Человек животное или машина которые могут понимать и выполнять некоторые команды это
Урок 22
§29. Алгоритмы и исполнители
Содержание урока
Что такое алгоритм?
Что такое алгоритм?
Ключевые слова:
Многие действия, которые мы выполняем в жизни, можно записать как последовательность шагов.
Например, когда строят дом, сначала заливают фундамент, затем возводят стены, потом делают крышу. Бригадир строителей точно знает, как правильно выполнить каждую операцию. Менять порядок действий нельзя, иначе стройка закончится неудачно.
В этой главе мы будем изучать такие точно определённые правила выполнения действий. В информатике их называют алгоритмами.
Слово «алгоритм» происходит от имени средневекового арабского учёного Мухаммеда аль-Хорезми, который в IX веке описал правила вычислений с десятичными числами. Работы аль-Хорезми были переведены на латинский язык и стали известны в Европе. Через некоторое время слово «алгоритм» (от имени автора, которое по-латыни писали как Algorizmi или Algorizmus) стало обозначать любую систему вычислений по определённым правилам.
а) пополнения счёта мобильного телефона;
б) поездки на автобусе в соседний город.
Алгоритмы составляют люди, причём нередко на разработку алгоритмов решений сложных задач уходят многие годы. Но как только алгоритм придуман, можно поручить его выполнение автомату (например, компьютеру), который просто выполняет инструкции, не вникая в их смысл. Говорят, что такой исполнитель действует формально, не рассуждая и не обдумывая содержание задачи, которую он решает.
Как правило, любая задача может быть решена с помощью разных алгоритмов. Их можно сравнивать, например, по времени, которое требуется для решения задачи. Лучшим обычно считают алгоритм, который решает задачу быстрее всех.
Компьютерные программы — это алгоритмы, записанные на языке, понятном компьютеру. Поэтому изучать алгоритмы нужно для того, чтобы понимать, как работает компьютер, и научиться решать с его помощью сложные задачи.
Приведите примеры алгоритмов, которые умеет выполнять:
а) ребёнок-дошкольник;
б) собака;
в) мобильный телефон;
г) стиральная машина.
Сможет ли годовалый ребенок сходить в магазин за хлебом? Сможет ли собака оплатить счёт за квартиру? Конечно, нет. Любой алгоритм составляется для какого-то конкретного исполнителя.
Исполнитель — это человек, животное или машина, которые могут понимать и выполнять некоторые команды. Полный набор команд исполнителя называется системой команд исполнителя (СКИ).
Теперь можно дать определение алгоритма.
Алгоритм — это точное описание порядка действий некоторого исполнителя.
Система команд простейшего исполнителя Робот, который умеет только передвигаться по ячейкам клетчатой доски, содержит команды вверх, вправо, вниз и влево (рис. 6.1).
Других команд Робот не понимает и выполнить не может.
Любой исполнитель работает в некотором окружении — среде.
Среда исполнителя Робот — клетчатое поле со стенами, которые обозначены жирными линиями.
Робот не может ходить сквозь стены. Например, Робот на рис. 6.1 не может выполнить последовательность команд
вверх
вверх
потому что столкнётся со стеной.
Исполнители могут находиться в разных состояниях и в зависимости от этого могут (или не могут) выполнять разные команды. Например, незаряженное ружьё не выстрелит, а лежащий человек не сможет прыгнуть, не изменив своё состояние. Грузовик с пустым кузовом не сможет засыпать яму песком.
Что нужно для того, чтобы описать состояние исполнителя Робот? В каких случаях этот исполнитель не сможет выполнить некоторые команды?
Следующая страница 
Свойства алгоритма
Cкачать материалы урока
Анализ и построение алгоритмов для исполнителей (5)
Исполнитель – это человек, группа людей, животное, машина или другой объект, который может понимать и выполнять некоторые команды.
В школьном алгоритмическом языке нц обозначает «начало цикла», а кц – «конец цикла»; все команды между нц и кц – это тело цикла, они выполняются несколько раз. Запись нц для i от 1 до n обозначает начало цикла, в котором переменная i (она называется переменной цикла) принимает последовательно все значения от 1 до n с шагом 1.
Сумма двух цифр в десятичной системе счисления находится в диапазоне от 0 до 18 (9+9).
При добавлении к двоичной записи числа нуля справа число увеличивается в 2 раза.
Задача №1
У исполнителя Калькулятор две команды, которым присвоены номера:
Выполняя первую из них, Удвоитель прибавляет к числу на экране 1, а выполняя вторую, умножает его на 2. Запишите порядок команд в программе получения из числа 3 числа 63, содержащей не более 8 команд, указывая лишь номера команд.
Переформулируем задание в обратном порядке. Тогда его команды:
2. раздели на 2 (только для чётных чисел)
Теперь мы получаем число 3 из 63.
Будем использовать следующий (в данном случае – оптимальный) алгоритм: если число нечётное, вычитаем единицу (команда 1), потому что делить его на 2 нельзя; если число чётное, делим его на два; сверху записаны номера выполняемых команд:
63 — 62 — 31 — 30 — 15 — 14 — 7 — 6 — 3
таким образом, выполняя программу 12121212, мы получим число 3 из 63
Запишем программу в обратном порядке для исходного исполнителя: 21212121
Алгоритм и исполнитель
Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.
В этом уроке разберём некоторые теоретические понятия, которые формализуют понятие программирования. Заодно точнее сформулируем основную задачу вашего обучения.
Для начала предлагаю вам немного поиграться со следующей детской игрушкой. Пройдите первые пять заданий, возвращайтесь назад и продолжайте чтение урока.
Рис.1 Скриншот игрового поля на code.org
Надеюсь, у вас всё получилось. Теперь на этом примере опишем несколько основных понятий:
В игрушке мы управляем красной птичкой. Задача каждого этапа: добраться птичкой до свиньи. Птичка умеет выполнять определённые команды, например: переместить вперёд, повернуть налево, повернуть направо и др.
Необходимо заострить внимание на нескольких моментах.
Исполнитель может выполнять только те команды, которые входят в его систему команд.
Это означает, например, что нельзя написать исполнителю-птичке: «Иди к свинье!». Точнее записать можно, но только ничего не произойдёт, т.к. исполнитель таких команд не знает.
Имеющиеся команды вы можете записывать в любом порядке, который посчитаете правильным. Ваша задача как программиста – разделить большую сложную задачу на маленькие отдельные шаги, каждый из которых будет понятен исполнителю. Снова работает принцип «разделяй и властвуй».
Исполнитель выполняет точно то, что предписывает ему алгоритм.
Исполнитель-птичка очень доверчивая. Она не подвергает сомнению то, что вы пишете в программе. Если, например, вы забудете развернуть птичку, то она врежется в стенку. Поэтому вы должны следить за всем самостоятельно.
Ваши будущие программы часто будут работать не так, как вы задумывали. Ошибки случаются у всех. Тут важно понимать, что это не компьютер дурак, а вы допустили ошибку в алгоритме. Не уподобляйтесь плохим программистам, у которых во всём всегда виновата программа.
Теперь от наглядного примера перейдём к компьютерным реалиям. Мы пишем программы для компьютера, а значит, компьютер в нашем случае является исполнителем. Система команд – стандартные функции и конструкции языка Си.
В чём состоит основная задача вашего обучения основам программирования? Овладеть навыком алгоритмического мышления. То есть научиться записывать решение различных задач в виде алгоритма для конкретного исполнителя (в нашем случае компьютера).
Компьютерная программа – алгоритм решения какой-либо задачи, записанный на языке программирования.
Алгоритм – точное описание порядка действий, которые должен выполнить исполнитель для того, чтобы решить задачу.
Исполнитель – человек или некоторое устройство, которое может понимать и выполнять определённый набор команд.
Система команд исполнителя – набор команд, которые понимает и умеет выполнять исполнитель.
Основная задача данного курса – научиться записывать решение различных задач в виде алгоритмов для компьютера.
Практика
Решите предложенные задачи. Для удобства работы сразу переходите в полноэкранный режим 
Подборка задач из Единого государственного экзамена на тему Анализ и построение алгоритмов для исполнителей (*.doc) на сайте К.Ю. Полякова. И ответы для самопроверки.
Зеркала на этом сайте: Задачи и ответы (нужный столбец отмечен зелёным цветом)
Дополнительные материалы
Как же в проге ошибку исправить?
Ведь бывает, не ровен же час.
Нажимаю я кнопку «Отправить»
И думаю:»Может сейчас?»
(c) Дроздова Дария Ивановна
Учитель информатики
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
Исполнители вокруг нас
§ 15. Исполнители вокруг нас
ИНФОРМАТИКА. 6 КЛАССА. БОСОВА Л.Л. ОГЛАВЛЕНИЕ
Разнообразие исполнителей
Ключевые слова:
• исполнитель
• формальный исполнитель
• система команд исполнителя
• автоматизация
Современного человека окружает множество разнообразных технических устройств: телевизор, магнитофон, фотоаппарат, телефон, стиральная машина, автомобиль и пр. Каждое из этих устройств предназначено для решения своей задачи и способно выполнять некоторый ограниченный набор действий, или команд.
Исполнитель — это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определённый набор команд. Команды, которые может выполнить конкретный исполнитель, образуют систему команд исполнителя (СКИ).
Исполнители бывают разные. Одним из самых простых исполнителей можно считать кнопку включения/выключения электропитания на корпусе монитора.
Система команд исполнителя — CD-плеера приведена на рис. 56.
Более сложным исполнителем является современная стиральная машина, в электронную память которой заложены разработанные инженерами различные программы стирки белья. Весь процесс стирки (замачивание, отстирывание, полоскание, отжим, сушка) машина выполняет автоматически, без участия человека, но по программе, выбранной человеком.
Среди автоматических устройств наиболее совершенными исполнителями являются роботы. Едва ли человек сможет так быстро, безошибочно и качественно собрать сложнейшую деталь, как это делает робот-манипулятор на автоматизированном производстве. В наше время созданы человекоподобные роботы и роботы-игрушки, напоминающие домашних животных.
Ещё один пример исполнителя — компьютер. Его отличительная черта — универсальность. Вы знакомы с компьютерными программами, предназначенными для обработки текстовой, числовой и графической информации, с обучающими программами и компьютерными играми. Кроме того, существуют программы, с помощью которых компьютер управляет работой других связанных с ним устройств (исполнителей).
Во многих случаях и сам человек является исполнителем алгоритмов. Например, каждый из нас при переходе улицы является исполнителем следующего алгоритма:
1) остановись на тротуаре;
2) посмотри налево;
3) если транспорта нет, то иди до середины улицы и остановись, иначе выполняй п. 2;
4) посмотри направо;
5) если транспорта нет, то иди до противоположного тротуара, иначе выполняй п. 4.?
Исполнителями большого количества алгоритмов становятся школьники, выполняющие многочисленные письменные и устные задания.
Формальные исполнители
Выделяют два типа исполнителей: формальных и неформальных. Формальный исполнитель одну и ту же команду всегда выполняет одинаково. Неформальный исполнитель может выполнять команду по-разному.
Например, при многократном прослушивании диска с любимой музыкой вы можете быть уверены, 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.
Как правило, человек выступает в роли неформального исполнителя. Формальными исполнителями являются преимущественно технические устройства. Человек в роли неформального исполнителя сам отвечает за свои действия. За действия формального исполнителя отвечает управляющий им объект.
Рассмотрим более подробно множество формальных исполнителей. Формальные исполнители необычайно разнообразны, но для каждого из них можно указать круг решаемых задач, среду, систему команд, систему отказов и режимы работы.
1. Круг решаемых задач. Каждый исполнитель создается для решения определенного класса задач.
2. Среда исполнителя. Область, обстановку, условия, в которых действует исполнитель, принято называть средой данного исполнителя.
3. Система команд исполнителя. Предписание о выполнении отдельного законченного действия исполнителя называется командой. Совокупность всех команд, которые могут быть выполнены некоторым исполнителем, образует СКИ — систему команд исполнителя.
4. Система отказов исполнителя. Отказ «не понимаю» возникает тогда, когда исполнителю подается команда, не входящая в его СКИ. Отказ «не могу» возникает тогда, когда команда из СКИ не может быть им выполнена в конкретных условиях среды.?
5. Режимы работы исполнителя. Для большинства исполнителей предусмотрены режимы непосредственного и программного управления. В первом случае исполнитель ожидает команд от управляющего объекта и немедленно выполняет каждую поступившую команду. Во втором случае исполнителю сначала задаётся полная последовательность команд (программа), а затем он выполняет все эти команды в автоматическом режиме. Ряд исполнителей работает только в одном из названных режимов.
Автоматизация
Разработка алгоритма — трудоёмкая задача, требующая от человека глубоких знаний и больших затрат времени. Решение задачи по готовому алгоритму требует от исполнителя только строгого следования заданным предписаниям. Исполнитель не вникает в смысл того, что он делает, и не рассуждает, почему он поступает так, а не иначе, — он действует формально. С этим связана возможность автоматизации деятельности человека — замена части труда человека работой машин (автоматических устройств):
• процесс решения задачи представляется в виде последовательности простейших операций;
• создаётся машина, способная выполнять эти операции в последовательности, заданной в алгоритме;
• выполнение алгоритма поручается автоматическому устройству; человек освобождается от рутинной деятельности.
Вопросы и задания
1. Кого или что называют исполнителем алгоритма?
2. Определите типы исполнителей в предложенных ситуациях. Будьте готовы обосновать свой ответ.
а) Симфонический оркестр исполняет музыкальное произведение.
б) Ученик 6 класса выполняет домашнее задание по математике.
в) Фармацевт готовит лекарство по рецепту.
г) Врач устанавливает причину плохого самочувствия пациента.
д) Автомат на конвейере наполняет бутылки лимонадом.
е) Компьютер выполняет программу проверки правописания.
3. Горничная каждое утро, убирая свой этаж, пылесосит ковровую дорожку. Назовите исполнителей в этой задаче. Укажите их типы.
4. Приведите 2-3 примера формальных исполнителей. Приведите пример, когда человек выступает в роли формального исполнителя.
5. Приведите примеры исполнителей, встречающихся в русских народных сказках. Определите их типы.
6. В системе КуМир запустите исполнителя Кузнечик. Изучите среду исполнителя и его систему команд (СКИ). Продумайте команды, с помощью которых Кузнечик перекрасит квадратики над числами 1, 2 и 3. С помощью пульта организуйте работу Кузнечика в непосредственном режиме.
§ 15. Исполнители вокруг нас
§ 15. Исполнители вокруг нас
Разнообразие исполнителей
Современного человека окружает множество разнообразных технических устройств: телевизор, магнитофон, фотоаппарат, телефон, стиральная машина, автомобиль и пр. Каждое из этих устройств предназначено для решения своей задачи и способно выполнять некоторый ограниченный набор действий, или команд.
Исполнитель — это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определённый набор команд. Команды, которые может выполнить конкретный исполнитель, образуют систему команд исполнителя (СКИ).
Исполнители бывают разные. Одним из самых простых исполнителей можно считать кнопку включения/выключения электропитания на корпусе монитора.
Система команд исполнителя — CD-плеера приведена на рис. 56.
Более сложным исполнителем является современная стиральная машина, в электронную память которой заложены разработанные инженерами различные программы стирки белья. Весь процесс стирки (замачивание, отстирывание, полоскание, отжим, сушка) машина выполняет автоматически, без участия человека, но по программе, выбранной человеком.
Среди автоматических устройств наиболее совершенными исполнителями являются роботы. Едва ли человек сможет так быстро, безошибочно и качественно собрать сложнейшую деталь, как это делает робот-манипулятор на автоматизированном производстве. В наше время созданы человекоподобные роботы и роботы-игрушки, напоминающие домашних животных.
Ещё один пример исполнителя — компьютер. Его отличительная черта — универсальность. Вы знакомы с компьютерными программами, предназначенными для обработки текстовой, числовой и графической информации, с обучающими программами и компьютерными играми. Кроме того, существуют программы, с помощью которых компьютер управляет работой других связанных с ним устройств (исполнителей).
Исполнителями большого количества алгоритмов становятся школьники, выполняющие многочисленные письменные и устные задания.
Формальные исполнители
Выделяют два типа исполнителей: формальных и неформальных. Формальный исполнитель одну и ту же команду всегда выполняет одинаково. Неформальный исполнитель может выполнять команду по-разному.
Например, при многократном прослушивании диска с любимой музыкой вы можете быть уверены, 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.
Как правило, человек выступает в роли неформального исполнителя. Формальными исполнителями являются преимущественно технические устройства. Человек в роли неформального исполнителя сам отвечает за свои действия. За действия формального исполнителя отвечает управляющий им объект.