Под алгоритмом принято понимать описание последовательности действий, четкое выполнение которых приводит к выполнению поставленной задачи.
Для разработки алгоритма необходимо иметь исходную информацию (данные) и представлять конечный результат (цель).
При всем разнообразии алгоритмов можно выделить свойства, общие для всех:
• дискретность. Любой алгоритм должен состоять из конкретных команд, следующих в определенном порядке. Если изменить порядок выполнения команд, то алгоритм становится невыполнимым;
• детерминированность (однозначность). Любое действие алгоритма должно быть четким и не подразумевать вариантов;
• конечность. Каждое отдельное действие, как и весь алгоритм должны иметь возможность реального исполнения. Поэтому алгоритм имеет предел, т.е. конечен;
• массовость. Один и тот же алгоритм может использоваться с разными исходными данными;
• результативность. Это свойство требует, чтобы были предусмотрены все возможные варианты исполнения.
КАК УВЕЛИЧИТЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПК В НЕСКОЛЬКО РАЗ?
Алгоритм позволяет формализовать выполнение различных процессов.
Исполнителем обычно называют объект, который будет выполнять алгоритм.
Разработка алгоритма всегда осуществляется в две стадии. На первой стадии разработчик описывает общую концепцию, порядок действий для достижения цели. На следующей стадии в алгоритм вносятся изменения с учетом конкретного Исполнителя и среды, в которой он будет осуществляться.
Примером Исполнителя может быть:
• робот, производящий некие работы в космосе, согласно командам, поступающим с Земли;
• станок с числовым программным управлением, который выполняет программу, набитую на заложенной в нем перфокарте;
• собака, которая должна выполнять команды хозяина;
• солдат в армии, который обязан подчиняться приказам командира.
Роботы, машины, компьютеры являются идеальными Исполнителями. Они выполняют команды не обсуждая.
Идеальный Исполнитель не обязан:
• понимать цель и методы достижения цели;
• пропускать или менять порядок действий;
• искать какую-то замену при невыполнимости этих действий.
В трудоемких и опасных для здоровья производствах используются автоматические механизмы — роботы, управляемые компьютерами.
Человек может ставить себя на место Исполнителя, например для проверки правильности алгоритма.
Исполнитель команд (робот, автомат, человек, компьютер). Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ)
Исполнителем обычно называют объект, который будет выполнять алгоритм. Его задача — точно выполнить все команды, не задумываясь о результатах и целях. Разработка алгоритма всегда осуществляется в две стадии. На первой стадии разработчик описывает общую концепцию, порядок действий для достижения цели. На следующей стадии в алгоритм вносятся изменения с учетом конкретного Исполнителя и среды, в которой он будет осуществляться.
Примером Исполнителя может быть:
• робот, производящий некие работы в космосе, согласно командам, поступающим с Земли;
Почему размер байта 8 бит. Машина Тьюринга. Принцип выполнения программы
• станок с числовым программным управлением, который выполняет программу, набитую на заложенной в нем перфокарте;
• собака, которая должна выполнять команды хозяина;
• солдат в армии, который обязан подчиняться приказам командира.
Роботы, машины, компьютеры являются идеальными Исполнителями. Они выполняют команды не обсуждая. Идеальный Исполнитель не обязан:
• понимать цель и методы достижения цели;
• пропускать или менять порядок действий;
• искать какую-то замену при невыполнимости этих действий. Человек может ставить себя на место Исполнителя, например для
проверки правильности алгоритма.
Под программой принято понимать последовательность команд алгоритма, записанную на одном из языков программирования. Языки программирования понятны компьютеру, программа позволяет формализовать выполнение информационного процесса. Программа хранится в памяти компьютера. При запуске программы компьютер выполняет команды в том порядке, в котором они записаны.
Для того, чтобы процессор мог выполнять программу, она должна быть загружена в оперативную приять. Наша программа написана на некоем языке программирования, и для того, чтобы перевести ее в машинный код, необходима специальная программа транслятор. Эта программа обычно поставляется вместе с языком программирования и автоматически загружается в оперативную память при запуске программы на выполнение.
Задание 2.
Задача. Определите значение переменной S, которое должно распечататься в результате выполнения алгоритма.
Рис. Блок-схема разветвляющегося алгоритма
Ответ: S = 10.
К билету №14.
Задание 1.
Линейный алгоритм
Многие программы состоят из нескольких команд (операторов), которые должны быть выполнены последовательно одна за другой. Такие последовательности команд будем называть сериями, а алгоритмы, состоящие из таких серий, линейными.
Алгоритм, в котором команды выполняются последовательно одна за другой, называется линейным алгоритмом.
Для того чтобы сделать алгоритм более наглядным, часто используют блок-схемы.
Различные элементы алгоритма изображаются с помощью различных геометрических фигур: для обозначения начала и конца алгоритма используются прямоугольники с закругленными углами, а для обозначения последовательности команд — прямоугольники.
На блок-схеме хорошо видна структура линейного алгоритма, по которой исполнителю (человеку) удобно отслеживать процесс его выполнения.
Задание 2.
К билету №15.
Задание 1.
Дата добавления: 2018-05-02 ; просмотров: 2577 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник: studopedia.net
Билет № 17
Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ).
Алгоритм может быть записан на естественном языке, изображен в виде блок-схемы, записан с соблюдением строгих правил синтаксиса на алгоритмическом языке или закодирован на языке программирования. Для того чтобы компьютер мог его выполнить, алгоритм должен быть записан на понятном для компьютера языке.
Устройством, которое обрабатывает информацию в компьютере, является процессор, следовательно, алгоритм должен быть записан на языке, «понятном» для процессора, т. е. должен использовать систему команд процессора. Таким образом, алгоритм должен быть записан на машинном языке, представляющем собой логические последовательности нулей и единиц, Действительно, вначале, в 50—60 годы, программы писались на машинном языке, т. е. представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц.
Однако составление программ на машинном языке было чрезвычайно трудоемким делом. Для облегчения труда программистов начали создаваться языки программирования, т. е. искусственно созданные языки с несколькими десятками слов (операторов) и строгими правилами синтаксиса, т. е. правилами соединения этих слов в предложения.
Известный всем Бейсик был создан в 1964 году сотрудниками Дартмутского колледжа Дж. Кемени и Т. Курцом. (Название BASIC является аббревиатурой английского названия Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code.) Интересно, что языки программирования развиваются так же, как и естественные, т. е. они обогащаются новыми операторами и новыми возможностями, возникают различные версии языка (QBasiC, VisualBasic и др.).
Для того чтобы процессор мог выполнить программу, эта программа и данные, с которыми она работает, должны быть загружены в оперативную память. Итак, мы создали программу на Бейсике (некоторый текст) и загрузили ее в оперативную память из внешней памяти или с клавиатуры.
Теперь мы хотим, чтобы процессор ее выполнил, однако процессор «понимает» команды на машинном языке, а наша программа написана на Бейсике. Как быть? Необходимо, чтобы в оперативной памяти находилась программа переводчик (транслятор), автоматически переводящая с Бейсика на машинный язык.
Ясно, что один и тот же компьютер может «понимать» и QBasic, и Turbo Pascal, и какой-либо другой язык, все зависит от того, транслятор какого языка программирования размещен в оперативной памяти компьютера. Рассмотрим на простейшем примере (умножение двух чисел) процесс построения алгоритма, его кодирование на языке программирования и выполнение программы.
В качестве языка программирования выбран Бейсик, однако это может быть практически любой язык программирования. Сначала запишем алгоритм на естественном языке. Он является линейным и состоит из трех действий. Затем построим блок-схему данного алгоритма, что позволяет в наглядной форме представить логическую структуру алгоритма и проследить динамику его выполнения.
В процессе построения алгоритма особое внимание обратим на то, какие данные вводятся в компьютер и какие выводятся (фиксируются аргументы и результаты алгоритма). 
Оперативная память состоит из отдельных адресуемых ячеек, в которых информация может храниться, записываться и стираться. Каждая ячейка имеет уникальный адрес, и в ней может храниться 1 байт информации. Количество таких ячеек в современных компьютерах велико и соответствует объему памяти, выраженному в байтах. Для памяти 16 Мб оно составляет 16 777216 ячеек.
Программа займет в оперативной памяти определенное количество ячеек в области, отведенной для программ пользователя. Программа будет записана в памяти во внутреннем представлении языка программирования (в данном случае Бейсика), который процессор «не понимает».
Для перевода программы на машинный язык, понятный процессору, в памяти должна находиться программа-транслятор с данного языка программирования. Переход в режим выполнения программы задается соответствующей командой (RUN), процессор последовательно будет считывать из памяти операторы и их выполнять.
Выполнение программы «проиграем» на структурной схеме компьютера на конкретном примере (например, умножение чисел 5 и 8). 
КЕМ — оператор комментариев; неисполняемый оператор, все, что стоит в строке программы после этого оператора, компьютером игнорируется.
INPUT — оператор ввода значений переменных; процессор отводит в оперативной памяти области (некоторое количество ячеек) и «называет» их именами переменных (А, В) из списка ввода; запрашивает у пользователя их значения (на экране дисплея появляется знак вопроса ?); пользователь вводит значения переменных с клавиатуры (5,8); процессор записывает эти значения в отведенные области памяти. LET — оператор присваивания; процессор считывает из памяти значения переменных (А, В), составляющих арифметическое выражение в правой части присваивания; вычисляет значение арифметического выражения (40); отводит в памяти область под переменную, стоящую в левой части присваивания (X); записывает вычисленное значение (40) арифметического выражения в эту область. PRINT — оператор вывода значений переменных на экран; процессор считывает значение переменной (X) из памяти и высвечивает это значение (40) на экране дисплея. END — оператор окончания программы; на экране дисплея появляется соответствующее сообщение (Ok) и курсор.
Ограничение
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:
Источник: studfile.net
Интерпретаторы и компиляторы
Для того чтобы процессор мог выполнить программу, эта программа и данные, с которыми она работает, должны быть загружены в оперативную память.
Итак, мы создали программу на языке программирования (некоторый текст) и загрузили ее в оперативную память. Теперь мы хотим, чтобы процессор ее выполнил, однако процессор «понимает» команды только на машинном языке, а наша программа написана на языке программирования.
Необходимо, чтобы в оперативной памяти находилась программа-переводчик (транслятор), автоматически переводящая программу с языка программирования на машинный язык. Компьютер может выполнять программы, написанные только на том языке программирования, транслятор которого размещен в оперативной памяти компьютера.
Трансляторы языков программирования бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы.
Интерпретатор — это программа, которая обеспечивает последовательный перевод инструкций программы на машинный язык и их выполнение.
Поэтому при каждом запуске программы на выполнение эта процедура повторяется. Достоинством интерпретаторов является удобство отладки программы (поиска в ней ошибок), так как возможно пошаговое ее выполнение, а недостатком — сравнительно малая скорость выполнения.
Компилятор действует иначе, он переводит весь текст программы на машинный язык и сохраняет его в исполнимом файле (обычно с расширением exe). Затем этот уже готовый к выполнению файл, записанный на машинном языке, можно запускать на исполнение многократно.
Достоинством компиляторов является большая скорость выполнения программы, а недостатком — трудоемкость отладки, так как невозможно пошаговое выполнение программы.
Современные системы программирования, и в том числе Visual Basic, позволяют работать в режиме как интерпретатора, так и компилятора. На этапе разработки и отладки программы используется режим интерпретатора, а для получения готовой исполняемой программы — режим компилятора.
Операционная система
Операционная система – царица программ.
Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.
Компьютер выполняет действия в соответствии с предписаниями программы, созданной на одном из языков программирования. При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимость выполнить операции с прикладной программой в целом, организовать работу внешних устройств, проверить работу различных блоков, скопировать информацию и т.п.
Программы, организующие работу устройств и не связанные со спецификой решаемой задачи, вошли в состав комплекса программ, названного операционной системой.
Операционная система — комплекс программных средств, обеспечивающий выполнение запросов пользователя (и его программ) и управление аппаратной частью компьютера.
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, выполняемыми программами и пользователем.
Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковы.
С 1990-х наиболее распространёнными операционными системами являются ОС семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS (для ПК фирмы Apple)).
На IBM-совместимых персональных компьютерах используются операционные системы корпорации Microsoft Windows 9х/МЕ, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, разрабатывается Window 8.
Операционная система, является инструментом позволяющим производить различные операции с информацией хранящейся в компьютере, такие как создание, удаление, редактирование или перемещение и обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, выполняемыми программами и пользователем.
В функции операционной системы входит:
· осуществление диалога с пользователем;
· ввод-вывод и управление данными;
· планирование и организация процесса обработки программ;
· распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств);
· запуск программ на выполнение;
· всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
· передача информации между различными внутренними устройствами;
· программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.
Управление файловой системой
Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.
Командный процессор
В состав операционной системы входит специальная программа — командный процессор, — который осуществляет анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск.
Драйверы устройств
К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет определенную функцию.
В состав операционной системы входят драйверы устройств, – специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.
В процессе установки Windows определяет тип и конкретную модель установленного устройства и подключает необходимый для его функционирования драйвер. При включении компьютера производится загрузка драйверов в оперативную память.
Графический интерфейс
Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс.
В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.
Сервисные программы
В состав операционной системы входят также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с файлами (например, архивировать), работать в компьютерных сетях и так далее.
Некоторые разновидности утилит:
· программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации, указывают причину и место неисправности;
· программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
· антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;
· программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;
· коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;
· программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;
· программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.
Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно.
Справочная система
Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.
Локальные компьютерные сети
При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты, диски или флэш-память.
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).
Источник: lektsia.com