Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Общие сведения об информации.





Информация

Общие сведения об информации.

Информацией называют сведения о предметах, процессах и явлениях окружающего нас мира, или, с другой стороны, информация это нематериальное отображение материальных объектов и результатов их взаимодействия, нечто вроде матрицы определяющей свойства материальных объектом и воспринимаемых нами.

Информацию человек воспринимает с помощью органов чувств (зрение, обоняние, осязание, вкус, слух). В совокупности информации всех органов чувств формируется картина о воспринимаемом объекте – его размере, форме, цвете, твердости, запахе, излучаемом звуке. С другой стороны человек сам является источником информации и его также можно описать с помощью тех же самых параметров, которые воспринимает он сам.

Со второй половины XX века наблюдается «информационный взрыв», то есть лавинное увеличение объемов информации. До этого периода наукой рассматривалось только два поля взаимодействия – это гравитационное и электромагнитное (материя и энергия). Современная наука строит карту мира уже на основе трех основных полей – это гравитационное (материальное), электромагнитное (энергетическое) и информационное. Причем материальные объекты являются носителями информации, а энергия используется для нанесения информации на носители (запись) и получения информации с носителей (чтение). Структурная схема нанесения информации на носитель приведена на рисунке 1.

 

Рассмотрим процесс нанесения информации на носитель на простейшем примере (изменение формы) преобразования квадрата в прямоугольник рисунке 2.

Чтение информации с носителя происходит путем воздействия на него соответствующего вида энергии. Структурная схема чтения информации приведена на рисунке 3.



 

Рассмотрим процесс чтения информации на примере определения цвета объекта. Для определения цвета объекта необходим источник света белого цвета, тогда объект отразит электромагнитные волны определенной длинны, что и будет являться информацией о его цвете. Процесс определения цвета объекта приведен на рисунке 4.

Исходя из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. Информация не может существовать без носителей (выдающих ее объектов);

2. Для записи информации на носитель необходимо преложить энергию соответствующего вида;

3. Для чтения информации с носителя необходимо приложить энергию соответствующего вида;

4. Вид прикладываемой энергии зависит от вида информации которую необходимо записать или прочитать.

 

Свойства информации.

 

Современная информатика различает такие основные ее свойства как: важность, достоверность, полнота, оперативность и доступность. Из которых такие свойства как важность, оперативность и полнота являются субъективными, а оперативность и доступность объективными.

Важность информации - определяется возможностью ее использования тем или иным приемником информации (субъектом). Например сведения переданные по телефону могут быть важными (до ранее неизвестными и несущими полезную информацию для собеседников) или не важными (уже известные или не несущими ни какой полезной информации) например информация о заморозках важна для садовода и абсолютно бесполезна для клерка. Поэтому это свойство информации является субъективным. Можно сказать, что цена информации определяется связанными с ней материальными или духовными приобретениями или потерями. Более важной информацией соответственно будет информация несущая большие приобретения и меньшие потери.

Достоверность информации – определяется истинностью информации. Однако истина объективна по содержанию (т.е. восприятию), т.к. является отражением объектов и результатов их взаимодействия и субъективна по форме (т.е. способу анализа и классификации) т.к. является результатом человеческой деятельности. Истина относительна, т.к. она отражает предмет не полностью в виду ограниченности человеческих знаний. В процессе познания человеком окружающего мира истина стремиться к абсолютной величине, полностью исчерпывающей предмет познания. Например Пифагор считал, что молнии на землю мечет разгневанный Зевс, а сейчас достоверно известно что это результат электростатических разрядов. Древние считали, что земля плоская, сейчас мы знаем что она круглая. Сейчас мы знаем много законов мироздания, которые в будущем возможно окажутся ошибочными.

Полнота информации – достаточность информации для определения или классификации объекта или явления (результате взаимодействия объектов). Полнота информации так же субъективна, как и ее достоверность. Информацию всегда можно изменить или добавить для более детального описания того или иного объекта или явления. Информацию невозможно исчерпать.

Оперативность информации – это своевременность получения той или иной информации. Оперативность информации является одной из составляющих ее важности. Устаревшая информация нас не интересует.

Доступность информации – это возможность получения, восприятия и использования той или иной информации. Доступность информации связана с ее местонахождением, нашими знаниями, необходимыми для однозначного восприятия информации и нашими возможностями, необходимыми для использования информации.

Все вышеперечисленные свойства информации взаимосвязаны. Так важность информации определяется ее достоверностью, полнотой, оперативностью и доступностью. Достоверность информации определяется ее полнотой, оперативностью и доступностью. И так далее.

Количество информации – определяет количество знаний, находящихся на носителе информации.

Объем информации – объем памяти носителя, требуемый для хранения информации, независимо от ее содержимого.

Объем информации двух книг по 600 страниц, одна из которых содержит справочную информацию а другая однотипные символы (например знак вопроса «?») одинаково, а количество информации различно. Так количество информации справочник определяется всем его содержимым, а количество информации книги содержащие знак вопроса можно охарактеризовать как «600 страниц ?» соответственно гораздо меньше.

 

Двоичный алфавит.

 

В информатике и вычислительной технике широко используется алфавит, имеющий два знака, например «1» и «0». Этими символами в логике и технике приводят в соответствие понятия «да» и «нет», «есть сигнал» и «нет сигнала», «истина» и «ложь». Такой алфавит называют двоичным или бинарным (binary) в соответствии с этим вводится наименьшая единица информации бит (bit).

Одного бита информации достаточно для кодирования текущего состояния объекта, имеющего два статических состояния, например лампочки «0» - выключено, «1» - включено. То есть одноклавишный выключатель является носителем одного бита информации, которого нам достаточно для определения состояния лампочки.

В реальной жизни крайне редко встречаются объекты состояние которых можно закодировать одним битом информации и нет объектов, которые можно описать одним битом. Для кодирования от трех до четырех состояний или признаков объекта требуется уже два бита информации. Для кодирования от четырех до девяти состояний объекта уже требуется три бита. 9-16 состояний 4 бита, 17-32 состояний 5 бит. В общем случае количество бит, необходимых для кодирования N состояний или диапазона значений свойств объектов или явлений определяется по формуле 1:

(1)

где

N – количество состояний или диапазон значений свойств объектов,

q – количество бит информации необходимых для кодирования требуемого количества состояний или диапазона свойств объектов.

 

Было принято, что следующей базовой единицей информации будет являться байт – это последовательность бит длина которой равна 8 битам. Одним байтом можно закодировать от 1 до 256 различных объектов, например символов.

На практике используются более объемные единицы измерения информации, приведенные в таблице 1.

 

 

Таблица 1.

1 байт =8 бит
1 слово =2 байта = 16 бит
1 двойное с слово =2 слова = 4 байта=32 бита
1 килобайт (Кб) =1024 байт
1 мегабайт (Мб) =1024 килобайт =
1 гигабайт (Гб) =1024 мегабайт =
1 терабайт (Тб) =1024 гигабайт =

 

Пример 1.

Подсчитаем объем памяти, требуемый для хранения книги объемом 100 страниц, при учете, что в среднем на каждой странице по 40 строк, а в каждой строке в среднем по 60 символов.

ü Определяем количество символов находящихся в книге:

ü При условии, что символ занимает 1 байт памяти для хранения книги потребуется 240000 байт памяти или

 

Системы счисления.

 

Любую информацию окружающего нас мира можно представить в виде числовых значений, характеризующих положение свойства объекта относительно какой либо нулевой отметки. Совокупность способов построения, записи и наименования чисел называют системой счисления.

История развития способов счета насчитывает многие тысячелетия. Менялись средства счета: пальцы, камешки, счеты, арифмометры, компьютеры. Но их назначение оставалось неизменным: определение качественных и количественных характеристик объектов.

Различают два вида систем счисления это: позиционная система и непозиционная система.

Позиционная система счисления – количество определяемое цифрой числа зависит от позиции этой цифры в записи числа. Например в записи десятичной системы счисления одна и та же цифра 1 определяет различные количества: сто, десять и один.

Непозиционная система счисления – количество определяемое цифрой числа не зависит от ее позиции. К непозиционным системам относиться римская система счисления. Например число XXX – означает тридцать, а каждый символ означает десть, то есть X+X+X=XXX.

 

N-ричная система счисления.

 

Десятичная система счисления является частным случаем N-ричной системой счисления, то есть системой счисления по основанию N. p=N, где N – положительное целое число.

N-ричная система имеет N цифр, от 0 до N-1. Формула разложении по степеням для N-ричной системы счисления будет иметь следующий вид:

где:

- значение числа в N-ричной системе счисления;

q – количество разрядов числа записанного в N-ричной системе счисления.

i – номер разряда;

- значение i-го разряда числа записанного в N-ричной системе счисления.

N – основание системы счисления, в которой записано число.

 

Примером N-ричной системы счисления может служить троичная, четверичная и т.д.

 

3.3. Системы счисления, используемые в вычислительной технике.

 

Ввод и вывод информации при работе с вычислительной техникой происходит в привычной для человека десятичной системой счисления. Однако все операции по обработке и хранению данных любое устройство вычислительной техники выполняет в двоичной системе счисления. Кроме того в устройствах вычислительной техники используются вспомогательные системы счисления: это восьмеричная (система счисления по основанию 8) и шестнадцатеричная – система счисления по основанию 16.

 

 

3.3.4. Двоичная система счисления.

 

Основание двоичной системы счисления равно 2 (p=2) определяет число цифр входящих в данную систему счисления: {0,1} две цифры. Двоичная система счисления, так же как и десятичная является позиционной. Формула разложения по степени основания числа записанного в двоичной системе счисления имеет следующий вид:

где:

- значение числа в двоичной системе счисления;

q – количество разрядов числа записанного в двоичной системе счисления.

I – номер разряда;

- значение i-го разряда числа записанного в двоичной системе счисления.

 

Так для четырехразрядного числа, записанного в двоичной системе счисления формула разложения по степени основания будет иметь следующий вид:

 

Пример 1.

Дано A(2)=10011. Найти A(10). Решение примера приведено на рисунке 7.

Пример 2.

Дано A(8)=257. Найти A(10).

Решение:

A(8)= a2a1a0=a2*82+a1*81+a0*80

A(10)= 2*64+5*8+7*1=128+40+7

A(10)=175

Пример 3.

Дано A(16)=1EF6. Найти A(10).

Решение:

A(16)= a3a2a1a0= a3*163+a2*162+a1*161+a0*160

A(10)= 1*4096+14*256+15*16+6*1=4096+3584+240+6

A(10)=7926

 

Пример 1.

Дано A(10)=43. Найти A(2).

Ответ A(2)=101011

 

Пример 2.

Дано A(10)=132. Найти A(8).

Ответ A(8)=204

 

Пример 3.

Дано A(10)=213. Найти A(16).

Ответ A(16)=D5

 

Пример 1.

Дано A(2)=1001101. Найти A(8).

Решение:

Ответ:

A(8)=115

 

Пример 2.

Дано A(8)=27. Найти A(2).

Решение:

A(8)=2’7

Ответ:

A(2)=010111=10111

 

Пример 3.

Дано A(2)=1101101. Найти A(16).

Решение:

Ответ:

A(16)=6D

 

Пример 2.

Дано A(16)=F4. Найти A(2).

Решение:

A(16)=F’4

Ответ:

A(2)=11110100

 

Пример 1.

Дано A(10)=43,97. Найти A(2).

Решение:

Сначала переводим целую часть B(10)=43

B(2)=101011

Затем дробную C(10)=97

C(2)= 1100001

 

Записываем результат

A(2)= 101011,1100001

 

К преимуществам представления вещественных чисел с фиксированной запятой относиться простота арифметических операций, а к недостаткам слишком узкий диапазон представления чисел.

 

Пример 1.

Пример 1.

Дано A(10)=43,97. Найти A(2).

Решение:

Сначала переводим целую часть B(10)=43

B(2)=101011

Затем дробную C(10)=97

C(2)= 1100001

 

Записываем результат

D(2)= 101011,1100001

Теперь приводим число к нормализованному виду. Для этого сдвигаем запятую на шесть разрядов 6(10)= 110(2).

Получили мантиссу равную 0,1010111100001 и порядок равный 110.

 

Ответ:

A(2)=0,1010111100001*10110

 

 

Пример 1.

Дано A(2)=1001101. B(2)=10101. Найти C(2)= A(2)+B(2).

+10101

 

Ответ C(2)=1100010

 

Пример 2.

Дано A(2)=1101. B(2)=1010. Найти C(2)= A(2)*B(2).

*1010
+1101 +0000 +1101

 

Ответ C(2)=1100010

 

В двоичной системе счисления частичные произведения (произведения множимого на числа разрядов множителя) либо равны множимому, если значение разряда множителя равно единицы, либо равны нулю, если значение разряда множителя равно нулю.

Вычитание и деление в двоичной системе счисления производиться аналогично десятичной системе счисление. Вычитание – это сложение с обратным знаком, а деления – это умножение на обратное значение числа.

 

Пример 1.

Дано A(2)=10011,01. B(2)=1,0101 представленные в форме записи с фиксированной запятой. Найти C(2)= A(2)+B(2).

Решение:

Выравниваем количество знаков после запятой: A(2)=10011,0100. B(2)=1,0101

Выполняем операцию сложения

10011,0100 +1,0101
10100,1001

 

Ответ C(2)=10100,1001

 

Пример 2.

Дано A(2)=0,1001101*10101. B(2)=0,10101*101 представленные в форме записи с плавающей запятой. Найти C(2)= A(2)+B(2).

Решение:

Выравниваем порядки чисел:

A(2)=0,1001101*10101.

B(2)=0,10101*101=0,000010101*10101.

Складываем мантиссы:

Для этого выравниваем количество знаков после запятой: A(2)=0,100110100, B(2)= 0,000010101

Выполняем операцию сложения мантисс чисел представленных в двоичной системе счисления так же как и в случае представления чисел в форме записи с фиксированной запятой

0,100110100 +0,000010101
0,101001001

В результате сложения мантисс получили результат: 0,101001001. Дописываем показатель и получаем ответ.

Ответ C(2)=0,101001001*10101.

 

Операции умножения вычитания и деления производятся по аналогичному алгоритму.

 

Логические операции.

 

В информатике под понятием логическим операции понимают результат сравнения по какому либо правилу заданных величин и выдачу ответа имеющего всего два значения истина и лож. Вся работа любой вычислительной техники основана на выполнении логически операций и операций переноса. Правила, определяющие результат выполнения логической операции, то есть результаты, которые получаться в результате выполнения функции с конкретными исходными данными называются таблицами истинности.

Существует три основных закона логического сравнения величин это И(and), ИЛИ(or) и НЕ(not). Схематическое представление элементов выполняющих логические операции и соответствующие им таблицы истинности представлено в таблице 12.

 

Таблица 12. Описание логических элементов вычислительной техники.

Операция Элемент Таблица истинности
Логическое произведение (конъюнкция). Операция «И». Результат логической суммы совпадает с результатом арифметического произведения. Результат будет равен истина, только в случае, если оба аргумента равны единице. A B A И Б
Логическая сумма (дизъюнкция). Операция «ИЛИ». Результат логической суммы, отличается от результата суммы двух одноразрядных двоичных чисел. Результатом будет истина, если хотя бы один входной аргумент равен единице. A B A ИЛИ B
Логическое отрицание(инверсия). Операция «НЕ» Результатом логической операции отрицание будет изменение значения входного аргумента: истина на лож и обратно. A НЕ A
           

 

Этих трех элементов логических функций и операций переноса(сдвига) достаточно, для тог, чтобы организовать любую операцию арифметического вычисления или сравнения чисел в двоичной системе счисления.

Под сдвигом понимается смещение разрядов двоичного числа в право или в лево, в зависимости от указанного направления. Освободившееся после сдвига место заполняется нулями. В любой позиционной системе счисления сдвиг в лево(<<) на один разряд означает умножение на основание системы счисления, а сдвиг в право(>>) на один разряд - деление на основание системы счисление.

 

Пример 1.

Дано A(10)=123. Умножить число с помощью операции сдвига на 100(10).

Решение:

100=102 следовательно для умножения заданного числа на 100 необходимо выполнить сдвиг на два разряда в лево

A(10)=123*100=123 << 2=12300

Ответ A(10)=12300.

 

Пример 2.

Дано A(10)=345. Разделить число с помощью операции сдвига на 1000(10).

Решение:

Для выполнения операции деления на 1000 необходимо умножить исходное число на 1/1000

1/1000=0,001=10-3 следовательно для деления заданного числа на 1000 необходимо выполнить сдвиг на три разряда в право

A(10)=345/1000=345 >> 3=0,345

Ответ A(10)=0,345.

 

Пример 3.

Дано A(2)=11010. Умножить число с помощью операции сдвига на 100(2).

Решение:

100=22 следовательно для умножения заданного числа на 100 необходимо выполнить сдвиг на два разряда в лево

A(10)= 11010*100=11010 << 2=1101000

Ответ A(2)= 1101000.

 

Пример 4.

Дано A(2)=11010. Разделить число с помощью операции сдвига на 10 (2).

Решение:

Для выполнения операции деления на 10 необходимо умножить исходное число на 1/10

1/10=0,1=10-1 следовательно для деления заданного числа на 10 необходимо выполнить сдвиг на один разряда в право

A(10)=11010/10=11010 >> 1=1101

Ответ A(2)=1101.

Поскольку двоичная система счисления состоит всего из двух чисел {0,1} принято считать, что 0(2) в логических функциях представляет собой лож, а 1(2) истину. Исходя из этого при помощи логических элементов можно организовать любой вычислительный процесс. Рассмотрим процесс сложения двоичных чисел на примере двухразрядного сумматора рисунок 9.

Для понимания принципа использования логических функций построим таблицу истинности получающуюся при выполнении процесса сложения для всех элементов таблица 13.

 

Таблица 13. Процессы происходящие в двухразрядном сумматоре.

X Y (не X) (не Y) (Y и 1) (X и 2) (XиY) (3или4) S P

 

На схеме приведенной на рисунке 10 на вход сумматора поступает два одноразрядных числа записанных в двоичной системе счисления. На выходу получаем одно двухразрядное число представляющее собой сумму одноразрядных чисел записанных на входе. Преобразуем таблицу 13 в таблицу истинности для сложения одноразрядных чисел, записанных в двоичной системе счислении, таблица 14.

 

Таблица 14.

Результат работы сумматора, основанного на выполнении логических операций.

X Y PS

 

В результате получили таблицу истинности, аналогичную таблице выполнения операции сложения в двоичной системе счисления таблица 6.

Аналогичным образом организованы и другие математические операции в устройствах вычислительной техники.

 

Введение в алгоритмизацию.

 

Понятие алгоритма.

 

В повседневной жизни, для достижения какой либо цели нам постоянно приходиться сталкиваться с различными правилами, определяющими последовательность действий. Подобные правила очень многочисленны. Например, для того, чтобы позвонить по телефону –автомату нежно выполнить определенную последовательность действий (опустить монету, снять трубку, набрать номер), вычислить результат какой либо функции или решить уравнение. Правила такого рода встречаются нам на каждом шагу, такие правила называют алгоритмами.

Решение любой задачи из любой области в основном представляет собой нахождение правил, то есть последовательности решения, или по другому алгоритма.

Первым свойством алгоритма, является то, что он носит пошаговый(дискретный) характер определяемого им процесса.

Вторым свойством алгоритма является массовость, то есть существует некоторое множество объектов, которые могут служить исходными данными для рассматриваемого алгоритма. Например, для алгоритмов выполнения арифметических операций – сложения, вычитания умножения и деления, такими данными являются все действительные числа.

Например, для того, чтобы сложить два числа 15 и 17 используется алгоритм сложения в столбик.

 

+17

Суть этого алгоритма заключается в поразрядном сложении всех разрядов чисел, а если в результате сумм разрядов получается числа большее 9, то старший разряд полученной суммы переноситься в следующий разряд числа. Если записать последовательность действий, которые мы выполняем при сложении двух то это и будет алгоритм выполнения операции сложения:

  1. Текущий разряд - крайний правый;
  2. Складываем значения цифр текущего разряда;
  3. Если значение суммы больше 9, добавляем единицу при сложении значений следующего разряда;
  4. Записываем значение правого разряда суммы;
  5. Если текущий разряд является последним, то сложение завершено, если нет, то текущим разрядом становиться следующий слева;
  6. Если сложение не завершено, то повторяем начиная со второго пункта.

Попробуем проделать операцию сложения тех же чисел (15 и 17) по представленному алгоритму:

  1. Текущий разряд - крайний правый (будем складывать 5 и 7);
  2. Складываем значение цифр текущего разряда 5+7=12;
  3. Значение суммы больше 9? Да, больше, при сложении значений следующего разряда будим добавлять единицу;
  4. Записываем значение сумм правого разряда 2;
  5. Текущий разряд не последний, переходим к следующему разряду;
  6. Складываем значение цифр следующего разряда 1+1=2 и дописываем единицу, так как значение суммы чисел предыдущего разряда было больше 9: 2+1=3.
  7. Значение суммы не больше 9, записываем значение суммы чисел разряда 3;
  8. Этот разряд является последним, поэтому сложение завершено. Получили результат 32.

Заметим, что алгоритм сложения является одним и тем же для любой пары чисел, что и определяет его массовость.

Аналогичным образом можно составить алгоритм умножения, деления, вычитания и так далее.

Третьим свойством алгоритма, является то, что алгоритм должен быть понятен для исполнителя, то есть исполнитель знает как его выполнять. При этом исполнитель алгоритма выполняет «механически». Очевидно, что формулировка алгоритма должна восприниматься однозначно, а следовательно должна быть на столько точна, чтобы полностью определять все действия исполнителя.

Если применять один и тот же алгоритм к одним и тем же исходным данным, то мы всегда должны получать один и тот же результат. Например сколько бы раз мы не складывали числа «15» и «17», всегда будем получать один и тот же результат «32». И если при этом сравнивать результаты на каждом шаге выполнения алгоритма, то они так же будут идентичны. Таким образом можно говорить об однозначности алгоритмов.

Исходя из выше изложенного можно сформулировать определение алгоритма. Алгоритм – это система правил, сформулированная на языке понятном исполнителю и определяющая последовательность действий, в результате выполнения которых, исполнитель придет от исходных данных к конечному результату. Механический характер алгоритм, его определенность и однозначность позволяют в качестве исполнителя использовать не только человек, но и устройства вычислительной техники. Нет разницы, кто является исполнителем, человек или устройства вычислительной техники. Алгоритм остается идентичным, различен лишь язык, на котором формулируются правила.

Последовательность действий, алгоритма называется алгоритмическим процессом, а каждое действие шагом. Число шагов, для достижения результата обязательно должно быть конечно. Кроме того, алгоритм должен обладать свойствами массовости, определенности и однозначности.

Для любой задачи может как существовать несколько алгоритмов решения, так и не существовать ни одного. Так для подсчета количества зрителей на трибунах стадиона существует как минимум два алгоритма, первый это посчитать всех зрителей отдельно, а второй подсчитать количество зрителей в секторе и умножить на количество секторов. Или для поиска простого числа (числа, которое можно разделить нацело только на себя и на единицу) пока не существует алгоритма (если не учитывать перебор), и задача древности об удвоении куда (с помощью циркуля и линейки требуется построить куб, объем которого в два раза больше исходного объема куба), так же не существует алгоритма.

Существует три основных вида шагов алгоритмов это:

1. действие(процесс) – выполнение какой либо операции, например вычисление суммы a=15+17 или положить монету в телефон автомат или набрать номер телефона, эти операции называются шагами действия – требуется что либо сделать.

2. условие(развилка) – сравнение каких либо исходных данных и определение на основе результата сравнения дальнейших действий, например если после набора номера телефон, по которому вы звонили занят, то появляется шаг условия повторить или нет, если повторить, то следует повторно набрать номер, а если нет, то перестать звонить.

3. повтор(цикл) – повторение каких либо операций, до тех пор, пока не выполнится какое либо условие, например – набирать номер телефона до тех пор, пока не дозвонитесь.

 

Одним из важнейших условий, которое должно выполняться для любого алгоритма - это возможность быстрого восприятия и анализа его другим человеком. Например в области вычислительной техники это необходимо, для однозначного восприятия информации человеком, производящим ввод алгоритма в устройства вычислительной техники. Кроме того, если исполнителем алгоритма является человек, то информация алгоритма также должна быть воспринята однозначно. Психологически человек лучше воспринимает графическую информацию о последовательности и сути действий, чем текстовое описание тех же самых действий. Для удовлетворения этого условия была разработана специальная система графических изображений процессов, выполняемых в алгоритме их взаимосвязей. Эта система получила название блок-схема, а процесс перевода алгоритма в графическую последовательность – построение блок-схемы.

Основным назначение блок-схем является однозначная передача информации от одного человека другому, то есть если цепочка от разработчик алгоритма до исполнителя имеет промежуточные звенья, например: алгоритм разрабатывает специалист в области математики, а исполнителем является устройство вычислительной техники, и при этом разработчик алгоритма(как чаще всего бывает), не знает языка, понятного данному устройству (поскольку элементы вычислительной техники достаточно разнообразны, они встречаются в компьютерах, телефонах, телевизорах, микроволновых печах и т.д., причем в основном каждое устройство говорит на своем языке), то для ввода алгоритма в это устройство используется специалист, переводящий математические формулы на язык устройства вычислительной техники(кодер) и для его однозначного понимания алгоритма и правильного перевода оптимальным представлением алгоритма является его графическое изображение, тое есть блок-схема. Основные элементы блок-схем приведены в таблице 15.

 

Таблица 15.

Основные элементы графического изображения алгоритма.

Элемент Назначение
Начало алгоритма, говорит о том, что с этой точки начинается процесс решения какой-либо задачи.
Завершение алгоритма, говорит о том, что в этой точке процесс решения задачи завершен.
Ввод исходных данных, говорит о том, что здесь необходимо заменить символическое представление переменных, используемых в алгоритме, конкретными исходными данными.
Вывод результатов, говорит о том, что здесь необходимо прочитать результаты работы алгоритма.
Выполнение шага, говорит о том, что здесь необходимо выполнить какое либо действие предусмотренные в алгоритме на данном шаге.
Условие, говорит о том, что дальнейшие шаги алгоритма определяются тем, что выполнится условие или нет.

 

 

Алгоритмические системы.

 

При построении алгоритма решения какой либо задачи, предполагается, что известны виды объектов, которые будут являться исходными данными и виды объектов, которые будут являться результатами решения. Например, при делении отрезка пополам в качестве исходных данных будут выступать отрезки, длина которых при построении алгоритма не имеет ни какого значения, и в качестве результата решения, так же будут выступать отрезки, именно то, что это отрезки а не окружности и не квадраты мы будем учитывать при построении алгоритма. То есть при построении алгоритма данные должны быть типизированы, то есть отнесены к тому или иному классу объектов, при этом их свойства (размеры, цвет и т.д.) для нас не имеет никакого значения.

При построении алгоритма предполагается, что действия, с помощью которых строятся шаги алгоритма известны исполнителю. Например при делении отрезка с помощью циркуля и линейки мы определяем только действия с циркулем и линейкой, а при делении того же самого отрезка исходя из численного значения координат его концов, мы определяем действия с числами.

После построения алгоритма, мы должны определить правила для исполнителя, причем сформулировать их на понятном ему языке. Если это человек, то на языке понятном конкретному человеку, если это устройство вычислительной техники, то на языке, понятном именно этому устройству. С другой стороны, при определении правил выполнения алгоритма, следует учитывать возможности исполнителя. Так например для выполнения алгоритма деление отрезка пополам с помощью циркуля и линейки исполнитель должен обладать возможностью пользоваться обеими предметами, а при делении отрезка пополам с исходя из координат концов отрезка исполнитель должен иметь возможность выполнять арифметические операции. Следовательно при задании алгоритма исполнителю, следует учитывать его функциональные возможности.

Набор средств и правил(понятий), позволяющих строить множество алгоритмов для решения различных задач называется алгоритмической системой. Алгоритмическая система определяет:









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.