почему калькулятор нельзя назвать алгоритмической машиной а компьютер можно
Почему калькулятор нельзя назвать алгоритмической машиной, а компьютер можно?
Сейчас мы не можем представить нашу жизнь ни без компьютера, ни без калькулятора. И тот, и другой помогает, облегчает нашу повседневную жизнь. Тем не менее, споры о том, Почему калькулятор нельзя назвать алгоритмической машиной, а компьютер можно до сих остаются весьма актуальны.
Чтобы понять разницу между компьютером и калькулятором в первую очередь необходимо ознакомимся с понятием «алгоритм». Алгоритм – это инструкции, созданные для описания каких-либо действий.
Главная причина заключается в том, что калькулятор не считает алгоритмы. Никакую программу на нём тоже установить нельзя. Калькулятор — это запрограммированная машина, которая выполняет то, что в неё заложено, и ни грамма больше. Тогда как компьютер использует алгоритмы и может ответить на вопросы, которые не заложены в него.
История создания алгоритмических машин
Теперь давайте подробно остановимся на алгоритмических машинах. В 1936 году учёный из Англии по имени Алан Тьюринг и польский логик Эмиль Пост одновременно предложили модели своих чудо-машин.Машина Поста имела такой состав: лента с ячейками, каретка (считывавшая информацию). Механизм Тьюринга был сложнее: тоже лента, но с головкой, операционное исполнительное устройство. Предназначением механизма Поста было преобразовывать материал на информационной ленте. Машина Тьюринга была более модернизирована. Она могла перемещаться как вправо, так и влево, записывая при этом символы в свои ячейки.
Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что калькулятор нельзя назвать алгоритмической машиной, а компьютер можно. Можно, конечно, провести параллели между двумя машинами выдающихся изобретателей. Компьютер выполняет больше и сложнее функции, чем калькулятор, поэтому второе устройство никак нельзя назвать алгоритмической машиной. Его функции — вычисление.
Конспект урока и презентация на тему «Автоматическая обработка информации»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Выбранный для просмотра документ Автоматическая обработка информации.docx
Конспект урока информатики в 10 классе на тему: «Автоматическая обработка информации»
Цель урока: рассмотреть автоматическую обработку информации на основе машины Поста.
образовательные : формирование навыков работы с программой для машины Поста при решении простейших задач; закрепление умений анализировать, систематизировать, доказывать.
развивающие: развитие логического и алгоритмического мышления, познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей.
воспитательные: воспитание информационной культуры.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Оборудование: компьютер, интерактивная доска, мультимедиа проектор.
Организационный момент (1 мин)
Проверка домашнего задания(8 мин)
Актуализация знаний (1 мин)
Объяснение нового материала(15 мин)
Закрепление изученного материала. Практическая работа (15 мин)
Домашнее задание (1 мин)
Учитель: Добрый день, ребята! Садитесь! Отметим отсутствующих.
Учитель: На прошлом уроке мы изучили тему «обработка информации и алгоритмы». Давайте проверим домашнее задание.
1) Подписать блоки модели обработки информации.
Ученики: исходные данные, правила обработки, исполнитель, результаты.
2) Приведите примеры иллюстрирующие эту схему.
3) Назовите виды обработки информации. Приведите примеры.
Ученики: 1) получение новой информации, новых сведений; 2) изменение формы представления информации; 3) систематизация, структурирование данных; 4) поиск информации.
4) Что такое алгоритм?
Ученики: Формализованные правила, определяющие последовательность шагов обработки информации.
5) С чьим именем связано понятие «алгоритм»?
7) Может ли первоклассник по данному алгоритму найти НОД двух чисел?
Ученики: да, т.к знает операцию вычитания и умеет сравнивать.
8) Какие проблемы решает теория алгоритмов?
Ученики: возможность построения алгоритма для любой задачи обработки информации.
9) Почему калькулятор нельзя назвать алгоритмической машиной, а компьютер можно?
Ученики: калькулятор не считает алгоритмы. Никакую программу на нём тоже установить нельзя. Калькулятор – это запрограммированная машина, которая выполняет то, что в неё заложено, и не более. Тогда как компьютер использует алгоритмы и может ответить на вопросы, которые не заложены в него.
10) Назовите свойства алгоритма. Охарактеризуйте каждое из них.
Ученики: дискретность, понятность, точность, конечность.
11) Что такое система команд исполнителя (СКИ)?
Ученики: совокупность всех команд языка исполнителя.
Учитель: Именно об этой совокупности команд исполнителя и пойдет речь на сегодняшнем уроке.
Мы с вами знаем, как обрабатывать информацию, знаем виды обработки информации, поэтому мы можем автоматизировать этот процесс. Как вы думаете, при помощи чего?
Ученики: с помощью компьютера.
Учитель: Конечно, это можно сделать автоматически при помощи машины (компьютера).
Слайд 3. Поэтому тема сегодняшнего урока «Автоматическая обработка информации». Записываем тему урока в тетрадь.
Слайд 4. В качестве примера автомата, выполняющего обработку информации, рассмотрим машину Эмиля Поста. Алгоритм, по которому работает машина Поста, будем называть программой.
Программа – алгоритм, записанный по строгим правилам языка команд исполнителя – на языке программирования для данного исполнителя.
Слайд 5. Архитектура машины Поста. Имеется бесконечная информационная лента, разделенная на позиции, на клетки. В каждой клетке может либо стоять метка (некоторый знак), либо отсутствовать (пусто).
Вдоль ленты движется каретка – считывающее устройство (обозначена стрелкой). Каретка может передвигаться шагами. Клетку, под которой установлена каретка будем называть текущей.
Каретка является еще и процессором машины. С помощью каретки машина может:
распознать, пустая клетка или помеченная знаком;
стереть знак в текущей клетке;
записать знак в пустую клетку.
Если произвести замену меток на единицы, а пустых клеток на нули, то информацию на ленте можно рассматривать как аналог двоичного кода телеграфного сообщения или данных в памяти компьютера.
Слайд 6. Отличие каретки-процессора машины Поста от процессора компьютера состоит в том, что в компьютере возможен доступ процессора к ячейкам памяти в произвольном порядке, а в машине поста только последовательно.
Назначение машины Поста – производить преобразования на информационной ленте.
Слайд 7. Рассмотрим систему команд машины Поста.
Слайд 8. Рассмотрим пример программы решения задачи на машине Поста. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположенных справа от каретки.
Стирание метки; переход к следующей команде
Сдвиг вправо на один шаг
Сдвиг влево на шаг (команда выполнится, когда каретка выйдет на первый знак группы)
Запись метки в пустую клетку
Слайд 9. Учитель: Команды с какими номерами выполнялись многократно?
Цикл – многократное повторение действий (команд).
Когда же возможна автоматическая обработка информации?
Автоматическая обработка возможна, если:
1) информация представлена в формализованном виде – в конечном алфавите некоторой знаковой системы;
2) реализован исполнитель, обладающий конечной системой команд, достаточной для построения алгоритмов решения определенного класса задач обработки информации;
3) реализовано программное управление работой исполнителя.
Учитель: Тема нашего урока «Автоматическая обработка информации», поэтому сейчас мы будем использовать компьютер при решении задач. Решим последнюю задачу, используя программу, имитирующую машину Поста. Садимся за компьютеры, запускаем программу Алго2000 (имитатор машины Поста) и выполняем практическую работу на раздаточных листах
Слайд 10. Учитель: Запишем домашнее задание. § 10. Игра Баше. Зад. 2 на странице 74.
Слайд 11. Учитель: Продолжим следующие фразы.
При проверке домашнего задания мне показался сложным вопрос …
При объяснении темы мне был непонятен следующий момент…
В ходе выполнения практической работы у меня вызвало затруднение следующее задание…
На уроке мне понравилось (не понравилось)…
Сегодня я понял (не понял)…
Еще я хотел бы узнать…
«Автоматическая обработка данных на базе машины Поста»
Установите каретку в позицию 1 и поставьте метки, т.к. показано на изображении.
В столбец Команда внесите следующие команды.
В столбец Отсылка внесите номера команд, к которым нужно перейти.
На информационной ленте машины Поста расположен массив из N меток. Каретка находится под крайней левой меткой. Какое состояние установится на ленте после выполнения следующей программы?
Покажите результат учителю.
Выбранный для просмотра документ Автоматическая обработка информации.pptx
§ 9. Обработка информации и алгоритмы
Из курса основной школы вам известно:
Обработка информации, наряду с хранением и передачей, относится к основным видам информационных процессов.
Варианты обработки информации
Обработка информации производится каким-то субъектом или объектом (например, человеком или компьютером) в соответствии с определенными правилами. Будем его называть исполнителем обработки информации. Информация, которая подвергается обработке, представляется в виде исходных данных. На рисунке 2.2 в обобщенном виде представлен процесс обработки информации.
Рис. 2.2. Модель обработки информации
Можно привести множество примеров, иллюстрирующих схему на рис. 2.2.
Первый пример: ученик (исполнитель), решая задачу по математике, производит обработку информации. Исходные данные содержатся в условии задачи. Математические правила, описанные в учебнике, определяют последовательность вычислений. Результат — это полученный ответ.
Второй пример: перевод текста с одного языка на другой — это пример обработки информации, при которой не меняется ее содержание, но изменяется форма представления — другой язык. Перевод осуществляет переводчик по определенным правилам, в определенной последовательности.
Третий пример: работник библиотеки составляет картотеку книжного фонда. На каждую книгу заполняется карточка, на которой указываются все параметры книги: автор, название, год издания, объем и пр. Из карточек формируется каталог библиотеки, где эти карточки располагаются в строгом порядке. Например, в алфавитном каталоге карточки располагаются в алфавитном порядке фамилий авторов.
Четвертый пример: в телефонной книге вы ищете телефон нужной вам организации, например плавательного бассейна; или в том же библиотечном каталоге разыскиваете сведения о нужной вам книге. В обоих случаях исходными данными является информационный массив — телефонный справочник или каталог библиотеки, а также критерии поиска — название организации или фамилия автора и название книги.
Все эти виды обработки может выполнять как человек, так и компьютер. В чем состоит принципиальное различие между процессами обработки, выполняемыми человеком и машиной?
Если исполнителем обработки информации является человек, то правила обработки, по которым он действует, не всегда формальны и однозначны. Человек часто действует творчески, неформально. Даже однотипные математические задачи он может решать разными способами. Работа журналиста, ученого, переводчика и других специалистов — это творческая работа с информацией, которая выполняется ими не по формальным правилам.
Об алгоритмах
Для обозначения формализованных правил, определяющих последовательность шагов обработки информации, в информатике используется понятие алгоритма.
Из курса информатики основной школы вы знаете, что слово «алгоритм» произошло от имени выдающегося математика средневекового Востока Мухаммеда аль-Хорезми (780-850 гг. н. э.), описавшего еще в IX веке правила выполнения вычислений с многозначными десятичными числами. Правила сложения, вычитания, умножения столбиком, деления «уголком», которым вас учили в младших классах, — это алгоритмы аль-Хорезми.
Первоклассник, который не знает, что такое НОД, но умеет сравнивать целые числа и выполнять вычитание, сможет исполнить алгоритм. Действовать при этом он будет формально.
Такой формализованный алгоритм легко запрограммировать для современного компьютера. Мечта создать машину — автоматическое устройство, которое сможет без вмешательства человека производить расчеты, появилась очень давно. Для ее реализации требовались не только технические возможности, но и глубокое понимание сущности алгоритмов обработки информации и разработка формализованного способа представления таких алгоритмов.
Алгоритмические машины и свойства алгоритмов
В 30-х годах XX века возникает новая наука — теория алгоритмов. Вопрос, на который ищет ответ эта наука: для всякой ли задачи обработки информации может быть построен алгоритм решения? Но чтобы ответить на этот вопрос, надо сначала договориться об исполнителе, на которого должен быть ориентирован алгоритм.
Английский ученый Алан Тьюринг (1912-1954) предложил модель такого исполнителя, получившую название «машина Тьюринга». По замыслу Тьюринга, его «машина» является универсальным исполнителем обработки любых символьных последовательностей в любом алфавите. Практически одновременно с Тьюрингом (1936-1937 гг.) другую модель алгоритмической машины описал Эмиль Пост. Машина Поста работает с двоичным алфавитом и несколько проще в своем «устройстве». Можно сказать, что машина Поста является частным случаем машины Тьюринга. Однако именно работа с двоичным алфавитом представляет наибольший интерес, поскольку, как вы знаете, современный компьютер тоже работает с двоичным алфавитом. Подробнее с машиной Поста вы познакомитесь в следующем параграфе.
На основании моделей Тьюринга, Поста и некоторых других ученые пришли к выводу о существовании алгоритмически неразрешимых задач.
Язык программирования алгоритмических машин представляет собой описание конечного числа простых команд, которые могут быть реализованы в автоматическом устройстве.
Совокупность всех команд языка исполнителя называется системой команд исполнителя алгоритмов — СКИ.
Алгоритм управления работой алгоритмической машины представляет собой конечную последовательность команд, посредством выполнения которой машина решает задачу обработки информации.
Отметим разницу между понятиями «команда алгоритма» и «шаг алгоритма». Команда — это отдельная инструкция в описании алгоритма, а шаг алгоритма — это отдельное действие, которое исполнитель выполняет по команде. В циклических алгоритмах число шагов при выполнении алгоритма может быть больше, чем число команд в алгоритме, за счет повторного выполнения одних и тех же команд.
Из курса основной школы вам известно:
Для обозначения формализованных правил, определяющих последовательность шагов обработки информации, в информатике используется понятие алгоритма.
