Почему компьютер можно назвать формальным исполнителем
1. исполнителем называется человек, животное, машина или коллектив выполняющий алгоритм записанный на понятном ему языке. Исполнитель характеризуется: средой обитания (условия необходимые для его работы) и системой команд.
Система команд исполнителя включает:
1. Список команд
2. Назначение команд
3. Способ передачи
4. Ситуацию не могу
5. Ситуацию не понимаю.
Исполнители бывают формальные инее формальные. Формальный исполнитель выгоняет понятные ему команды не понимая их назначения и не может проверить правильность алгоритма. Компьютер является формальным исполнителем.
Алгоритм это порядок действий, который от исходных данных приводит к истинному результату. Алгоритм может быть записан на естественном языке, изображен в виде блок-схемы, записан с соблюдением строгих правил синтаксиса на алгоритмическом языке или закодирован на языке программирования.
Для того чтобы компьютер мог его выполнить, алгоритм должен быть записан на понятном для компьютера языке. Устройством, которое обрабатывает информацию в компьютере, является процессор, следовательно, алгоритм должен быть записан на языке, «понятном» для процессора, т. е. должен использовать систему команд процессора. Таким образом, алгоритм должен быть записан на машинном языке, представляющем собой логические последовательности нулей и единиц.
Действительно, вначале, в 50—60 годы, программы писались на машинном языке, т. е. представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц. Однако составление программ на машинном языке было чрезвычайно трудоемким делом.
Для облегчения труда программистов начали создаваться языки программирования, т. е. искусственно созданные языки с несколькими десятками слов (операторов) и строгими правилами синтаксиса, т. е. правилами соединения этих слов в предложения.
Интересно, что языки программирования развиваются так же, как и естественные, т. е. они обогащаются новыми операторами и новыми возможностями, возникают различные версии языка (Pascal, VisualBasic и др.).
Для того чтобы процессор мог выполнить программу, эта программа и данные, с которыми она работает, должны быть загружены в оперативную память.
Итак, мы создали программу на Паскале (некоторый текст) и загрузили ее в оперативную память из внешней памяти или с клавиатуры. Теперь мы хотим, чтобы процессор ее выполнил, однако процессор «понимает» команды на машинном языке, а наша программа написана на Pascal. Как быть? Необходимо, чтобы в оперативной памяти находилась программа переводчик (транслятор), автоматически переводящая с Паскаля на машинный язык.
Ясно, что один и тот же компьютер может «понимать» и QBasic, и Turbo Pascal, и какой-либо другой язык, все зависит от того, транслятор какого языка программирования размещен в оперативной памяти компьютера.
Рассмотрим на простейшем примере (умножение двух чисел) процесс построения алгоритма, его кодирование на языке программирования и выполнение программы. В качестве языка программирования выбран Паскаль, однако это может быть практически любой язык программирования.
Сначала запишем алгоритм на естественном языке. Он является линейным и состоит из трех действий. Затем построим блок-схему данного алгоритма, что позволяет в наглядной форме представить логическую структуру алгоритма и проследить динамику его выполнения. В процессе построения алгоритма особое внимание обратим на то, какие данные вводятся в компьютер и какие выводятся (фиксируются аргументы и результаты алгоритма).
паскаль |
Begin Read(a,b); X:=a*b; Write(x); End; |
Следующим этапом является кодирование алгоритма на языке программирования и загрузка полученной программы в оперативную память.
Программа займет в оперативной памяти определенное количество ячеек в области, отведенной для программ пользователя. Программа будет записана в памяти во внутреннем представлении языка программирования, который процессор «не понимает». Для перевода программы на машинный язык, понятный процессору, в памяти должна находиться программа-транслятор с данного языка программирования.
Переход в режим выполнения программы задается соответствующей командой (RUN), процессор последовательно будет считывать из памяти операторы и их выполнять.
Понять, что компьютер — это формальный исполнитель программ.
Научиться рассказывать о компьютере как об универсальном исполнителе, используя термины информатики.
Понять
Компьютер может исполнять алгоритм, если алгоритм написан на одном из языков программирования. Алгоритм, написанный на одном из языков программирования, называют программой.
Программу нужно ввести в память компьютера и запустить на исполнение. Тогда программа автоматически выполняется компьютером. Поэтому говорят, что компьютер — исполнитель алгоритмов.
Объект можно назвать исполнителем алгоритма, если он обладает следующими свойствами:
Исполнитель-компьютер ничего не знает и не понимает. Он формально выполняет программу, то есть последовательность команд, которые входят в систему его команд и написаны для него на специальном языке программирования.
Компьютер никогда не задает вопросов «Почему?» и «Зачем?». Он не отказывается выполнять команды, которые входят в его систему команд. Поэтому компьютер называют формальным исполнителем алгоритмов.
Человек тоже может быть формальным исполнителем. Как правило, человек понимает, что он делает и зачем, поэтому он может отказаться от выполнения команд, которые умеет выполнять, но не считает возможным.
Человек может не выполнить какое-либо действие по моральным соображениям или соблюдая свою безопасность. Например, человек может отказаться обижать маленьких или слабых, прыгать с опасной для жизни высоты и так далее. То есть он может это сделать, но не хочет.
Как мы уже говорили, компьютер называют универсальным исполнителем, так как он может обрабатывать данные разных видов: звуковые, текстовые, числовые, графические.
Универсальным исполнителем компьютер можно назвать ещё и потому, что его могут использовать разные люди: математики, писатели, медики, инженеры, учителя, студенты, школьники и даже маленькие дети. Всё это возможно, так как в памяти компьютера много разных программ.
Одни программы управляют самим компьютером. Это системные программы. Другие программы помогают создавать и редактировать информационные объекты (тексты, рисунки, схемы, числа и другое). Такие программы называются прикладными. Есть и другие виды программ.
Выполни
- Сравни исполнителя-человека и исполнитель-компьютер с помощью таблицы.
- Составь короткий рассказ по результатам анализа этой таблицы.
- Оформи таблицу и рассказ в текстовом редакторе.
- Сохрани файл под именем «Исполнители» в папке «Моё портфолио».
Главное
- Компьютер автоматически, то есть без участия человека, может исполнять последовательность команд — компьютерную программу.
- Компьютер — универсальный исполнитель. Он служит для обработки разных видов данных (текстовых, графических, звуковых, числовых), и его могут использовать люди разных профессий.
- Система команд исполнителя-компьютера — это список команд, которые компьютер может исполнять.
Знать
- Чем отличается исполнитель-человек от исполнителя-компьютера?
- Может ли компьютер обрабатывать данные, если в его памяти нет программ?
- Благодаря каким устройствам компьютер может исполнять программы?
- Исполнит ли компьютер программу, написанную на русском языке? Почему?
- Почему компьютер называют формальным исполнителем?
Уметь
Выполни задания в рабочей тетради № 2.
Выполни на компьютере задания к параграфу из раздела УМЕТЬ компакт-диска.
Прочитай на досуге в книге «Расширь свой кругозор» текст «Области применения компьютера».
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).
- остановись на тротуаре;
- посмотри налево;
- если транспорта нет, то иди до середины улицы и остановись, иначе выполняй п. 2;
- посмотри направо;
- 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 класс объектов, называемых исполнителями.
Исполнитель — это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определенный набор команд. Команды, которые может выполнить конкретный исполнитель, образуют систему команд исполнителя (СКИ).
Класс исполнителей необычайно разнообразен. Прежде всего, в нем 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 кассеты с любимой мелодией 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.
- Круг решаемых задач. Каждый исполнитель создается для решения определенного класса задач.
- Среда исполнителя. Область, обстановку, условия, в которых действует исполнитель, принято называть средой данного исполнителя.
- 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.
- 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.
- Режимы работы исполнителя. Для большинства исполнителей предусмотрены режимы непосредственного и программного управления. В первом случае исполнитель ожидает команд от человека и каждую поступившую команду немедленно выполняет. Во втором случае исполнителю сначала задается полная последовательность команд (программа), а затем он выполняет все эти команды в автоматическом режиме. Ряд исполнителей работает только в одном из названных режимов.
Управление — это процесс целенаправленного воздействия одних объектов на другие.
Исполнители являются объектами управления. Управлять ими можно, составив для них алгоритм.
Алгоритм — это предназначенное для конкретного исполнителя точное описание последовательности действий, направленных на решение поставленной задачи. Можно сказать, что алгоритм — модель деятельности исполнителя алгоритмов.
Алгоритмы могут быть записаны в виде таблицы, нумерованного списка на естественном языке или изображены с помощью блок-схемы. Программа — это алгоритм, записанный по правилам понятного исполнителю-компьютеру языка.
- выделяются фигурирующие в задаче объекты, устанавливаются свойства объектов, отношения между объектами и возможные действия с объектами;
- определяются исходные данные и результат;
- определяется точная последовательность действий исполнителя, обеспечивающая переход от исходных данных к результату;
- последовательность действий записывается на языке, понятном исполнителю.
Коротко о главном
Исполнитель — это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определенный набор команд. Формальный исполнитель одну и ту же команду всегда выполняет одинаково. Неформальный исполнитель может выполнять команду по-разному. Для каждого формального исполнителя можно указать круг решаемых задач, среду, систему команд, систему отказов и режимы работы.
Управление — это процесс целенаправленного воздействия одних объектов на другие. Исполнители являются объектами управления. Управлять ими можно, составив для них алгоритм.
Алгоритм — это предназначенное для конкретного исполнителя точное описание последовательности действий, направленных на решение поставленной задачи. Можно сказать, что алгоритм — модель деятельности исполнителя алгоритмов.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов
Решение любой задачи (в смысле достижения той или иной цели) всегда состоит из выполнения какой-либо последовательности действий. Такую последовательность принято называть алгоритмом.
Реализацию алгоритма можно поручить субъекту или объекту, который не обязан вникать в суть дела, а возможно, и не способен его понять.
Такой субъект или объект принято называть формальным исполнителем (для краткости его обычно называют просто исполнителем). В своих действиях исполнитель руководствуется инструкцией, при этом каждое указание инструкции имеет для него только один смысл, может быть им понято и должно быть исполнено однозначно. Это означает, что инструкция исполнителю дается всегда на соответствующем формализованном языке. Всякий алгоритм составляется в расчете на конкретного исполнителя с учетом его возможностей. У каждого исполнителя имеется свой перечень команд, которые он может исполнить. Такой перечень называется системой команд исполнителя алгоритмов (СКИ).
Алгоритм - понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату .
Работа по алгоритму производиться без всяких элементов творчества со стороны исполнителя, т. е. формально . Поэтому в технике широкое распространение получили различные исполнители-автоматы. Так роботы-манипуляторы могут выполнять различные действия на автомобильном конвейере, например: проводить сварочные работы, осуществлять сборку отдельных узлов и т. д.
В качестве исполнителя алгоритма может быть не только техническое устройство, но и живое существо. Так алгоритмы арифметических вычислений сформулированы для исполнителя-человека. С таким же успехом можно назвать алгоритмами множество различных инструкций, предписывающих последовательность действий человека для выполнения какой-либо работы. Например, кулинарный рецепт - это алгоритм работы повара с целью приготовления блюда; инструкция по сборке машинки из деталей детского конструктора - алгоритм для ребенка; инструкция по использованию кухонного комбайна - алгоритм для домохозяйки, и т. д..
Компьютер может выполнить алгоритм, если он записан на языке, понятном компьютеру. Информацию в компьютере обрабатывает процессор, следовательно, алгоритм должен быть записан на языке, "понятном" процессору, т. е. на машинном языке, представляющем собой логические последовательности нулей и единиц.
Однако составление и отладка таких программ является чрезвычайно трудоемким делом, поэтому были разработаны языки программирования высокого уровня, в которых алгоритмы закодированы в привычном для человека виде (в виде предложений).
Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой.
Алгоритмы, записанные на языке программирования высокого уровня, автоматически переводятся на машинный язык с помощью программы-переводчика ( транслятора ), который должен находиться в оперативной памяти компьютера. Компьютер может выполнять программы, написанные только на том языке программирования, транслятор которого размещен в оперативной памяти компьютера.
Читайте также: