Исполнитель алгоритма

Урок 21. Информатика 4 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Исполнитель алгоритма»

Привет, мальчики и девочки!

На прошлых уроках мы с вами узнали, что алгоритм – это описание подробного плана последовательности действий, который необходимо выполнить, чтобы решить задачу. Но не каждый план действий можно назвать алгоритмом.

Давайте, вспомним почему.

Чтобы план действий можно было назвать алгоритмом он должен обладать следующими свойствами:

· количество шагов известно и конечно;

· понятен смысл шагов;

· выполнение приводит к решению задачи и подходит для решения целого класса задач.

А помните ли вы, какие формы записи алгоритмов существуют?

Это текстовая и графическая формы.

Графическая форма, которая описывается в виде блок-схемы.

И мы помним, что бывает линейный алгоритм, в котором все шаги выполняются последовательно.

Также есть алгоритм и с ветвлением – это алгоритм, в котором есть блок с условием, один вход и два выхода: «Да» и «Нет».

Ну что же, мы вспомнили, что изучили на предыдущих уроках.

Сейчас я хочу, чтобы вы вспомнили алгоритм «собраться в школу».

Ребята, скажите, кто выполняет этот алгоритм в данном случае?

Та-а-а-к, а теперь вспомним алгоритм нахождения периметра треугольника.

А исполнять его может и ученик, и учитель и даже родители.

Вот мы и подошли к тебе нашего сегодняшнего урока – «Исполнитель алгоритма».

В алгоритмах, которые мы рассмотрели ранее, исполнителем был человек.

Но выполнить команды могут и другие живые существа. Например, собака выполняет команды хозяина.

Но не только живые существа выполняют команды.

Наверное, вы видели машинку, которой можно управлять при помощи пульта?

В данном случае машинка выполняет команды, которые вы ей задаёте – вперёд, назад, повернуть налево, направо.

Дома мама кладёт грязную одежду в стиральную машину, выбирает режим, то есть программу стирки, и машина выполняет определённый алгоритм действий.

Получается, что человек, машина, животное, управляемая игрушка могут выполнять команды. Значит они являются исполнителями алгоритма.

Исполнитель алгоритма – это объект, выполняющий команды (шаги, инструкции) по определённым правилам и в нужном порядке.

Рассмотрим стиральную машину. После того как мама или любой другой человек выбирает режим стирки, машина начинает выполнять действия, которые заложены в её память для выполнения этого режима стирки. И выполняет машина команды от начала до конца строго по порядку без участия человека. Такой исполнитель алгоритма, как стиральная машина, называется автоматическим исполнителем.

Автоматический исполнитель выполняет только назначенный ему набор команд. Другие команды, которые не входят в этот набор, исполнитель выполнить не может, так как он не понимает неизвестные команды.

Ребята, вы знаете, что исполнитель может принимать команды в виде сигнала. Это могут быть слова, звуковой сигнал, световой сигнал, радиосигнал и другие.
Для исполнителя каждый сигнал имеет определённое значение. Например, управляемая машинка «понимает» и исполняет такие команды, как «вперёд», «назад», «влево», «вправо».

Наверное, у большинства из вас дома есть компьютер.

А его можно назвать исполнителем?

Компьютер – это такой исполнитель, который обрабатывает закодированную информацию, то есть данные, исполняя программу, которая написана человеком.

Вы же помните, что закодированная информация – это информация, которая представлена в форме, удобной для её хранения и передачи.

Кодировать информацию можно звуками, буквами, цифрами, рисунками, нотами, знаками и другим.

Компьютер обрабатывает любую информацию – звуковую, текстовую, графическую, числовую.

Использовать компьютер, то есть работать на нём, может человек любой профессии: учёный, строитель, учитель. Но не обязательно нужно работать, чтобы пользоваться компьютером. Его могут использовать мальчики и девочки, бабушки и дедушки. На компьютере можно играть, переписываться в социальных сетях, рисовать и многое-многое другое.

Поэтому компьютер – это универсальный исполнитель алгоритмов.

А кто ещё является универсальным исполнителем алгоритмов?

Только человек понимает и обрабатывает информацию, составляет и исполняет алгоритмы. А компьютер не создаёт алгоритмы, не понимает смысла программ. Он только выполняет шаги программы, которые для него написал человек на каком-либо языке программирования.

Язык программирования – это искусственный язык, созданный человеком, чтобы обрабатывать информацию с помощью компьютера.

У компьютера, как и у человека может быть большо-о-ой набор команд.

Кстати, список, или набор, всех команд (шагов или инструкций), которые исполнитель способен выполнить, называется системой команд исполнителя.

Например, в систему команд исполнителя-человека могут входить команды – «реши пример», «скажи ответ», «найди ошибку», «подними руку». В данном случае исполнителем-человеком может быть ученик. Он понимает и может выполнить эти команды.

Другой пример, собака понимает определённые команды: «фу», «рядом», «сидеть», «лежать» и другие.

А сейчас давайте поиграем, чтобы закрепить ваши знания.

Найдите на кухне автоматических исполнителей.

Давайте проверим, всех ли автоматических исполнителей вы нашли.

Стиральная машина, которой мы задаём программу для стирки.

Микроволновая печь. В неё мы ставим разогреться еду на определённое время, или готовим еду, включая выбранный режим.

Посудомоечная машина, которой также, как и стиральной машине, задаётся режим работы.

Кофемашина. Мы выбираем тип кофе, и машина делает его по алгоритму.

Ребята, вы молодцы, но давайте выполним вот такое задание: выберите инструкции, которые компьютер не может выполнить.

Вывести ответ на экран.

Понять смысл программы.

Создать план действий.

Рассказать решение задачи.

Правильный ответ на это задание:

Понять смысл программы.

Создать план действий.

Рассказать решение задачи.

Ну что же, а теперь повторим самое главное, что мы сегодня узнали.

Исполнитель алгоритма – это объект, который выполняет команды (шаги, инструкции) по определённым правилам и в нужном порядке. Например, человек, компьютер.

Человек создаёт алгоритм и исполняет его.

Компьютер только выполняет алгоритм, написанный человеком на языке программирования.

Система команд исполнителя – это список команд или набор шагов, которые способен выполнить конкретный исполнитель.

Автоматический исполнитель – это исполнитель, выполняющий действия, которые заложены в его память, без участия человека.

Сегодня мы с вами изучили очень важный материал, и уже подошло время прощаться. До свидания, ребята. До новых встреч.

Источник

Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма

Урок 10. Информатика 8 класс (ФГОС)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма»

Ежедневно вокруг нас происходят различные события.

Например, восьмиклассница Кристина решила:

· приготовить новое блюдо по рецепту;

· развесить бельё на верёвке после стирки;

Во всех этих ситуациях нужно выполнить определённую последовательность действий, которые приведут Кристину к поставленной цели. Значит, чтобы решить задачу, сначала её нужно алгоритмизировать.

Умение выделять алгоритмическую суть явления и строить алгоритмы очень важно для человека любой профессии.

Навыки алгоритмического мышления способствуют формированию особого стиля культуры человека, составляющими которого являются:

· целеустремлённость и сосредоточенность;

· объективность и точность;

· логичность и последовательность в планировании и выполнении своих действий;

· умение чётко и лаконично выражать свои мысли;

· умение правильно ставить задачу и находить окончательные пути её решения;

· умение быстро ориентироваться в стремительном потоке информации.

Происхождение термина «алгоритм» связано с математикой. История его возникновения такова.

В девятом веке в Багдаде жил учёный Аль-Хорезми, математик, астроном, географ. В одном из своих трудов он описал десятичную систему счисления и впервые сформулировал правила выполнения арифметических действий над целыми числами и обыкновенными дробями.

Арабский оригинал этой книги был утерян, но остался латинский перевод двенадцатого века, по которому Западная Европа ознакомилась с десятичной системой счисления и правилами выполнения арифметических действий.

Аль-Хорезми стремился к тому, чтобы сформулированные им правила были понятными. Достичь этого в девятом веке, когда ещё не была разработана математическая символика (знаки операций, скобки, буквенные обозначения и т.д.), было трудно. Однако ему удаюсь выработать чёткий стиль строгого словесного предписания, который не давал читателю возможность уклониться от предписанного или пропустить какие-нибудь действия.

В двадцатом веке возникла наука, которая занимается теорией алгоритмов. В рамках этой науки понятие алгоритма было уточнено.

Наверняка каждый из вас слышал слово алгоритм. То есть

Алгоритм — это конечная последовательность команд, выполнение которых приводит к решению поставленной задачи.

Причём исполнителем может выступать как человек, животное так и техническое устройство.

Например, украшение торта будет алгоритмом.

Или установка игры на компьютер, так же выполняется по алгоритму.

Очень часто мы выполняем определённые алгоритмы, даже не задумываясь, например, в новом кофе подключиться к сети Wifi.

Сейчас вам кажется, что подключиться к сети проще простого, но ведь в начале вас этому научили. В первый раз вам сказали, что нужно:

· спросить пароль у администратора кафе;

· открыть настройки телефона;

· найти сеть Wifi данного кафе;

· ввести пароль и подключиться к сети.

В следующий раз помощь вам уже не понадобится.

Как видно из предыдущего примера, для достижения конечного результата, нам необходимо последовательно выполнить определённые действия или шаги. Действия по алгоритму встречаются во всех сферах, например,

Задача «Приготовить чай» решается в пять шагов:

· вскипятить в чайнике воду;

· положить в чашку пакетик заварки;

· налить туда кипяток;

· добавить две чайные ложки сахара;

· размешать сахар ложкой.

А задача по химии «Получение водорода» решается в четыре шага:

· налить в колбу соляной кислоты;

· бросить в колбу кусочек цинка;

· собрать выделяющийся газ в пробирку.

Если рассмотреть все наши примеры, то на первый взгляд, кажется, что все они абсолютно различны, но на самом деле у всех этих процессов есть общая черта. Все эти процессы описываются последовательностью кратких указаний, точное следование которым позволяет получить нужный результат.

Таким образом, для разработки алгоритма, нам необходимо понимать, какие начальные условия нам даны, и какой конечный результат мы должны получить.

Иначе говоря, алгоритм – это описание последовательности шагов в решении задачи, приводящих от исходных данных к требуемому результату.

Работу алгоритма можно представить в виде следующей схемы:

Сначала мы получаем задание и оцениваем какие исходные данные у нас есть, затем составляем алгоритм действий и в итоге приходим к результату.

Каждый день, изучая что-то новое на уроках в школе или дома, мы учимся действовать по алгоритму.

Рассмотрим следующий пример.

Дан алгоритм, который приводит к тому, что из одной цепочки символов получается новая цепочка:

1. Необходимо вычислить длину в символах исходной цепочки.

2. Если длина начальной цепочки нечётна, то к ней справа приписывается цифра 1, иначе цепочка не изменяется.

3. Символы попарно меняются местами (первый — со вторым, третий — с четвёртым, пятый — с шестым и т. д).

4. Справа к полученной цепочке приписывается цифра 2.

После выполнения действий получить новую цепочку, которая будет

являться результатом работы алгоритма. Итак, пусть нам дана исходная цепочка КОТ. Выполним над ней действия по алгоритму.

2. Символов – 3. Это нечётное число. Значит нужно справа приписать цифру один.

3. Меняем символы попарно местами. То есть К меняем местами с О и Т с единицей.

4. Справа к полученной цепочке приписываем цифру два

В результате получаем цепочку: ОК1Т2.

Если исходной была цепочка ЛЕТО, то результатом работы алгоритма будет цепочка ЕЛОТ2.

Перейдём ко второму вопросу урока и определим кто же такой исполнитель алгоритма. Как мы уже выяснили, исполнителем алгоритма может быть, как человек, животное так и техническое устройство, т.е.

Исполнитель – это объект живой природы или техническое устройство, способное выполнять алгоритм.

Различают формальных и неформальных исполнителей. Формальный исполнитель выполняет одну и ту же команду всегда одинаково. А неформальный может импровизировать.

Например, вспомним алгоритм приготовления чая. Здесь вы можете действовать по-разному. Можете сначала положить в чашку пакетик с чаем, а затем вскипятить в чайнике воду. Или положить в чашку сначала сахар, а затем чай. В данном примере человек, который готовит чай является неформальным исполнителем алгоритма.

То есть Неформальный исполнитель может выполнять алгоритмы по-разному.

К неформальным исполнителям можно отнести все объекты живой природы.

А вот формальный исполнитель одну и ту же команду всегда выполняет одинаково.

Например, при многократном прослушивании диска с любимой мелодией вы можете быть уверенными, что она воспроизводится проигрывателем (формальным исполнителем) одинаково.

Но вряд ли кому-нибудь из певцов (неформальному исполнителю) удастся несколько раз совершенно одинаково исполнить песню из своего репертуара.

Рассмотрим более подробно формальных исполнителей. Определить формального исполнителя можно по следующим характеристикам: это круг решаемых задач (назначение), среда, система команд, режим работы. Остановимся подробнее на каждой характеристике.

Итак, круг решаемых задач. Каждый исполнитель создаётся для решения определённого круга задач – выполнение вычислений, приготовления кофе, управлять дорожным движением и т.д.

Среда исполнителя – это та область, обстановка и условия в которых действует исполнитель. Исходные данные и результаты любого алгоритма всегда принадлежат среде того исполнителя, для которого предназначен алгоритм.

Режим работы исполнителя. Выделяют два процесса управления исполнителем: режим непосредственного управления

и программное управление.

В первом случае исполнитель принимает команды от человека и немедленно их выполняет. Во втором случае исполнителю задаётся полная последовательность команд (программа), а он выполняет эти команды в автоматическом режиме.

Рассмотрим примеры исполнителей.

Исполнитель Автобус может выполнять команды: налево, направо, вперёд.

По команде налево автобус поворачивает налево, по команде направо автобус поворачивает направо, по команде вперёд Автобус перемещается на одну клетку вперёд. Давайте составим алгоритм, в результате которого Автобус окажется в клетке с остановкой.

Итак, в результате мы получим следующий алгоритм: вперёд, вперёд, вперёд, налево, вперёд, вперёд, вперёд, налево, вперёд, вперёд, вперёд, налево вперёд, направо, вперёд.

Следующий пример. Исполнитель Тюбик перемещается по экрану компьютера и оставляет след в виде линии. Система команд Тюбика состоит из следующих команд:

Вперёд N (где N — целое число) — вызывает передвижение Тюбика на N шагов в направлении движения;

Направо M (где M — целое число) — вызывает изменение направления движения Тюбика на M градусов по часовой стрелке.

Налево M (где M — целое число) — вызывает изменение направления движения Тюбика на M градусов против часовой стрелки.

Давайте посмотрим, что получится в результате выполнения следующего алгоритма: налево сорок пять, прямо два, направо сорок пять, прямо шесть, налево девяносто, прямо три, направо девяносто, прямо два, направо девяносто, прямо один, направо девяносто, прямо два, налево девяносто, прямо шесть, направо сорок пять, прямо два, направо сорок пять, прямо восемь.

В результате выполнения алгоритма Тюбик на экране нарисовал лодку.

Таким образом, для составления алгоритма необходимо:

· Выделить объекты, фигурирующие в задаче, установить свойства этих объектов, отношения между объектами и возможные действия с ними.

· Определить исходные данные и требуемый результат.

· Определить последовательность действий исполнителя для достижения результата.

· Данную последовательность действий записать с помощью команд, входящих в систему команд исполнителя.

Пришло время подвести итоги урока:

Алгоритм – это конечная последовательность команд, выполнение которых приводит к решению поставленной задачи.

Команда алгоритма – это точное предписание выполнить конкретное действие.

Исполнитель алгоритма – это объект живой природы или техническое устройство, способное выполнить алгоритм. Исполнители делятся на формальные и неформальные.

Система команд исполнителя – это набор команд, которые понимает и может исполнить данный исполнитель.

Источник

Глава 7. Алгоритмы. Алгоритмизация. Алгоритмические языки

7.1. Что такое алгоритм?

Понятие алгоритма такое же основополагающее для информатики, как и понятие информации. Именно поэтому важно в нем разобраться.

Название «алгоритм» произошло от латинской формы имени величайшего среднеазиатского математика Мухаммеда ибн Муса ал-Хорезми (Alhorithmi), жившего в 783—850 гг. В своей книге «Об индийском счете» он изложил правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними «столбиком», знакомые теперь каждому школьнику. В XII веке эта книга была переведена на латынь и получила широкое распространение в Европе.

Человек ежедневно встречается с необходимостью следовать тем или иным правилам, выполнять различные инструкции и указания. Например, переходя через дорогу на перекрестке без светофора надо сначала посмотреть направо. Если машин нет, то перейти полдороги, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, затем перейти полдороги. После этого посмотреть налево и, если машин нет, то перейти дорогу до конца, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, а затем перейти дорогу до конца.

В математике для решения типовых задач мы используем определенные правила, описывающие последовательности действий. Например, правила сложения дробных чисел, решения квадратных уравнений и т. д. Обычно любые инструкции и правила представляют собой последовательность действий, которые необходимо выполнить в определенном порядке. Для решения задачи надо знать, что дано, что следует получить и какие действия и в каком порядке следует для этого выполнить. Предписание, определяющее порядок выполнения действий над данными с целью получения искомых результатов, и есть алгоритм.

Это — не определение в математическом смысле слова, а, скорее, описание интуитивного понятия алгоритма, раскрывающее его сущность.

Понятие алгоритма является не только одним из главных понятий математики, но одним из главных понятий современной науки. Более того, с наступлением эры информатики алгоритмы становятся одним из важнейших факторов цивилизации [56].

7.2. Что такое «Исполнитель алгоритма»?

Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается пpи недопустимом для нее состоянии сpеды.

В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.

7.3. Какими свойствами обладают алгоpитмы?

Основные свойства алгоритмов следующие:

1. Понятность для исполнителя — исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Иными словами, имея алгоритм и произвольный вариант исходных данных, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма.

2. Дискpетность (прерывность, раздельность) — алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых (или pанее опpеделенных) шагов (этапов).

3. Опpеделенность — каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола. Благодаpя этому свойству выполнение алгоpитма носит механический хаpактеp и не тpебует никаких дополнительных указаний или сведений о pешаемой задаче.

4. Pезультативность (или конечность) состоит в том, что за конечное число шагов алгоpитм либо должен пpиводить к pешению задачи, либо после конечного числа шагов останавливаться из-за невозможности получить решение с выдачей соответствующего сообщения, либо неограниченно продолжаться в течение времени, отведенного для исполнения алгоритма, с выдачей промежуточных результатов.

5. Массовость означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбиpаться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.

7.4. В какой форме записываются алгоритмы?