Исполнители команд: робот, автомат, человек, компьютер. Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ).

Алгоритм — это некоторый конечный набор рассчитанных на определённого исполнителя операций в результате выполнения которых через определённое число шагов может быть достигнута поставленная цель или решена задача определённого типа. 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.  В любом случае, каждый конкретный алгоритм создаётся для конкретного исполнителя алгоритма, с учётом возможностей (назначения) исполнителя и свойств алгоритма: дискретность, определённость, понятность (формальность), завершаемость (конечность), массовость, результативность. Для исполнителя команд (алгоритма) характерно:  1. наличие СКИ - системы команд исполнителя (совокупность команд, которые он умеет выполнять). Исполнитель, как правило, отказывается от управления им, если в алгоритме есть хотя бы одна команда, не входящая в его СКИ. 2. существование среды исполнителя- обстановки, в которой исполнитель функционирует. Например:  - исполнитель-чертёжник не может воспроизводить музыку, поскольку в его СКИ нет команд воспроизведения звуков на основе нот.  - Исполнитель-Машина Поста не может создавать рисунки, поскольку её среда - бесконечная информационная лента, не предназначенная для рисования. Автомат – это машина, способная изменять режим своего функционирования по определенному алгоритму (программе). Благодаря усложнению или смене управляющих программ автомат становится многофункциональным – то есть способен выполнять разнообразные действия без изменения инструментальной части. Конструктивно эта задача решается тем, что помимо механического сочленения деталей автомат заключает в себе устройство для преобразования одной формы движения в другую. Первые автоматы изготовлялись уже в глубокой древности, как о том свидетельствуют довольно сказочные, впрочем, ходячие статуи Дедала в Афинах, летающий деревянный голубь Архиты Тарентского и др. Ро́бот (чеш. robot) — автоматическое устройство с антропоморфным действием, которое частично или полностью заменяет человека при выполнении работ в опасных для жизни условиях или при относительной недоступности объекта^[1].Робот может управляться оператором либо работать по заранее составленной программе. Использование роботов позволяет облегчить или вовсе заменить человеческий труд на производстве, в строительстве, при рутинной работе, при работе с тяжёлыми грузами, вредными материалами, а также в других тяжёлых или небезопасных для человека условиях.Человекоподобный робот (после его создания) станет первым универсальным инструментом, так как сможет пользоваться широчайшим набором любых технических средств, уже сделанных человеком для себя.

Компью́тер (англ. computer — «вычислитель»), вычислительная машина, предназначенная для передачи, хранения и обработки информации. При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по определённому алгоритму. Любая задача для компьютера является последовательностью вычислений.Было обнаружено, что компьютеры могут решить не любую математическую задачу. Впервые задачи, которые не могут быть решены при помощи компьютеров, были описаны английским математиком Аланом Тьюрингом.компьютер — просто машина и не может самостоятельно «думать» или «понимать» те слова, которые он показывает.

Для того чтобы компьютер мог выполнить алгоритм, последний 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.

 

 

Билет №18

 

1.Технология решения задач с помощью компьютера (моделирование, формализация, алгоритмизация, программирование, компьютерный эксперимент). Пример решения задачи (математической, физической или др.).

Процесс исследования поведения какого-либо объекта или системы объектов на компьютере можно разбить на следующие этапы: построение содержательной модели объекта — построение математической модели объекта — построение информационной модели и алгоритма — кодирование алгоритма на языке программирования — компьютерный эксперимент.

Лучше всего рассмотреть процесс решения задачи на компьютере на конкретном примере. Пусть мы изучаем полет пушечного снаряда. Сначала мы строим содержательную модель, в которой рассматриваем движение снаряда в поле тяготения Земли. В этой модели мы рассматриваем только те параметры, которые характеризуют движение снаряда (скорость и координаты), и отвлекаемся от других параметров (температура снаряда, его цвет и т. д.). Затем строим математическую модель.

Математическая модель всегда основана на некоторых упрощениях, и поэтому этап построения математической модели весьма ответственный, неправильно выбранная модель с неизбежностью приводит к неверным результатам. Реально существующую физическую систему опишем с помощью идеализированной математической модели. Снаряд считаем материальной точкой, сопротивлением воздуха и размерами пушки пренебрегаем, ускорение свободного падения считаем постоянным g = 9,8 м/с². Снаряд вылетает из пушки со скоростью V под углом α к горизонту.

Математическая модель описывается с помощью уравнений.

Пользуясь формулами из курса физики 9-го класса и учитывая, что по оси Х движение равномерное, а по оси Y — равноускоренное, можно получить формулы зависимости координат снаряда от времени:

х = (V cos α)t,

y=(V sin α)t - gt²/2.

Следующим этапом является построение информационной модели и алгоритма. Здесь необходимо четко зафиксировать, какие величины являются аргументами, и какие — результатами алгоритма, а также определить тип этих величин. В нашем случае аргументами являются следующие переменные: угол вылета снаряда A, его начальная скорость V и время полета Т. Результатом являются координаты Х и Y. Все они являются переменными вещественного типа. Затем строится алгоритм, который позволяет определять значения результатов при различных значениях аргументов.

Построенный алгоритм записывается в какой-либо форме, например в виде блок-схемы:

Следующим этапом является кодирование алгоритма на языке программирования. Закодируем наш алгоритм на языке программирования Бейсик.

10 RЕМ Движение снаряда 20 INPUT V, А, Т 30 LET G = 9.8 40 LET X = V * COS (A)*T 50 LET Y = V * SIN (A) * Т - G*T*T/2 60 PRINT X, Y 70 END

Теперь можно проводить компьютерный эксперимент, для этого необходимо загрузить программу в оперативную память компьютера и запустить на выполнение. Компьютерный эксперимент обязательно включает в себя анализ полученных результатов, на основании которого могут корректироваться все этапы решения задачи (математическая модель, алгоритм, программа).

В некоторых случаях можно избежать этапа построения алгоритма и создания программы, т. к. можно воспользоваться одной из многих ранее созданных программ. Такие библиотеки алгоритмов (программ) существуют практически по всем областям науки и техники.

 

Билет №20

1.Глобальная сеть Интернет и ее службы (электронная почта, доски объявлений, телеконференции, поисковые системы и пр.) Этические и правовые нормы работы с информацией.

Интернет — это всемирная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные и корпоративные сети. Другими словами, Интернет — это сеть сетей. В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернет, хранится громадный объем информации (миллионы файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются услугами Интернет.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы).

Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (например, сеть корпорации Microsoft, MSN).

В каждой такой локальной или корпоративной сети должен быть по крайней мере один компьютер, который называется сервером Интернет и имеет постоянное подключение к Интернет с помощью линии связи с высокой пропускной способностью. В качестве таких “магистральных” линий связи обычно используются оптоволоконные или спутниковые линии с пропускной способностью от 1 до 100 Мбит/с.

Таким образом, основу, “каркас” Интернет составляют более двадцати миллионов серверов (на начало 1998г.), постоянно подключенных к сети. К ним, в свою очередь, могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий десятки миллионов компьютеров пользователей Интернет.

Каждый компьютер, подключенный к Интернет, имеет свой уникальный 32-битный IP-адрес. В десятичной записи этот адрес состоит их 4 чисел, разделенных точками, каждое из которых лежит в диапазоне от 0 до 255. Например, IP-адрес сервера компании “Демос” записывается как 194.87.12.13.

Компьютеры легко могут найти друг друга по числовому IP-адресу, однако человеку запомнить числовой адрес нелегко, и для удобства была введена Доменная Система Имен (DNS — Domain Name System). Эта система ставит в соответствие числовому IP-адресу уникальное имя сервера. Так, сервер компании “Демос” имеет имя www.demos.ru.

Доменные адреса присваиваются в Центре сетевой информации Интернет (InterNIC) и читаются справа налево. Крайняя правая группа букв обозначает домен верхнего уровня (в данном случае “ru”). Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные — каждой стране соответствует двухбуквенный код) и административные (трехбуквенные). В данном случае домен географический и “ru” обозначает Россию. Интересно, что давно существующие серверы могут относиться к домену “su” (СССР). Обозначение административного домена позволяет определить профиль организации, владельца сервера Интернет.

В таблице, данной ниже, приведены некоторые имена доменов верхнего уровня.

Административные	Тип организации	Географические	Страна
com	Коммерческая	са	Канада
edu	Образовательная	de	Германия
gov	Правительственная США	jp	Япония
int	Международная	ru	Россия
mil	Военная США	su	бывший СССР
net	Компьютерная сеть	uk	Англия/ Ирландия
org	Некоммерческая	us	США

Глобальная сеть Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и сервисами (услугами).