Обработка информации и алгоритмы

1. Что такое информация?
2. Какие информационные процессы вы знаете?
3. Что называют носителем информации?
4. Можно ли считать человека носителем информации? Поясните свой ответ!
5. Назовите примеры носителей информации, их достоинства и недостатки.
6. Какие виды памяти вы знаете?

Чем они отличаются?

​

Повторение

​

1. Какие информационные каналы связи вы знаете?

​

​

Повторение

1. Приведите примеры источников информации!
2. Приведите примеры приемников информации!
3. Что подразумевают под понятием шум?

​

Повторение

Обработка информации и алгоритмы

Обработка информации

– это всегда решение некоторой информационной задачи.

​

Модель обработки информации

Правила обработки

Результаты

Исполнитель

Исходные данные

– это процесс перехода от исходных данных к результату.

Поиск информации - это извлечение хранимой информации.

​

Методы поиска информации:

• Наблюдение
• Общение
• Чтение соответствующей

литературы

• Просмотр телепередач
• Работа в библиотеках
• И другие методы

​

Поиск информации

Виды обработки информации

• Получение новой информации, новых сведений;
• Изменение формы представления информации;
• Систематизация, структурирование данных;
• Поиск информации

Ученик решает задачу по математике�

​

​

​

​

​

Исполнитель

Ученик

Исходные данные

Условие задачи

Правила обработки

Математические правила, законы

Результат

Полученный ответ

Перевод текста с одного языка на другой

Исполнитель

Переводчик

Текст на одном языке

Исходные данные

Правила перевода

Правила обработки

Текст на другом языке

Результат

Библиотекарь создает картотеку

Исполнитель

Исходные данные

Правила обработки

Результат

Картотека библиотеки

Алфавитный порядок

Беспорядочный набор книг

Библиотекарь

Обработка информации:

(Решение информационных задач)

Исходные

данные

Обработка

информации

Результат

1 ТИП

Получение новой информации:

​

• Преобразование по правилам;
• Логические рассуждения;
• Разработка плана действий.

2 ТИП

Изменения формы представления:

​

• Систематизация исходной информации;
• Поиск нужной информации;
• Кодирование информации.

Систематизация - разделение на группы по некоторым признакам.

Систематизированы могут быть товары в магазине (молочные продукты, мясные продукты, кондитерские изделия).

Задание: Систематизируйте

​

Систематизация информации

Исполнитель

• Неформальный (человек)
• Формальный (ПК)

Алгоритм

Обычно под алгоритмом понимают набор правил, определяющих процесс преобразования исходных данных задачи в искомый результат. 

Ал-Хорезми написал книгу «Об индийском счёте», способствовавшую популяризации десятичной позиционной системы записи чисел во всём Халифате, вплоть до Испании.

Имя автора, в латинизированной форме (Algorismus, Algorithmus),

Алгоритм Евклида

Определение наибольшего общего делителя (НОД)

Древнегреческие математики называли этот алгоритм  ἀνθυφαίρεσις  или  ἀνταναίρεσις — «взаимное вычитание».

Этот алгоритм не был открыт Евклидом, так как упоминание о нём имеется уже в работах Аристотеля, который жил раньше Евклида.

Алгоритм Евклида

1. Если числа не равны, то большее из них заменить на разность большего и меньшего из чисел.
2. Если два числа равны, то за НОД принять любое из них, иначе перейти к выполнению пункта 1.

НОД (А, В) = ?

Задача

Свойства алгоритма

• дискретность
• понятность
• точность
• конечность

Алгоритм должен быть разбит на последовательность отдельно выполняемых шагов

Алгоритм должен содержать только те команды, которые входят в систему команд исполнителя

Любая команда алгоритма должна определять однозначное действие исполнителя

За конечное число шагов должен быть получен результат

Свойства алгоритма

• дискретность
• понятность
• точность
• конечность

Алгоритмические машины

• Абак

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?

Машина Тьюринга

• является универсальным исполнителем обработки любых символьных последовательностей в любом алфавите.

Английский ученый

Машина Поста

• работает с двоичным алфавитом и несколько проще в своем «устройстве».

это абстрактная (несуществующая реально) вычислительная машина, созданная для уточнения (формализации) понятия алгоритма. Представляет собой универсальный исполнитель, позволяющий вводить начальные данные и читать результат выполнения программы.

​

​

В 1944 году, Говард Айкен с командой из четырех инженеров закончил свой пятилетний проект "Вычислительной машины с автоматическим управлением последовательностью операций" (ACCK), и назвал ее "Mark- I"

• длина 17 м, вес 5 тонн
• 75 000 электронных ламп
• 3000 механических реле
• сложение – 3 секунды, деление – 12 секунд

Алгоритм управления работой алгоритмической машины

• представляет собой конечную последовательность команд, посредством выполнения которой машина решает задачу обработки информации.

Описание алгоритма �на алгоритмическом языке в программе КуМир

Знакомство с Чертежником

Введение

• КуМир (Комплект Учебных МИРов) - система программирования, предназначенная для поддержки начальных курсов информатики и программирования в средней и высшей школе.
• Основана на методике, разработанной во второй половине 1980-х годов под руководством академика А. П. Ершова.

​

• В системе КуМир используется придуманный А. П. Ершовым школьный алгоритмический язык — простой алголоподобный язык с русской лексикой и встроенными командами управления программными исполнителями Робот, Чертёжник.

• Система КуМир разработана в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН по заказу Российской Академии Наук и распространяется свободно на условиях лицензии GNU 2.0.
• Данная лицензия разрешает бессрочно использовать КуМир на любом количестве компьютеров без оформления каких либо дополнительных документов.

ИСПОЛНИТЕЛЬ ЧЕРТЕЖНИК

Исполнитель Чертежник предназначен для построения рисунков на координатной плоскости.

ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА НА АЛГОРИТМИЧЕСКОМ ЯЗЫКЕ

​

• Алгоритмический язык — это система обозначений и правил для единообразной и точной записи алгоритмов и их исполнения.
• Алгоритмический язык имеет свой СЛОВАРЬ, основу которого составляют слова, употребляемые для записи команд, входящих в Систему команд исполнителя алгоритмов.

​

• Все команды это простые команды.
• Ограниченное число слов, смысл и способ употребления которых задан раз и навсегда, называются служебными словами.
• Использование служебных слов делает запись алгоритмов наглядной, а формы представления алгоритмов —единообразными.
• Команды записываются последовательно.

​

Вид алгоритма

• алг название алгоритма
• нач
• Тело алгоритма
• кон

​

Выполнить Алгоритм

• Что бы выполнить алгоритм в программе КУМИР достаточно нажать на клавиатуре функциональную клавишу F9 или на панели инструментов программы выбрать команду Выполнение, далее Выполнить непрерывно.

​

УПРАВЛЕНИЕ ИСПОЛНИТЕЛЕМ ЧЕРТЕЖНИК

• Так как Чертежник предназначен для построения рисунков на координатной плоскости, то при задании точек этой координатной плоскости координаты х и у разделяются запятой.

​

​

​

Координатная плоскость программы

• Исполнитель алгоритма — это некоторая абстрактная или реальная система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.
• Система команд исполнителя (СКИ) – это все команды, которые исполнитель умеет выполнять.

СКИ Чертежника:

• опустить перо;
• Переводит чертежника в режим перемещения с рисованием.
• поднять перо;
• Переводит чертежника в режим перемещения без рисования.
• сместиться в точку ( x, y);
• Перемещает перо в точку с координатами x и y.
• сместиться на вектор (dX, dY);
• Перемещает перо на dX вправо и dY вверх.
• установить цвет (лит S)
• Допустимые цвета: «черный» , «белый», «красный», «желтый»,

«оранжевый», «зеленый», «голубой», «синий», «фиолетовый».

​

​

Перо Чертежника

• Чертежник имеет перо, которое можно поднимать, опускать и перемещать.
• При перемещении опущенного пера за ним остается след — отрезок от предыдущего положения пера до нового.
• При перемещении поднятого пера никакого следа на плоскости не остается.
• В начальном положении перо Чертежника всегда поднято и находится в точке (0, 0).
• Точно так же, независимо от первоначального положения, после выполнения команды опустить перо оно оказывается опущенным, то есть готовым к рисованию.

• Рисунки Чертежник выполняет с помощью команд сместится в точку и сместиться на вектор(dX, dY) .

​

​

Команда сместиться в точку (x, y)

• Команда сместиться в точку (x, y) перемещает исполнителя в точку с абсолютными координатами х, у – независимо от того где он находился до этого.
• Команду сместится в точку называют командой абсолютного смещения.

Команда сместиться на вектор(dX, dY)

​

• Команду сместиться на вектор (dX, dY) называют командой относительного смещения.

​

• Если перо Чертежника находится в точке (х, у), то по команде сместиться на вектор (dX, dY) Чертежник отсчитывает dX единиц вправо вдоль горизонтальной оси (оси абсцисс), dY единиц вверх вдоль вертикальной оси (оси ординат) и сдвигает перо в точку с координатами (х + dX; у + dY).
• Таким образом, координаты, указанные в команде, отсчитываются не от начала координат, а относительно текущего положения.

• Положение пера после команды сместиться на вектор (dX, dY) зависит от его предыдущего положения.
• В математике направленные отрезки называются векторами, отсюда и происходит название команды.

Ошибки в записи команд

• Чертежник может исполнять только правильно записанные команды!!!
• Например, если вместо команды сместиться на вектор написать зместиться на вектор, то Чертежник эту запись не поймет и сразу же сообщит об ошибке.
• Ошибки в записи команд называются синтаксическими.

Пример алгоритма управления Чертежником

• Изобразить с помощью Чертежника треугольник, положение вершин которого на координатной плоскости определяется парами чисел (1, 1), (3, 5), (5, 2).

​

• Так как в начале работы перо Чертежника всегда поднято, то для рисования треугольника с заданными координатами достаточно выполнить следующую последовательность команд:
• сместиться в точку (1, 1)
• опустить перо
• сместиться в точку (3, 5)
• сместиться в точку (5, 2)
• сместиться в точку (1, 1)

Знакомство с командой вектор

Вектор - это отрезок, имеющий направление

Команда сместиться на вектор (dX, dY), перемещает чертёжник из точки с координатами (x, y) в точку с координатами (x+ dX, y+ dY).

• алг квадрат
• нач
• опустить перо
• сместиться на вектор(0,2)
• сместиться на вектор(2,0)
• сместиться на вектор(0,-2)
• сместиться на вектор(-2,0)
• поднять перо
• кон 

​

Циклы. Цикл повторить N раз

Циклом называется такая организация действий, когда �часть алгоритма может быть выполнена несколько раз.

​

Способ организации цикла

• Способ организации цикла: �повторение N раз.
• В составной команде используются служебные слова НЦ – начало цикла, то есть начало той части алгоритма, которая должна повторяться, и КЦ – конец цикла.
• Команды, стоящие между НЦ и КЦ называются тело цикла.

Пример организации цикла в Чертежнике

Задача: нарисовать 5 ромбов

• использовать Чертежник
• алг Рисуем Ромбы
• нач
• сместиться в точку (1, 2)
• нц 5 раз
• опустить перо
• сместиться на вектор (1, 2)
• сместиться на вектор (1, -2)
• сместиться на вектор (-1, -2)
• сместиться на вектор (-1, 2)
• поднять перо
• сместиться на вектор (3, 0)
• кц
• кон

Знакомство с Подпрограммой

Подпрограмма - это вспомогательные алгоритмы, которые служат, для того чтобы выделить подзадачи, встречающиеся в программе несколько раз

• С помощью Чертежника можно строить сложные изображения, используя подпрограммы (вспомогательные алгоритмы) для рисования стандартных деталей.
• 1. Для этого необходимо разбить изображение на части и составить отдельные алгоритмы для каждой из них.
• 2. Для создания всего алгоритма важно точно учитывать положение пера до, и после рисования каждого фрагмента.

Что нужно знать о Подпрограмме

• Подпрограмма имеет имя.
• Подпрограмма записываются одна за другой после основной программы.
• Подпрограмма выполняется лишь тогда, когда она вызывается.
• Подпрограмма, после её вызова выполняет все команды, входящие в её процедуру, и затем исполнитель переходит к следующей команде в вызывающей программе.

​

• Таким образом, комбинируя подпрограммы (вспомогательные алгоритмы) , формируется итоговый алгоритм, который использует блоки подпрограммы, имеющих определенную смысловую нагрузку.
• Обращаются к подпрограммам по их имени.

​

• Очень важная характеристика вспомогательных алгоритмов - это возможность их повторного использования.

ПРИМЕРЫ �СОЗДАНИЯ АЛГОРИТМОВ �с использованием подпрограмм

​

​

​

​

1. Алгоритм создания 3 квадратов
2. Алгоритм написания слова МАМА

​

​

​

​

​

Подсказка алгоритм "домик"

алг домик

нач

опустить перо

сместиться на вектор (4, 0)

сместиться на вектор (0, 4)

сместиться на вектор (-4, 0)

сместиться на вектор (0, -4)

поднять перо

сместиться на вектор (0, 4)

опустить перо

сместиться на вектор (2, 2)

сместиться на вектор (2, -2)

поднять перо

сместиться на вектор (-4, -4)

кон

​

Домашнее задание

§9

Выполнить практическое задание