Алгоритм исполнителем которого является компьютер это

Обновлено: 04.07.2024

Детальные инструкции значительно упрощают решение сложных задач для исполнителя. А пошаговые рекомендации позволяют автоматизировать процесс. Каждый такой алгоритм создается для определенного исполнителя. Если им будет маленький ребенок, команды будут одними, если взрослый человек – другими, компьютер или робот – третьими.

Примеры задач из жизни и люди, которые их обычно решают:

прием ЕГЭ – члены комиссии;
управление поездом, перевозка пассажиров, груза – машинист;
написание статей – журналист;
забота о детях – родители.

Если вопрос касается профессиональной сферы, то работники опираются на должностные и рабочие инструкции, в них описан круг обязанностей и порядок их выполнения. Если же это социальные задачи, люди ориентируются на то, как это делалось в семье их родителей, как это делают другие люди или как описано в литературе.

Виды исполнителей, их особенности

Одной из основных классификаций является деление исполнителей по отношению к тому, как они выполняют. Одушевленных называют неформальными, потому что они понимают, что делают, могут анализировать и даже видоизменять команды при изменении условий. Неодушевленных – формальными исполнителями, так как они строго выполняют команды, механически, не понимая, что делают, не задумываясь над задачей или промежуточными итогами.

Хорошим примером формального исполнителя является любая программируемая система, иногда даже человек, который подходит к выполнению определенных задач бездумно, как робот, не только не волнуясь о результате, и не анализируя происходящее.

Алгоритм пишут, учитывая особенности того, для кого он предназначен. Для некоторых людей сухого набора команд мало, им нужны дополнительные инструменты (изображения, примеры). Инструкция будет разной, если написана она для конкретного Игоря Козакова или для учеников 6-класса. Точно также команды для бездомной собаки Жуля будут одни, а для дрессированных полицейских овчарок – другие.

Характеристики исполнителей

Перед написанием алгоритма следует определиться не только с конечной задачей, но и с особенностями исполнителей. Это позволит использовать правильные слова, а также учесть все факторы, которые могут повлиять на конечный результат.

круг решаемых задач – существует определенных объем заданий по типу и объему, которые под силу конкретному человеку. Это значит, что нет смысла просить собаку прочесть газету, даже если инструкция будет написана с максимальной детализацией. Также не рационально просить ученого физика спеть рок-оперу. Но всегда есть исключения;
среда – место, окружение, где исполнитель будет выполнять команды. При написании рабочей инструкции высотнику следует учитывать технику безопасности, правила работы с высотным оборудованием, медицинские аспекты и непосредственно то, что будет делать этот специалист (управлять краном, заниматься отделкой или строительством зданий);
режим непосредственного выполнения команд исполнителю или программного управления. В первом случае даются простые единичные указания, которые сразу выполняются (например, команда собаке «Сидеть»). Во втором случае задается множество заданий, выполняемых в определенном порядке, с соблюдением условий, указанных в программе/алгоритме (пошаговый рецепт приготовления борща);
СКИ – любой алгоритм рассчитан на конкретного исполнителя, поэтому написан при помощи понятной ему системы команд (СКИ). В случае с живым существом (человек, собака), это будут слова, которые он понимает. Для неживого (робот, ПК) – строгие команды, и правила оформления, которые нельзя изменять (язык программирования).

СКИ – набор простейших команд, понятных данному исполнителю.

Перспективными исполнителями являются роботы, автоматы и компьютеры. Несмотря на формальность работы, их можно запрограммировать и «научить» очень и очень многому. Даже если это светофор, стиральная машинка, не говоря уже о роботах, космических кораблях, персональных или научных компьютерах.

Особенно удивительно выглядит компьютер, ведь он:

универсальный – позволяет запрограммировать разные процессы (визуальные, звуковые, текстовые);
многозадачный – готов рисовать, писать, считать, рассчитывать и транслировать, даже одновременно;
пользовательский – его интерфейс можно сделать «под пользователя».

Пользователи ПК могут использовать готовые приложения, чтобы задать ту или иную команду своему смартфону, компьютеру или другой умной технике. Или же самостоятельно написать «внутренности», программный код, задавая приложению те характеристики и функции, которые нужны.

Учебная среда Исполнителя

Для того, что сделать мир программирования и алгоритмизации ярким и веселым, были разработаны различные приложения. Существует учебная среда Исполнитель Кумир для учащихся, в которую входят Чертежник, Робот, Редактор и другие.

Различные приложения отличаются интерфейсом и набором команд, но общий принцип у них одинаковый – пользователь учится писать инструкции для компьютерного исполнителя (робот, черепашка, чертежник и другие). Он дает ему команды, изучая программирование от единичных заданий, постепенно переходя от элементарных линейных алгоритмов до циклических с условиями. Обучение проходит в игровой форме, при помощи кнопок. Далее этап написания команд на русском языке. На финальном этапе ученик осваивает СКИ на языке программирования (на английском).

Если ученик/пользователь дает задание исполнителю, которое невозможно выполнить физически (непреодолимое препятствие), математически (деление на ноль) – запускается система отказов.

Сравнительная характеристика основных приложений:

Исполнитель «Черепашка»

При помощи простых команд и красочного интерфейса пользователь легко освоит построение алгоритмов. На первом этапе в игровой форме, используя готовые кнопки и цвета. На следующем уровне уже можно программировать, записывая команды на русском по всем правилам программирования.

Исполнитель «Робот»

На клеточном поле произвольно выставляется робот, который обозначается любым удобным символом (*, Р, ●, ♦, другими). Задания пишутся при помощи системы команд исполнителя Робот.

В этой учебной системе можно самому рисовать стены, выращивать клумбы, задавать маршрут прохождения. Можно закрашивать клетки, даже если они до этого были цветные. Делать это можно при помощи линейных алгоритмов, с разветвлением или с повторением цикличных команд.

Для программирования используются простейшие алгоритмы и элементы программирования (правила написания команд, условия, обязательные символы), которые применяются в большинстве компьютерных языков.

В случае ошибок система выдает отказ. Отказы могут быть в случае неправильного написания элемента программы, противоречивых команд или логических ошибок. Отказ в виде ответа Робота: «Не могу» (пройти через стену), «Не понимаю» (ошибочно написана команда) или результат не тот, что нужен (перепутаны горизонталь и вертикаль).

Составляем алгоритм для Робота

Нужно заставить робота двигаться вдоль стены, закрашивая клетки, которые он прошел:

Следует высадить цветы по пути следования робота, но чтобы он не разрушился (не упирался в стены):

Как видно из этого примера, в некоторых случаях команды многократно повторяются. Тогда используют подзадачи и циклы.

Основная программа с именем подзадачи:

Алгоритм Рисунок

Начало

Алгоритм Узор (5 раз);

Конец.

Указав только имя подзадачи в теле программы, пользователь вызывает ее столько раз, сколько указано в скобках. Полный текст вспомогательного алгоритма описывается под основным.

Алгоритм Узор

Начало

конец.

Если не использовать подзадачи, которые повторяются много раз, то размер программы увеличится в десятки раз.

Чтобы выполнить движение, робот может выполнять команды проверки наличия стены на пути: Сверху/снизу/слева/справа свободно?

Используя условие «если», робот проверяет дорогу и только тогда идет:

(Снизу_свободно), то вниз (3)

Или условие «пока» есть куда идти (нет стены сверху), робот будет идти прямо вверх и сажать цветы.

Исполнитель «Чертежник»

Учебная система «Исполнитель Чертежник» используется для рисования графиков, чертежей в системе координат (x;y). Поле поделено на пиксели, в параметрах можно указать размер поля и количество точек по осям.

Перо – инструмент чертежника, его, как настоящее, можно поднимать и опускать на рисовальное поле, перемещать в нужное место, менять цвет и добавлять надпись. Если перо приподнято, то не остается следа, если опущено – за ним тянется линия.

Во время рисования видно труженика Чертежника, который выполняет команды. Но его иконку можно скрыть, тогда будет виден только карандаш.

Начинать работу следует с команды «использовать Чертежник». Писать можно одиночные команды, а можно целые серии. Правила написания программы соответствуют основам большинства компьютерных языков. Это облегчит в будущем изучение программированию, улучшит понимание процесса построения алгоритмов, начиная от линейных и заканчивая циклическими.

На следующем этапе можно перейти к написанию алгоритма на языке Pascal. Процесс построения аналогичен, только команды пишутся на языке программирования (на английском):

uses Drawman;

begin

PenUp;

ToPoint (1, 1);

PenDown;

ToPoint (1, 5);

ToPoint (3, 5);

ToPoint (2, 4);

ToPoint (3, 3);

ToPoint (1, 3);

end.

Освоив построение алгоритмов на родном языке, запомнив правила написания команд, пользователь с легкостью перейдет на задания, написанные на языке программирования.

Вспомогательные алгоритмы или процедуры

Во время работы с учебными исполнителями приходится часто выполнять однотипные команды или серии команд. Намного удобнее создать вспомогательные подзадачи или процедуры. Таким блокам команд присваивается имя и потом не нужно каждый раз повторять ту или иную последовательность операций, достаточно указать имя вспомогательной процедуры.

осмысление личностного смысла учения, понимать позицию другого.

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Здравствуйте ребята, садитесь!

Громко прозвенел звонок,

Наши ушки на макушке,

Глазки широко открыты,

Ни минуты не теряем!

Меня зовут Эльза Викторовна, сегодня урок информатики проведу у вас я.

Посмотрите, готово ли ваше рабочее место, сядьте за парту правильно, выпрямите спинки, ручки положите на парту, глазки поднимаем и смотрим на меня, ушки внимательно слушают.

Здороваются с учителем.

Проверяют готовность к уроку.

Перед тем как приступить к новой теме урока, давайте вспомним, что такое алгоритм?

Система команд исполнителя

Алгоритм - модель процесса решения задачи (последовательность инструкций для исполнителя).

Исполнитель – это человек или устройство, способные выполнить приказ.

Система команд исполнителя – список всех команд, которые исполнитель может (способен) выполнить.

Подведение к теме урока

Догадайся, без какого универсального исполнителя в наше время трудно обойтись?

Обдумай высказывание знаменитого ученого А. Эйнштейна:

«Как бы машина хорошо ни работала, решая поставленную перед ней задачу, но она никогда не придумает ни одной».

Как вы понимаете это высказывание. Кто для компьютера придумывает задачи и создаёт алгоритмы?

В какой форме должны быть записаны команды алгоритма для компьютера, чтобы он мог их выполнить?

Можно ли компьютер назвать исполнителем алгоритма?

Значит тема нашего урока: «Компьютер как исполнитель»

Сегодня на уроке, мы должны узнать, как компьютер выполняет программы, что такое формальный, универсальный исполнитель.

Алгоритмы придумывает и создает человек

В закодированной форме, в двоичной системе

Изучение нового материала

Итак, ребята, сейчас мы изучим с вами новую тему в групповой форме, на ваших партах лежат листы с информацией, ваша задачи их прочесть, затем на экране поочередно будут появляться вопросы о прочитанном, ваша задача на них ответить:

1 когда компьютер может исполнять алгоритм?

2 узнать почему компьютер является формальным исполнителем?

3 что такое универсальный исполнитель?

4 какие программы необходимы для работы компьютера?

Итак, давайте выясним что же вы узнали о компьютере как исполнителе:

1 вопрос что вы узнали?

Давайте узнаем почему компьютер является формальным исполнителем?

Действительно, компьютер не может задавать вопросов, он не отказывается выполнять команды, которые входят в его систему команд.

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. Например, человек может отказаться обижать маленьких или слабых. То есть он может это делать, но не хочет.

Что же такое универсальный исполнитель? Верно, компьютер универсален, т.к. его могут использовать школьники, для выполнения домашнего задания, математики и инженеры для произведения расчета, учителя и даже маленькие дети.

Для работы компьютера необходимы программы, а какие именно?

Верно, системные программы управляются самим компьютером.

А прикладные программы помогают создавать и редактировать информационные объекты, например, редактировать текст, рисунок или схему и т.д.

Какие системные программы вам известны?

Какие прикладные программы вам известны?

Компьютер умеет выполнять алгоритмы, если они написаны на языках программирования.

Компьютер является формальным исполнителем, так, как только исполняет команды и ничего не спрашивает.

Компьютер можно назвать универсальным исполнителем, так как он может обрабатывать данные разных видов (звуковые, текстовые, числовые, графические) и использоваться людьми разных профессий.

Для работы компьютера нужны системные и прикладные программы.

Операционная система, сервис.

В текстовом редакторе по изученному материалу, вам предстоит составить таблицу. Заголовок таблицы «Сравнение исполнителя-человека и исполнителя-компьютера» Таблица будет состоять из 2 колонок и 3 строк, обязательно озаглавьте таблицу. В качестве помощника вам служат листы с информацией, таблицу составляйте по изученному вами материалу и жизненному опыту.

Понимает, что он делает и зачем, поэтому может выбирать, какие команды выполнять из числа тех, которые он умеет выполнять. Может оказаться: включать компьютер в классе без разрешения учителя; использовать чужой компьютер и так далее. Создает алгоритмы. Может формально выполнять команды.

Не создает алгоритмов. Не понимает, что он делает: является формальным исполнителем. Отказывается от исполнения, когда команда не входит в систему его команд.

Исполнитель компьютер и исполнитель – человек

Являются универсальными исполнителями алгоритмов.

После составленной вами таблицы составьте краткий рассказ по ней, либо сделайте вывод. И запишите его под таблицей.

План работы

Изобрази таблицу в текстовом редакторе

По прочитанному материалу и жизненному опыту заполни таблицу.

По уже заполненной таблице напиши краткий рассказ, либо вывод

В работе прояви креативность (можешь использовать для выделения заголовка другой цвет, шрифт…).

За это задание каждый получит оценку. Оцениваться будет аккуратность, соответствие плану работы и креативность

Оценка «5» - правильно выполненная и оформленная таблица, рассказ (вывод) соответствует материалу таблицы, материал использованный для выполнения таблицы соответствует теме урока креативный подход к выполнению задания.

Оценка «4» - незначительные трудности в оформлении таблицы, материал соответствует теме урока, сделан вывод, либо составлен краткий рассказ.

Кто закончит, поднимите руку, я подойду и дам дополнительное задание.

Оценка «3» - не составлен вывод, либо краткий рассказ по таблице.

Не соответствие вывода таблице.

Оценка «2» - не соответствие материала теме урока

Дополнительное задание в программе робот:

Я раздаю карточки с изображением, вам нужно будет перенести все с картинки в компьютер, и выполнить задание.

Для решения большинства задач существует множество готовых программ. Но для того чтобы лучше понимать все происходящее с компьютером и уверенно принимать правильные решения, рядовому пользователю необходимо обладать определенной компьютерной грамотностью.

Следует отметить, что большинство редакторов (например, Microsoft Office Word, Excel) имеют встроенные средства программирования, освоив которые можно значительно расширить свои возможности.

Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) ученый из города Хорезма Абдулла (или Абу Джафар) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми создал книгу по математике, в которой описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Само слово алгоритм возникло в Европе после перевода на латынь книги этого математика.

Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Вы постоянно сталкиваетесь с этим понятием в различных сферах деятельности человека (кулинарные книги, инструкции по использованию различных приборов, правила решения математических задач. ). Обычно мы выполняем привычные действия не задумываясь, механически. Например, вы хорошо знаете, как открывать ключом дверь. Однако, чтобы научить этому малыша, придется четко разъяснить и сами эти действия и порядок их выполнения:

1. Достать ключ из кармана.

2. Вставить ключ в замочную скважину.

3. Повернуть ключ два раза против часовой стрелки.

Если вы внимательно оглянитесь вокруг, то обнаружите множество алгоритмов которые мы с вами постоянно выполняем. Мир алгоритмов очень разнообразен. Несмотря на это, удается выделить общие свойства, которыми обладает любой алгоритм.

Свойства алгоритмов:

1. Дискретность (алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке);

2. Детерминированность (любое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае);

3. Конечность (каждое действие и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения);

4. Массовость (один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными);

5. Результативность (отсутствие ошибок, алгоритм должен приводить к правильному результату для всех допустимых входных значениях).

Виды алгоритмов:

1. Линейный алгоритм (описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке);

2. Циклический алгоритм (описание действий, которые должны повторятся указанное число раз или пока не выполнено задание);

3. Разветвляющий алгоритм (алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий)

Для более наглядного представления алгоритма широко используется графическая форма - блок-схема, которая составляется из стандартных графических объектов.