Какими возможностями обладает компьютер как исполнитель алгоритмов

Обновлено: 06.07.2024

Алгебра логики (булева алгебра) – это раздел математики, возникший в XIX веке благодаря усилиям английского математика Дж. Буля . Поначалу булева алгебра не имела никакого практического значения. Однако уже в XX веке ее положения нашли применение в разработке различных электронных схем. Законы и аппарат алгебры логики стали использоваться при проектировании различных частей компьютеров (память, процессор).

Алгебра логики оперирует с высказываниями. Под высказыванием понимают повествовательное предложение, относительно которого имеет смысл говорить, истинно оно или ложно. Над высказываниями можно производить определенные логические операции, в результате которых получаются новые высказывания. Наиболее часто используются логические операции, выражаемые словами «не», «и», «или».

Логические операции удобно описывать так называемыми таблицами истинности , в которых отражают результаты вычислений сложных высказываний при различных значениях исходных простых высказываний. Простые высказывания обозначаются переменными (например, A и B).

Конъюнкция (логическое умножение). Сложное высказывание А & В истинно только в том случае, когда истинны оба входящих в него высказывания. Истинность такого высказывания задается следующей таблицей:

Обозначим 0 – ложь, 1 – истина

A  B

Инверсия (логическое отрицание). Присоединение частицы НЕ ( NOT ) к данному высказыванию называется операцией отрицания (инверсии). Она обозначается Ā (или А ) и читается не А . Если высказывание А истинно, то В ложно, и наоборот. Таблица истинности в этом случае имеет вид

¬ А

Алгоритм – система точных и понятных предписаний (команд, инструкций, директив) о содержании и последовательности выполнения конечного числа действий, необходимых для решения любой задачи данного типа. Как всякий объект, алгоритм имеет название (имя). Также алгоритм имеет начало и конец.

В качестве исполнителя алгоритмов можно рассматривать человека, любые технические устройства, среди которых особое место занимает компьютер. Компьютер может выполнять только точно определенные операции, в отличии от человека, получившего команду и имеющего возможность сориентироваться в ситуации.

Алгоритм обладает следующими свойствами .

Дискретность (от лат. discretus – разделенный, прерывистый) указывает, что любой алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке.
Детерминированность (от лат. determinate – определенность, точность) указывает, что любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае.
Конечность определяет, что каждое действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения.
Результативность требует, чтобы в алгоритме не было ошибок, т.е. при точном исполнении всех команд процесс решения задачи должен прекратиться за конечное число шагов и при этом должен быть получен ответ.
Массовость заключается в возможности применения алгоритма к целому классу однотипных задач, различающихся конкретными значениями исходных данных (разработка в общем виде).

Способы описания алгоритмов

словесный (на естественном языке);
графический (с помощью стандартных графических объектов (геометрических фигур) – блок-схемы);
программный (с помощью языков программирования)

С тех пор структуру (архитектуру) современных компьютеров часто называют неймановской.

ОБЩАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА

Под алгоритмом понимают постоянное и точное предписание (указание) исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или решение поставленной задачи.Для программиста, составляющего программы на универсальных языках программирования, в том числе перечисленных выше, компьютер является универсальным исполнителем. Иначе говоря, на таких языках можно составить программу решения любой задачи по обработке информации.

Новые вопросы в Информатика

СРОЧНО! НУЖНА ВАША ПОМОЩЬ С ИНФОРМАТИКОЙ. Фильм: Терминатор и я роботДействовали главные герои этих фильмах в рамках 3 законов Айзика? И ПОЧЕМУ? КТО З … НАЕТ ОТВЕТИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!

1. Содержимое базы данных. 2. Фильтр по языку программирования. 3. Средний рост сотрудников моложе указанного года рождения.

Хэлп ми кто знает?Помогите Перенести результат выражения в десятичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы счисления 10011011 (2) -1000010111 (2) … , затем вычислить, используя следующий результат: X (8) x15.2 (8), X (16): 17 (16).

Составьте программу для вывода на экран «лесенкой» трех последовательно идущих трехзначных чисел. Первое число вводится, а остальные должны вычислятьс … я в программе.Формат входных данныхПрограмма получает одно целое число n (100≤n≤997).Формат выходных данныхТребуется вывести три числа (введённое и два последующих) «лесенкой».ПримечанияВывод «лесенкой» подразумевает то, что каждый новый уровень вложенности написанного отделяется от предыдущего 4-мя пробелами. В данном случае каждая следующая строка будет «сдвинута» на четыре пробела дальше от начала по сравнению с предыдущей строкой.ОБЯЗАТЕЛЬНО : C++

Задача:3.35 Лотерея "Спортлото"Кто из вас не знает лотерею «Спортлото»? Существует две распространенных тактики:• зачеркивать в билетах одну и ту же к … омбинацию из «счастливых» чисел;• бросать кубик и из количества точек на верхней грани составлять набор чисел.Смоделируйте серию игр «5 из 36», организовав эксперименты и с одной, и с другой тактикой.Для получения случайных чисел в пределах от 1 до 36 используйте следующую математическую модель:К=ЦЕЛ0Е(1+36*СЛЧИС())Наберите статистику. Сделайте выводы.Саму задачу решать не требуется, объясните, что такое "счастливые числа" и откуда их брать. Числа будут использоваться в экселе.

Составить функцию алгебры логики и таблицу истинности для схемы, состоящей из основных логических элементов. 13 задача даю 80 баллов.

напишите программу,которая в последовательности натуральных чисел определяет максимальное число,кратное 5

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».

Описание слайда:

«Компьютер-исполнитель команд. Программный принцип работы

Описание слайда:

Алгоритм – последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд.
Исполнителем алгоритма может быть человек или автоматическое устройство – компьютеры, роботы, станки, спутники, сложная бытовая техника и даже детские игрушки. Каждый алгоритм создается в расчете на вполне конкретного исполнителя.

Описание слайда:

Компьютер, как исполнитель, любую работу выполняет по программе. Программы пишут люди, а компьютер формально их выполняет.

Описание слайда:

Разработчики систем искусственного интеллекта пытаются научить машину, подобно человеку, самостоятельно строить программу своих действий, исходя из условия задачи.

Ставится цель превращения компьютера из формального исполнителя в интеллектуального исполнителя.

Описание слайда:

Работа обоих исполнителей состоит из четырёх блоков, но формальный исполнитель работает по уже готовой программе, а интеллектуальный – сам составляет программу и получает результат.
Информация для компьютера - данные, представленные в форме, приемлемой для её передачи и обработки на компьютере.
Для работы с данными компьютеру необходимы инструкции (команды, правила действия). Команды формируются в перечень команд.

Описание слайда:

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:

арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;
устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;
запоминающее устройство, или память, для хранения программ и данных;
внешние устройства для ввода-вывода информации.

Описание слайда:

В современных компьютерах это:

память (запоминающее устройство — ЗУ), состоящая из перенумерованных ячеек;
процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);
устройство ввода;
устройство вывода.
Эти устройства соединены между собой каналами связи, по которым передается информация.

Описание слайда:

Функции памяти:
прием информации из других устройств; - запоминание информации;
выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Описание слайда:

обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
программное управление работой устройств компьютера.

Описание слайда:

Компьютер является универсальным исполнителем по обработке информации. Значит, для него, как для любого исполнителя, существует определённая система команд (СКИ). Такая система команд для компьютера называется языком машинных команд (ЯМК)

Описание слайда:

Программа для компьютера – это алгоритм, разработанный на ЯМК. Или, Программа управления компьютером – это последовательность команд ЯМК, где каждая команда – директива для процессора на выполнение определённого действия.

Согласно принципам Джона фон Неймана, программа во время её исполнения и данные, которые она обрабатывает, находятся в оперативной памяти (принцип хранимой в памяти программы). Процессор исполняет программу начиная с первой команды и заканчивая последней.

Описание слайда:

Для компьютера вся информация должна быть представлена в двоичных кодах, т.е. необходим способ перевода. Такой способ перевода называется трансляцией, а выполняет это транслятор.

Описание слайда:

Устройством, которое обрабатывает информацию в компьютере, является процессор, следовательно, алгоритм должен использовать систему команд процессора, или другими словами записан на машинном языке, представляющем собой последовательности нулей и единиц
Сначала программисты, работавшие на компьютерах первого поколения (50-е – 60-е г.), составляли программы на ЯМК (в двоичных кодах), но это довольно сложная работа, поэтому для облегчения программирования были созданы языки программирования высокого уровня (ЯПВУ) - это искусственно созданные языки с несколькими десятками слов (операторов) и строгими правилами синтаксиса. Составление программ на ЯПВУ намного проще. Примеры ЯПВУ: Фортран, Паскаль, Бейсик, Си и др.
Для того чтобы процессор мог выполнить программу, написанную на языке программирования, она и данные с которыми она работает должны быть загружены в оперативную память. Программа написана и загружена в оперативную память и для того чтобы процессор ее выполнил в оперативной памяти, должна быть еще и программа переводчик (транслятор), который переводит программу с языка высокого уровня на язык машинных команд
Таким образом, цепочка событий от составления программы на ЯПВУ до получения результатов решения задачи выглядит так
Человек всегда должен понимать ограниченность возможность компьютера как исполнителя, необходимость предусмотреть все тонкости команд, поручаемых компьютеру. Человек разрабатывает алгоритм, записывает его на ЯПВУ и анализирует результаты выполнения программы.

Описание слайда:

Компьютер является формальным исполнителем программ.
Итак, компьютер не может обойтись без программы и исходных данных, подготовить их может только человек.
Поэтому можно говорить, что решение задач компьютером - это формальное исполнение алгоритма (программы), а компьютер является формальным исполнителем.
Компьютер может быть использован для решения самых разнообразных задач, поэтому, исходя из условия задачи, человек решает, каким программным средством пользоваться. Если в состав ПО входят программы, подходящие для решения задач человека, то удобнее ими воспользоваться (текстовый редактор, электронные таблицы, базы данных, презентации).
В случае, если нельзя воспользоваться готовым программным обеспечением, приходится прибегать к программированию (операционные системы, доработка ОС, трансляторы, драйверы, архиваторы, антивирусы).

Описание слайда:

Принцип программы, хранимой в памяти компьютера, считается важнейшей идеей современной компьютерной архитектуры. Суть идеи заключается в том, что

1) программа вычислений вводится в память ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными числами;
2) команды, составляющие программу, представлены в числовом коде по форме ничем не отличающемся от чисел.

Описание слайда:

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе.
Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называется программной конфигурацией.

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Читайте также: