Исполнители вокруг нас

Вопросы занятия:

·                   исполнитель;

·                   формальные и неформальные исполнители;

·                   круг решаемых задач;

·                   среда;

·                   система команд;

·                   систему отказов;

·                   режим работы.

На прошлом занятии мы узнали, что разработчиком алгоритмов является человек и рассмотрели примеры, где и исполняют эти алгоритмы люди. Одним из таких алгоритмов является алгоритм перехода через дорогу на регулируемом светофором перекрёстке.

Сначала остановись на тротуаре перед светофором. Затем посмотри на светофор. Если горит красный свет, жди, пока на светофоре загорится зелёный. Если горит зелёный свет, перейди дорогу до тротуара противоположной стороны улицы.

 Но давайте подумаем, всегда ли алгоритмы создаются для исполнения их человеком? Конечно, исполнять алгоритмы могут не только люди. Современный человек привык, что в повседневной жизни его окружают технические помощники и уже с трудом представляет своё существование без них. Например, электрочайник, микроволновая печь, кондиционер или кофеварка выполняют алгоритмы, составленные человеком, и справляются с поставленной для них задачей. Эти технические устройства являются исполнителями алгоритмов.

Также исполнителем может быть и животное, выполняющее заданные ему команды, например, дрессированная собака.

Конечно, исполнитель может выполнять не все команды, а только те, для выполнения которых он предназначен, если мы говорим о техническом устройстве; или которые он понимает и умеет делать, если мы имеем в виду человека или животное. Эти команды образуют систему команд исполнителя. Итак, сформулируем определение:

Исполнитель – это некоторый объект способный выполнять определённый набор команд. Это может быть и человек, и животное, и техническое устройство. Команды, которые может выполнить конкретный исполнитель, образуют систему команд исполнителя.

На примере рассмотрим, систему команд музыкального проигрывателя. Это техническое устройство может выполнять следующие команды: воспроизведение аудиозаписи, остановка воспроизведения, переход в начало записи, и в конец записи.

Ещё одним примером простого исполнителя является кнопка включения-выключения питания монитора. При нажатии на неё в первый раз она отключает питание монитора, при нажатии второй раз - отключает.

Для выполнения каждой из этих команд потребуются действия человека. Существуют и более сложные устройства, которые выполняют все действия автоматически, без участия человека, но работают по заранее выбранной им программе. Одним из таких устройств является стиральная машина.  Все циклы: полоскание, стирку одежды, отжим и сушку она выполняет автоматически.

Но более совершенными исполнителями являются роботы.

Робот – это автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Действует такое устройство по заранее заложенной в его память программе и самостоятельно выполняет операции, обычно выполняемые человеком. Существуют различные типы роботов: и промышленные, и медицинские, и бытовые и боевые и даже работы учёные. Но наибольший интерес у общества вызвало создание человекообразного робота. Одним из таких устройств является робот Асимо типа Android, созданный корпорацией Honda в Японии. Асимо умеет ходить, спускаться по лестнице и имеет массу функций, которые позволяют ему общаться с людьми.

Компьютер - это тоже исполнитель алгоритмов.  Он может использоваться для решения самых разнообразных задач. Компьютер может работать и с символьной, и с графической, и с числовой, и с аудиоинформацией. Поэтому его отличительной чертой этого исполнителя, является универсальность. Для него, как и любого исполнителя существует определённая система команд.

Алгоритм, исполнителем которого является компьютер, называют программой. Мы уже знакомы с компьютерными программами, которые используются для обработки текстовой, графической и числовой информации и являемся активными пользователями обучающих программ и компьютерных игр. Иногда компьютер и сам управляет работой подключённых к нему устройств, например, принтером.

Исполнители делятся на два типа: формальные и неформальные. Формальный исполнитель одну и ту же команду выполняет всегда одинаково, а неформальный исполнитель одну и ту же команду может выполнять совершенно по-разному.

Например, певец является неформальным исполнителем, потому что одна и та же песня может быть исполнена им совершенно по-разному. А проигрыватель – формальным, потому что одна и та же песня исполняется им всегда одинаково. Или при приготовлении кофе человек является неформальным исполнителем, так может сначала добавить сахар и затем насыпать в чашку кофе ли наоборот. А кофеварка является формальным исполнителем, так как работает строго по заданной программе и готовит кофе всегда одинаково.

Как правило, люди и животные являются неформальными исполнителями, а технические устройства – формальными. Неформальный исполнитель может внести какие-то изменения в алгоритм, например, поменять последовательность шагов или пропустить какие-то из них. Выполняя алгоритм формально, исполнитель не вникает в смысл поставленной ему задачи, а только строго выполняет последовательность действий, не меняя ее. Допустим Миша набирает текст доклада на компьютере. Давайте укажем исполнителей в этом примере и определим, какого к какому типу они относятся. Итак, исполнителями являются и Миша и компьютер. Миша является неформальным исполнителем, т.к самостоятельно продумывает и отвечает за каждое действие, а компьютер – формальным, так как действует по заданной программе.

Остановимся на множестве формальных исполнителей. Таких исполнителей чрезвычайно много, но для каждого из них существует круг решаемых задач, среда исполнителя, система команд исполнителя, система отказов исполнителя и режим работы. Рассмотрим каждый пункт подробнее.

Для каждого формального исполнителя есть свой круг решаемых задач. То есть  каждый формальный исполнитель решает не все задачи, а только определенные, для которых он был создан. Например, в круг задач стиральной машины не входит задача варить кофе, так это устройство было создано только для стирки одежды.

Среда исполнителя – это обстановка в которой исполнитель может действовать.

Для примера рассмотрим исполнителя Кузнечик в системе программирования Кумир.

Среда обитания Кузнечика – это координатная  прямая.

Рассмотрим систему команд исполнителя кузнечик. Кузнечик может двигаться по координатной прямой на заданное количество единиц впереди назад, а также перекрашивать квадратики над числами.

Значит в  СКИ Кузнечика входят команды:

•        вперед

•        назад

•        и перекрасить.

Давайте придумаем для кузнечика алгоритмы, при помощи которых он перекрасит квадратики над числами 1, 2  и 3.

Сегодня на уроке мы узнали, что

•        исполнитель – это некоторый объект (человек, животное или техническое устройство) способный выполнять определенный набор команд.

•        исполнители могут быть формальными и неформальными. Формальный исполнитель одну и ту же команду всегда выполняет одинаково и не вникает в смысл задачи, а неформальный может поменять шаги алгоритма  местами  и сам несет ответственность за выполняемые действия.

•        Для каждого формального исполнителя можно указать круг решаемых задач, среду, систему команд, систему отказов и режим работы