну дію.

ВідмовиВиконавця виникають, якщо команда викликається при неприпустимому для неї стані середовища.

Виконавецьнічого не знає про Цілі алгоритму.Він виконуєвсі отримані команди, не ставлячи запитань «чому» та «навіщо».

Комп'ютер як формальний виконавець алгоритмів.

Розглянемо процес управління інформаційним процесом, у якому як керований об'єкт обраний текст. Іншими словами, розглянемо інформаційний процес, пов'язаний із редагуванням (зміною стану) тексту.
По перше, щоб перетворити текст, повинен існувати хтось чи щось, який ці перетворення виконує. Іншими словами, необхідний виконавець цих перетворень.
По-друге, процес перетворення тексту необхідно розбити на окремі операції, які мають бути записані у вигляді окремих команд виконавцю. Кожен виконавець має певний набір , системою команд , які він може виконати. У процесі редагування тексту можливі різні операції: видалення, копіювання, переміщення чи заміна його фрагментів. Виконавець редагування тексту повинен мати можливість виконати ці операції.
По-третє, має бути визначено початковий стан об'єкта,в даному випадку тексту, та його необхідне кінцевий стан(Мета перетворення).
Будемо говорити, що інформаційний процес, що має всі перелічені вище властивості, називається алгоритмом . Виконавець може виконати алгоритм, якщо команди алгоритму належать до системи команд виконавця.
Наприклад: користувачеві необхідно відредагувати текст так:

1. Виділити символи з 1 до 15.
2. Вирізати цей фрагмент та помістити його в буфер.
3. Встановити курсор на позицію після 7 символу.
4. Вставити вирізаний фрагмент тексту.

Цей алгоритм може виконувати формально. Користувач у процесі виконання алгоритму на комп'ютері натискатиме клавіші клавіатури, а при роботі з графічним інтерфейсом за допомогою миші активізувати ті чи інші кнопки, пункти меню і т.д. Фактично користувач даватиме команди об'єктам програмного середовища Windows&Office, які й будуть виконавцямиалгоритму.

Алгоритмічні мови програмування.Подання інформаційного процесу у формі алгоритму дозволяє доручити його автоматичневиконання різних технічних пристроїв, серед яких особливе місце займає комп'ютер. При цьому кажуть, що комп'ютер виконує програму (послідовність команд), що реалізує алгоритм якоюсь мовою програмування.

Зрозуміти, Що комп'ютер - це формальний виконавець програм.

Навчитисярозповідати про комп'ютер як універсального виконавця, використовуючи терміни інформатики.

Зрозуміти

Комп'ютер може виконувати алгоритм, якщо алгоритм написано однією мовою програмування. Алгоритм, написаний однією з мов програмування, називають програмою.

Програму потрібно ввести на згадку про комп'ютер і запустити на виконання. Тоді програма автоматично виконується комп'ютером. Тому кажуть, що комп'ютер – виконавець алгоритмів.

Об'єкт можна назвати виконавцем алгоритму, якщо він має такі властивості:

Виконавець-комп'ютер нічого не знає та не розуміє. Він формально виконує програму, тобто послідовність команд, що входять до системи його команд і написані для нього спеціальною мовою програмування.

Комп'ютер ніколи не ставить запитання «Чому?» і навіщо?". Він не відмовляється виконувати команди, які входять до його системи команд. Тому комп'ютер називають формальним виконавцем алгоритмів.

Людина також може бути формальним виконавцем. Як правило, людина розуміє, що вона робить і навіщо, тому вона може відмовитися від виконання команд, які вміє виконувати, але не вважає за можливе.

Людина може не виконати будь-яку дію з моральних міркувань або дотримуючись своєї безпеки. Наприклад, людина може відмовитися ображати маленьких чи слабких, стрибати з небезпечної життя висоти тощо. Тобто, він може це зробити, але не хоче.

Як ми вже говорили, комп'ютер називають універсальним виконавцем, оскільки може обробляти дані різних видів: звукові, текстові, числові, графічні.

Універсальним виконавцем комп'ютера можна назвати ще й тому, що його можуть використовувати різні люди: математики, письменники, медики, інженери, вчителі, студенти, школярі і навіть маленькі діти. Все це можливо, тому що у пам'яті комп'ютера багато різних програм.

Одні програми керують самим комп'ютером. Це системні програми. Інші програми допомагають створювати та редагувати інформаційні об'єкти (тексти, малюнки, схеми, числа та інше). Такі програми називають прикладними. Є й інші види програм.

Виконай

План дій

1. Порівняй виконавця-людину та виконавець-комп'ютер за допомогою таблиці.

1. Склади коротку розповідь за результатами аналізу цієї таблиці.
2. Оформи таблицю та розповідь у текстовому редакторі.
3. Збережи файл під назвою «Виконавці» у папці «Моє портфоліо».

Головне

• Комп'ютер автоматично, тобто без участі людини, може виконувати послідовність команд – комп'ютерну програму.
• Комп'ютер – універсальний виконавець. Він служить обробки різних видів даних (текстових, графічних, звукових, числових), і його можуть використовувати люди різних професій.
• Система команд виконавця-комп'ютера - це список команд, які комп'ютер може виконувати.

Знати

1. Чим відрізняється виконавець-людина від виконавця-комп'ютера?
2. Чи може комп'ютер обробляти дані, якщо в пам'яті немає програм?
3. Завдяки яким пристроям комп'ютер може виконувати програми?
4. Чи виконає комп'ютер програму, написану російською мовою? Чому?
5. Чому комп'ютер називають формальним виконавцем?

Вміти

Виконай завдання у робочому зошиті № 2.

Виконайте на комп'ютері завдання до параграфа з розділу ВМІТИ компакт-диска.

Прочитай на дозвіллі в книзі «Розшир свій кругозір» текст «Області застосування комп'ютера».

Тепер ми знаємо

• Модель – це замінник об'єкта-оригіналу. Об'єктом-оригіналом називають об'єкт реальної дійсності.
• Модель може бути схожа на об'єкт-оригінал (іграшка, скульптура, картина, фотографія) і може зовсім не схожа на нього (текст, схема, число).
• Цілі створення моделі: вивчити об'єкт, зберегти інформацію про об'єкт, що спостерігається, передати її іншим людям або показати, як буде виглядати об'єкт, якого ще немає, та інші.
• Модель має відбивати суттєві з погляду мети моделювання властивості об'єкта.
• Алгоритм - це послідовність команд, що описує розв'язання задачі. Алгоритм – це модель розв'язання задачі.
• Об'єкт, який виконує алгоритм, - це виконавець алгоритму.

Ми навчилися

• складати лінійні алгоритми та алгоритми з розгалуженням для вирішення простих завдань;
• визначати та називати форми запису алгоритму. Представляти алгоритми у текстовій та графічній формах;
• відрізняти лінійні алгоритми від алгоритмів із розгалуженням;
• складати список команд конкретного виконавця;
• розповідати про комп'ютер як універсального формального виконавця, використовуючи терміни інформатики.

Терміни для запам'ятовування

• Алгоритм
• Замінник об'єкта-оригіналу
• Виконавець алгоритму
• Моделювання
• Модель
• Об'єкт-оригінал
• План дій
• Робот
• Система команд виконавця
• Мета моделювання

Розглянемо процес управління інформаційним процесом, у якому як керований об'єкт обраний текст. Іншими словами, розглянемо інформаційний процес, пов'язаний із редагуванням (зміною стану) тексту.
По перше, щоб перетворити текст, повинен існувати хтось чи щось, який ці перетворення виконує. Іншими словами, необхідний виконавець цих перетворень.
По-друге, процес перетворення тексту необхідно розбити на окремі операції, які мають бути записані у вигляді окремих команд виконавцю. Кожен виконавець має певний набір , системою команд , які він може виконати. У процесі редагування тексту можливі різні операції: видалення, копіювання, переміщення чи заміна його фрагментів. Виконавець редагування тексту повинен мати можливість виконати ці операції.
По-третє, має бути визначено початковий стан об'єкта,в даному випадку тексту, та його необхідне кінцевий стан(Мета перетворення).
Будемо говорити, що інформаційний процес, що має всі перелічені вище властивості, називається алгоритмом . Виконавець може виконати алгоритм, якщо команди алгоритму належать до системи команд виконавця.
Наприклад: користувачеві необхідно відредагувати текст так:

1. Виділити символи з 1 до 15.

2. Вирізати цей фрагмент та помістити його у буфер.

3. Встановити курсор на позицію після 7 символу.

4. Вставити вирізаний фрагмент тексту.

Цей алгоритм може виконувати формально. Користувач у процесі виконання алгоритму на комп'ютері натискатиме клавіші клавіатури, а при роботі з графічним інтерфейсом за допомогою миші активізувати ті чи інші кнопки, пункти меню і т.д. Фактично користувач даватиме команди об'єктам програмного середовища Windows&Office, які й будуть виконавцямиалгоритму.

Алгоритмічні мови програмування.Подання інформаційного процесу у формі алгоритму дозволяє доручити його автоматичневиконання різних технічних пристроїв, серед яких особливе місце займає комп'ютер. При цьому говорять, що комп'ютер виконує програму (послідовність команд), що реалізує алгоритм якоюсь мовою програмування.

14 Основні поняття алгоритмізації: формальні та неформальні виконавці алгоритмів.

Виконавець- це певний об'єкт (людина, тварина, технічний пристрій), здатний виконувати певний набір команд.
Команди, які може виконати конкретний виконавець, утворюють систему команд виконавця(СКІ).

Клас виконавців надзвичайно різноманітний. Насамперед, у ньому виділяють два типи виконавців: формальнихі неформальних. Формальний виконавець ту саму команду завжди виконує однаково. Неформальний виконавець може виконувати команду по-різному.

Наприклад, при багаторазовому прослуховуванні диска з улюбленими мелодіями, ви можете бути впевнені, що вони відтворюються програвачем (формальним виконавцем) однаково. Але навряд чи комусь із співаків (неформальному виконавцю) вдасться кілька разів абсолютно однаково виконати пісню зі свого репертуару.

Як правило, людина виступає у ролі неформального виконавця. Формальними виконавцями є технічні пристрої. Людина у ролі неформального виконавця сама відповідає за свої дії. За дії формального виконавця відповідає керуючий ним об'єкт.

Управління- Це процес цілеспрямованого впливу одних об'єктів на інші.

Виконавці є об'єктами керування. Керувати ними можна, склавши їм алгоритм.

Алгоритм- це призначене для конкретного виконавця точне опис послідовності дій, вкладених у вирішення поставленої задачи.

Алгоритми можуть бути записані у вигляді таблиці, нумерованого списку природною мовою або зображені за допомогою блок-схеми. Програма- це алгоритм, записаний за правилами зрозумілої виконавцю-комп'ютера мови.

15 Алгоритмічні конструкції: лінійна, розгалуження, цикли