Почему компьютер можно назвать формальным исполнителем
Обновлено: 06.07.2024
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
§ 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.
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 "Компьютер как исполнитель"
На прошлых уроках мы с вами узнали очень много нового и интересного. Надеюсь, вы не забыли, что алгоритм – это описание подробного плана последовательности действий, который необходимо выполнить, чтобы решить задачу.
Также вы помните свойства, которыми должен обладать алгоритм?
А какие формы записи алгоритмов существуют?
На прошлом занятии мы с вами говорили об исполнителе алгоритма. Так?
Давайте вспомним, кто же это такой? Или что это такое?
Исполнитель алгоритма – это объект, который выполняет команды (шаги, инструкции) по определённым правилам и в нужном порядке.
Давайте разберёмся, какими свойствами должен обладать объект, чтобы его можно было назвать исполнителем.
Первое свойство. Исполнитель работает только в определённой обстановке, или среде, то есть это такое «место обитания», в котором исполнитель может выполнить алгоритм. В какой-то другой, не его, среде исполнитель может сломаться, например, от перегрузки, или от высокой температуры, при большой влажности и так далее.
Второе свойство. Каждый исполнитель выполняет команды (действия, инструкции) только из заданного списка, то есть из системы команд исполнителя. Каждая команда имеет свои условия применимости – это состояние среды, в которой может быть выполнена команда.
Третье свойство. Исполнитель может отказаться выполнить действие, если даётся инструкция, которая не входит в системы команд исполнителя. Также возникает отказ исполнителя, если для выполнения команды используется неправильная среда.
Исполнителем может быть человек, машина, животное, управляемая игрушка. А ещё компьютер. Вот о нём мы сегодня и поговорим.
Исполнитель-компьютер ничего не знает о цели алгоритма. Он не задаёт вопросов: Зачем? Почему? Кому это надо?
Вы помните, что компьютер выполняет алгоритм, написанный человеком на одном из языков программирования.
И такой алгоритм называется программой.
Когда человек написал программу, её обязательно необходимо ввести в память компьютера, а затем запустить на исполнение. После таких действий программа автоматически выполняется компьютером.
Поэтому и говорят, что компьютер – это исполнитель алгоритмов. Он все работы выполняет по программе. И только ту последовательность команд, что задана в его системе команд и написана на специальном языке программирования.
Так как компьютер не отказывается выполнять команды, которые ему заданы, то его называют формальным исполнителем алгоритмов.
Так-так-так, давайте разберёмся, что такое формальный исполнитель.
Существуют два типа исполнителей: формальные и, как вы, наверное, догадались, неформальные.
Формальный исполнитель – это исполнитель, который выполняет одну и ту же команду всегда одинаково.
Неформальный исполнитель – это исполнитель, который может выполнять команду по-разному.
Рассмотрим такой пример: вы слушаете песню, которая проигрывается в вашем телефоне определённым певцом. Телефон воспроизводит его исполнение всегда одинаково. Получается, что телефон – это формальный исполнитель.
Но вряд ли тот же самый певец, которого мы слушаем с помощью телефона, в реальности исполняет эту же песню на концертах всегда одинаково. Вполне возможно, что он забудет слова, или его голос будет немного хриплым, после болезни, или же во время песни, он скажет какие-то слова – всё это вносит в исполнение что-то новое. Певец в данном случае является неформальным исполнителем.
Можно сказать, что неформальным исполнителем обычно бывает человек, а формальным – технические устройства, например, компьютер, телефон.
Но не забываем, что человек вполне может быть и формальным исполнителем. В отличие от технических средств, человек понимает, что он делает, зачем и почему. Он всегда может отказаться выполнить какое-то действие. Отказ от выполнения команды может быть по моральным соображениям, например, обидеть слабого, или если выполнение действия опасно для жизни человека, например, прыгнуть с большой высоты.
Вы помните, что компьютер – это универсальный исполнитель. Он может обрабатывать такие данные, как текстовые, числовые, графические, звуковые.
В компьютере может быть мно-о-о-го разнообразных программ. Поэтому воспользоваться компьютером могут люди любого возраста: школьники, студенты, бабушки и дедушки. И конечно, компьютер применяется в разных сферах деятельности. Сейчас компьютеры помогают в работе врачам, учителям, писателям.
Есть в компьютере программы, которые управляют самим компьютером. Такие программы называются системными. Эти программы не только управляют компьютером, они выполняют и другие функции, например, создают копии информации, проверяют, может ли работать устройство, входящее в компьютер, выдают справочную информацию о компьютере и многие другие. Системные программы используются для эффективной работы компьютера и пользователя, а также для результативного выполнения прикладных программ.
Прикладные программы – это программы, предназначенные для решения задач пользователя. Они помогают создавать и изменять информационные объекты, например, тексты в программе Microsoft Word, рисунки в простой программе Paint, или, например, в программе Adobe Photoshop, которую используют профессиональные художники, и другое. Есть разные виды программ, но изучать их мы будет в другое время.
Ребята, а вы знаете, что слово «компьютер» возникло давным-давно ещё в латинском языке, только, конечно, произносилось оно немного иначе. И переводилось как «вычислять». Позже в английском языке появилось слово «to compute», а уже от него – такое знакомое нам «computer».
Раньше компьютерами называли людей. Да-да, это были люди, которые производили арифметические, то есть математические вычисления. Со временем людей заменили вычислительные машины, и уже машины стали называться компьютерами. Однако, как мы знаем, современные компьютеры выполняют не только арифметические вычисления, но и многие другие команды.
Ну что же, сегодня было очень много интересной и познавательной информации. Давайте проверим, как вы усвоили полученную информацию.
Вот список терминов:
Исполнитель алгоритмов, формальный исполнитель, неформальный исполнитель, системные программы, прикладные программы.
Давайте найдём для каждого определения его значение.
Давайте проверим, правильно ли вы выполнили задание, а заодно и повторим, что мы сегодня изучили на уроке.
Исполнитель алгоритмов – это объект, который выполняет команды (шаги, инструкции) по определённым правилам и в нужном порядке.
Формальный исполнитель – это исполнитель, который выполняет одну и ту же команду всегда одинаково.
Неформальный исполнитель – это исполнитель, который может выполнять команду по-разному.
Системные программы – это программы, которые управляют самим компьютером.
Прикладные программы – это программы, предназначенные для решения задач пользователя.
А теперь поиграем.
В этих предложениях некоторые слова сбежали и собрались в одном месте. Помогите словам найти свои места в предложениях.
Давайте, проверим насколько правильно вы расставили слова, и ещё раз повторим информацию, с которой вы сегодня познакомились.
Исполнитель работает только в определённой обстановке, или среде, то есть это такое «место обитания», в котором исполнитель может выполнить алгоритм.
Когда человек написал программу, её обязательно необходимо ввести в память компьютера, а затем запустить на исполнение.
Телефон – это формальный исполнитель.
Человек обычно бывает неформальным исполнителем.
Отказ от выполнения команды может быть по моральным соображениям.
Компьютер выполняет алгоритм, написанный человеком на одном из языков программирования.
Каждый исполнитель выполняет команды только из заданного списка, то есть из системы команд исполнителя.
Вот и подошла к концу наша встреча. Но расстаёмся мы, я надеюсь, ненадолго. До свидания, ребята. До новых встреч.
Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ)
Основные вопросы: Формальный исполнительАлгоритм и программаОсобенности выполнения программы
Алгоритмы и программы Алгоритм-это последовательность действий для достижения цели(результата)
Алгоритмы и программы Состав команд ЯМК предложил Джон фон Нейман в 1946г.
Алгоритмы и программы Программа управления компьютером- это последовательность команд ЯМК.Каждая команда-директива для процессора на выполнение определённого действия
Этапы выполнения программы
Особенности выполнения программы
Особенности выполнения программы
ВЫВОД: Компьютер не обладает способностью к анализу результатов, не может обойтись без программы и исходных данных, следовательно, компьютер- формальный исполнитель алгоритмов и программ.
Контрольные вопросы В чём отличие формального исполнителя от интеллектуального?Что такое ЯМК? Кто предложил такую систему?Какие особенности выполнения программы на ЯМК компьютером?Что такое ЯПВУ? Особенности выполнения программы компьютером, написанной на ЯПВУ?Почему компьютер можно назвать формальным исполнителем?
Работа компьютера имитирует (моделирует) информационную деятельность человека.
Но компьютер – техническое устройство, поэтому для того, чтобы он выполнял определенные действия, им нужно управлять.
Компьютер действует как автоматический, формальный исполнитель алгоритмов обработки информации. Это его главное свойство. Автоматизм в его работе означает, что некоторые действия он выполняет без вмешательства человека в соответствии со следующими общими принципами:
ü Двоичное кодирование информации
ü Программное управление работой компьютера (идея Чарльза Беббиджа)
ü Хранимая программа (по предложению американского математика Джона фон Неймана (1903 – 1957) наряду с данными каждая команда программы работы компьютера, кодируемая определенной последовательностью нулей и единиц, помещается как число в одной из ячеек оперативной памяти)
Как в действительности происходит реализация этих принципов и осуществляется формальная автоматическая работа компьютера?
Современный компьютер – это единство аппаратных средств (Hardware) и программного обеспечения (Software).
Компьютерная программа – это закодированная информация о действиях, которые предписывается выполнить компьютеру, алгоритм для исполнения компьютером, записанный на языке двоичных кодов, или на специальном языке программирования.
Чтобы на компьютере можно было решать задачи, нужна совокупность программ – программное обеспечение, классификацию которого отражает схема.
| Средства контроля и диагностики | ||
| Системное | ||
| Операционные системы | ||
| Программное обеспечение (ПО) | Система программирования | Трансляторы |
| Языки программирования | ||
| Пакеты прикладных программ | ||
| Уникальное | Прикладное | |
| Библиотеки стандартных программ |
Пользователь вводит с клавиатуры команды компьютерной программы, написанной на языке программирования. Команды накапливаются в оперативной памяти, автоматически переводясь в машинные коды, благодаря программе – переводчику – транслятору с языка программирования на язык машинных кодов.
Устройство управления (УУ) процессора воспринимает, считывая из оперативной памяти, команду за командой, анализирует, а затем организует ее выполнение, используя соответствующие устройства компьютера. Эти устройства произведут действия: напечатают на бумаге, выведут на экран, воспримут с клавиатуры, занесут на магнитный диск и т.д.
Для выполнения команд самим процессором, в нем предусмотрено арифметико – логическое устройство (АЛУ). Выполнив одну команду из оперативной памяти, компьютер переходит к другой команде и так, пока не встретит команду на окончание работы или команду, которую не сможет выполнить. Он не сможет выполнить команду, если она предназначается устройству, не подключенному к компьютеру, или отсутствует в его системе команд, или содержит синтаксическую ошибку. Если программа составлена правильно, то компьютер выполнит программу за конечное число шагов и выдаст человеку результат решения задачи.
Выполнение команд компьютером осуществляется с помощью электронных схем, реализующих логические функции формальной, булевой алгебры, например логическое умножение, сложение, отрицание.
Кроме того, программы составляются программистами по алгоритмам решения определенных задач. Человек не объясняет исполнителю – компьютеру свои цели и смысл команд программы. Очевидно, что компьютер и не сможет понять смысла совершаемых им действий. Более того, компьютер не обладает способностью к анализу результатов, например, относительно их соответствия постановке задачи. Компьютер не может обойтись без программы и исходных данных, подготовить которые под силу только человеку. Таким образом, и с этой точки зрения решение задачи компьютером – также формальное исполнение алгоритма ее решения, закодированного и хранимого вместе с данными в оперативной памяти.
Человек, принимая во внимание этот факт, должен понимать ограниченность возможностей компьютера как исполнителя и предусматривать точность в задании команд, поручаемых компьютеру для исполнения, так как вся ответственность за использование компьютера лежит только на людях (пользователях).
Читайте также: