1 Исполнители алгоритмов 2 Исполнитель 3 Среда 4 Система команд 5 Формальное исполнение 6 Управление исполнителями 7 Исполнитель Чертежник 8 Исполнитель Робот 9 Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов
Исполнители алгоритмов. Задача составления алгоритма не имеет смысла, если не известны или не учитываются возможности его исполнителя, ведь выполнимость алгоритма зависит от того, какие действия может совершить исполнитель. Например, прочесть алгоритм решения системы линейных уравнений графическим методом сможет и первоклассник, а выполнить его, конечно же, нет. С другой стороны, малыш четырех-пяти лет не сможет прочесть правила (алгоритм) поведения за столом во время еды, но выполнить их сможет, если ему о них рассказать и показать, что они означают. Но исполнителем алгоритмов может быть не человек, а автомат. Например, исправный автомат по продаже газированной воды работает согласно разработанному специально для него алгоритму. Алгоритмом описывается работа любого механического устройства. В ряду всевозможных автоматов компьютер является лишь частным (хотя и наиболее впечатляющим) примером исполнителя, чье поведение реализуется на основе алгоритма. Более того, создание компьютеров оказало воздействие на развитие теории алгоритмов — одной из областей математики. От компьютера, как от любого другого исполнителя, требуется четкое выполнение команд алгоритма. А от нас, как от разработчиков алгоритмов работы компьютера, требуется знание и соблюдение правил их составления. Эти правила заключаются в том, что алгоритм, предназначенный для исполнения автоматом, должен обладать пятью свойствами (удовлетворять пяти требованиям). Эти требования нашли отражение и в приведенном выше определении алгоритма. Требования к алгоритму объясняются тем, что такой исполнитель не имеет своего интеллекта, его возможности всегда ограничены.
Исполнитель. Точное определение исполнителя дать очень трудно, да и в этом нет необходимости. Важно понять основные характеристики исполнителя: среда, элементарные действия, система команд, отказы.
Согласно учебнику Кушниренко, «исполнитель - это устройство, приспособление, робот, организация и т. п., способное выполнять определенные действия». Отсюда исполнителем можно назвать довольно большую группу объектов (включая и человека). Современные учебные системы в основном предоставляют нам один вид исполнителей, которые устроены так: вы вводите команду и какой-нибудь человечек (или робот) начинает выполнять соответствующие действия.
Каждый исполнитель имеет следующее:
Исполнители алгоритмов Задача составления алгоритма не имеет смысла, если не известны или не учитываются возможности его исполнителя, ведь выполнимость алгоритма зависит от того, какие действия может совершить исполнитель. Например, прочесть алгоритм решения системы линейных уравнений графическим методом сможет и первоклассник, а выполнить его, конечно же, нет. С другой стороны, малыш четырех-пяти лет не сможет прочесть правила (алгоритм) поведения за столом во время еды, но выполнить их сможет, если ему о них рассказать и показать, что они означают. Но исполнителем алгоритмов может быть не человек, а автомат. Например, исправный автомат по продаже газированной воды работает согласно разработанному специально для него алгоритму. Алгоритмом описывается работа любого механического устройства. В ряду всевозможных автоматов компьютер является лишь частным (хотя и наиболее впечатляющим) примером исполнителя, чье поведение реализуется на основе алгоритма. Более того, создание компьютеров оказало воздействие на развитие теории алгоритмов — одной из областей математики. От компьютера, как от любого другого исполнителя, требуется четкое выполнение команд алгоритма. А от нас, как от разработчиков алгоритмов работы компьютера, требуется знание и соблюдение правил их составления. Эти правила заключаются в том, что алгоритм, предназначенный для исполнения автоматом, должен обладать пятью свойствами (удовлетворять пяти требованиям). Эти требования нашли отражение и в приведенном выше определении алгоритма. Требования к алгоритму объясняются тем, что такой исполнитель не имеет своего интеллекта, его возможности всегда ограничены. Исполнитель Среда это «место обитания» исполнителя. Например, исполнитель Дежурик обитает в так называемой классной комнате, исполнитель Черепаха имеет свою определенную систему координат, а исполнитель Муравей имеет клетчатое поле. Система команд Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного соответствующее элементарное действие.
Знать систему команд исполнителя это значит:
- знать, каким образом она передается исполнителю;
Формальное исполнение
Исполнитель ничего не знает о цели алгоритма. Он выполняет все полученные команды, не задавая вопросов «почему?» и «зачем?».
Управление исполнителями заключается в последовательном вызове команд. Человек дает команду исполнителю, анализирует результат, отдает следующую команду и т.д. Исполнитель Чертежник Чертежник предназначен для построения рисунков, чертежей, графиков и т.д. на бесконечном листе бумаги. Чертежник имеет перо, которое можно поднимать, опускать и перемещать. При перемещении опущенного пера за ним остается след – отрезок от старого положения пера до нового. Всего Чертежник умеет выполнять четыре команды:
опустить перо
поднять перо
сместиться в точку (арг вещ х, у)
сместиться на вектор(арг вещ а, b)
По команде опустить перо Чертежник опускает перо. Если перо уже было опущено, Чертежник не выполняет никаких действий, но и отказа не происходит. Таким, образом после выполнения команды опустить перо перо оказывается опущенным (готовым к рисованию) независимо от его предыдущего положения.
Аналогично по команде поднять перо перо будет поднято. Выполнение этой команды тоже не может привести к отказу.
Команды сместиться в точку и сместиться на вектор перемещают перо Чертежника. Если при этом перо опущено, на бумаге остается след. Таким образом, эти команды позволяют строить чертежи и рисунки.
Исполнитель Робот Робот действует на прямоугольном клетчатом поле. Между некоторыми клетками могут быть расположены стены. Какие-то клетки могут быть закрашены. Сам Робот всегда занимает ровно одну клетку поля.
Робот умеет выполнять всего 17 команд: 5 команд-приказов и 12 команд-вопросов.
Команды – приказы: вверх, вниз, вправо, влево, закрасить.
По командам вверх, вниз, влево, вправо Робот перемещается в соседнюю клетку в указанном направлении. Если на пути оказывается стена, команда не может быть выполнена.
По команде закрасить Робот закрашивает клетку, в которой стоит. Если клетка уже была закрашена, она останется закрашенной, т.е. команда будет выполнена, но никаких видимых изменений не произойдет.
Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов Рассмотрим процесс управления информационным процессом, в котором в качестве управляемого объекта выбран текст. Другими словами, рассмотрим информационный процесс, связанный с редактированием (изменением состояния) текста.
Во-первых, для того, чтобы преобразовать текст, должен существовать кто-то или что-то, который эти преобразования выполняет. Иными словами, необходим исполнитель этих преобразований.
Во-вторых, процесс преобразования текста необходимо разбить на отдельные операции, которые должны быть записаны в виде отдельных команд исполнителю. Каждый исполнитель обладает определенным набором, системой команд, которые он может выполнить. В процессе редактирования текста возможны различные операции: удаление, копирование, перемещение или замена его фрагментов. Исполнитель редактирования текста должен быть в состоянии выполнить эти операции.
В-третьих, должно быть определено начальное состояние объекта, в данном случае текста, и его требуемое конечное состояние (цель преобразования).
Будем говорить, что информационный процесс, обладающий всеми перечисленными выше свойствами, называется алгоритмом. Исполнитель может выполнить алгоритм, если команды алгоритма входят в систему команд исполнителя.
Например: пользователю необходимо отредактировать текст следующим образом:
Выделить символы с 1 по 15. Вырезать этот фрагмент и поместить его в буфер. Установить курсор на позицию после 7-го символа. Вставить вырезанный фрагмент текста. Этот алгоритм пользователь может выполнять формально. Пользователь в процессе выполнения алгоритма на компьютере будет нажимать клавиши клавиатуры, а при работе с графическим интерфейсом с помощью мыши активизировать те или иные кнопки, пункты меню и т.д. Фактически пользователь будет давать команды объектам программной среды Windows Office, которые и будут исполнителями алгоритма. Информация взята с сайта