Моделирование алгоритмических исполнителей
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
°ми при самостоятельном обучении.
алгоритмический исполнитель демонстрация среда delphi
Глава 1. Теоретические основы темы Алгоритмические исполнители
1.1 Понятие алгоритмического исполнителя
Под алгоритмом понимают точное и понятное предписание (указание) исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи. Указание на выполнение каждого отдельного действия будем называть командой. К понятию алгоритма примыкает понятие исполнителя алгоритма, то есть, кто (что) будет осуществлять выполнение алгоритма.
Исполнитель алгоритма - это человек и автомат, и животное в клетке, и станок с программным управлением, и робот-манипулятор, умеющий выполнять некоторый вполне определенный набор действий.
Исполнителя характеризуют: среда, система команд исполнителя и отказы. Каждый исполнитель работает или обитает в определенных условиях, среде; и может выполнять определенный набор действий (система команд исполнителя - СКИ). Схематически это можно изобразить следующим образом:
Рис.1. Схема исполнителя
Упрощенно исполнитель выступает как некоторое устройство управления соединенное с набором инструментов. Устройство управления понимает алгоритм и организует их выполнение, командуя соответствующими инструментами. В качестве основного свойства алгоритма подчеркивается формальный характер работы исполнителя при его выполнении. Выполняя алгоритм, исполнитель может не вникать в смысл того, что он делает и тем не менее получать нужный результат. В таком случае говорят, что исполнитель действует формально, не отвлекается от содержания поставленной задачи и только выполняет в строгой последовательности все действия. Отсюда делается вывод о том, что исполнителем алгоритма может быть автомат (машина, робот). На этой идее основан принцип программного управления работой компьютера, поскольку программа - это и есть алгоритм, представленный на языке, понятном компьютеру - на языке программирования.
При построении СКИ решается 2 проблемы: проблема элементарности команд и проблема полноты команд. Система команд является полной, если она содержит весь минимально необходимый набор команд, позволяющий построить любой алгоритм в том классе задач, на который ориентирован исполнитель.
Понятие исполнителя входит в словесное определение алгоритма и поэтому является первичным, неопределяемым. Оно формируется на практике. Исполнитель всегда чем-то или кем-то управляется. Различают субъект управления (кто управляет), объект управления (исполнитель) и цель управления. Обратная связь служит для коррекции действий субъекта. Информатика вносит в эту схему новое представление: субъектом управления может быть не человек, а компьютер, которому заранее человек сообщил алгоритм управления.
В задачах вычислительного характера в качестве метода работы исполнителя предлагается заполнение таблицы значений. В программировании такие таблицы принято называть трассировочными таблицами. При исполнении алгоритма компьютером значения величин хранятся в его памяти. При исполнении алгоритма человеком, таблица значений выполняет роль дополнительной памяти для исполнителя.
Ручная трассировка является весьма полезным методическим приемом при обучении алгоритмизации и программированию. Она позволяет человеку ощутить себя формальным исполнителем, проследить процесс выполнения алгоритма, обнаружить ошибки в алгоритме.
1.2 Классификация исполнителей
Хотя алгоритмические исполнители используются повсеместно в школьной практике, однако до сих пор нет стройной классификации по этой теме.
В своих методических статьях и выступлениях А. П. Ершов выдвигал следующую идею применительно к школьной информатике: различать исполнителей алгоритмов, работающих с величинами и работающих в обстановке; а соответствующие алгоритмы для этих исполнителей предлагал называть алгоритмами работы с величинами и алгоритмами работы в обстановке. В алгоритмах второго типа отсутствуют такие элементы, как величины (переменные, константы), команда присваивания, однако используются все типы алгоритмических структур.[5]
1.2.1 Исполнители, работающие с величинами
Величина - это отдельный информационный объект, который имеет имя, значение и тип.
Исполнителем алгоритмов работы с величинами может быть человек или специальное техническое устройство, например компьютер. Такой исполнитель должен обладать памятью для хранения величин. Величины могут быть постоянными и переменными.
Постоянная величина (константа) не изменяет своего значения в ходе выполнения алгоритма. Константа может обозначаться собственным значением (числа 10, 3.5) или символическим именем (число Я).
Переменная величина может изменять значение в ходе выполнения алгоритма. Переменная всегда обозначается символическим именем ( Х,А, R5 и так далее).
Тип величины определяет множество значений, которые может принимать величина, и множество действий, которые можно выполнять с этой величиной. Основные типы величин: целый, вещественный, символьный, логический.
Выражение - запись, определяющая последовательность действий над величинами. Выражение может содержать константы, переменные, з?/p>