|
Вспомним пример, описанный
ранее в
.............
Представим
себе длинный коридор со множеством примыкающих к нему
комнат. В начале этого коридора стоит шустрый курьер и
ждет команду «старт». Получив эту команду, он забегает в
первую комнату и читает инструкцию «возьми число 5», он
берет число пять и бежит в комнату с номером два. Там он
читает новую инструкцию «возьми число 4», курьер берет
число 4 и бежит в комнату с номером три. В третьей
комнате его ждет новая инструкция «сложи полученные
числа», курьер складывает пять и четыре и бежит в
комнату с номером четыре. В четвертой комнате курьер
получает очередную инструкцию «полученное число отнеси в
комнату №13», он бежит в тринадцатую комнату, оставляет
в ней полученное число 9 и возвращается в комнату №5,
где его ждет очередная инструкция. Так он будет бегать
из комнаты в комнату до тех пор пока в одной из комнат
не получит команду «стоп».
Курьер бегающий по комнатам и выполняющий инструкции и
есть тот самый исполнитель алгоритма о которых пойдет
речь в этом параграфе, естественно, что инструкции,
находящиеся в комнатах есть не что иное как команды
алгоритма, а совокупность этих команд представляет собой
сам алгоритм.
Главная особенность любого
алгоритма - формальное исполнение, позволяющее выполнять
заданные действия (команды) не только человеку, но и
техническим устройствам (исполнителям).
Понятие исполнителя
невозможно определить с помощью какой-либо формализации.
Таким образом, исполнителями алгоритмов могут быть
различные объекты, в том числе: человек, группа людей,
робот, станок, компьютер, и т.д.
Исполнитель алгоритма - это
устройство управления, соединенное с набором
инструментов. Устройство управления понимает алгоритмы и
организует их выполнение, командуя соответствующими
инструментами. А инструменты производят действия,
выполняя команды управляющего устройства.
Исполнитель вычислительных
алгоритмов называется вычислителем. Вычислитель может
иметь дело с числами и переменными, обозначающими числа.
Таким образом, алгоритм - это организованная
последовательность действий, допустимых для некоторого
исполнителя.
Каждый исполнитель характеризуется
следующими понятиями:
Среда - это «место обитания» исполнителя.
Например, исполнитель Дежурик обитает в так называемой
классной комнате, исполнитель Черепаха имеет свою
определенную систему координат, а исполнитель Муравей
имеет клетчатое поле.
Система команд. Каждый исполнитель может
выполнять команды только из некоторого строго заданного
соответствующее элементарное действие.
Знать систему команд исполнителя это значит:
- знать название или обозначение каждой команды
исполнителя.
Вся совокупность команд, которые данный
исполнитель умеет выполнять, называется системой
команд исполнителя (СКИ).;
- знать, каким образом она передается исполнителю;
- знать, как выполняется каждая команда.
Формальное исполнение. Исполнитель ничего не
знает о цели алгоритма. Он выполняет все полученные
команды, не задавая вопросов «почему?» и «зачем?».
Управление исполнителями заключается в последовательном
вызове команд. Человек дает команду исполнителю,
анализирует результат, отдает следующую команду и т.д.
Прежде чем составлять
алгоритм решения задачи, надо узнать, какие действия
предполагаемый исполнитель может выполнить. Эти действия
называются допустимыми действиями исполнителя. Только их
и можно использовать. Так, исполнитель-человек умеет
выполнять такие команды, как «встать», «сесть»,
«включить компьютер» и т.д., а исполнитель – язык
программирования Basic —
команды Print,
End, List
и другие аналогичные.
Задача
составления алгоритма не имеет смысла, если не известны
или не учитываются возможности его исполнителя, ведь
выполнимость алгоритма зависит от того, какие действия
может совершить исполнитель. Например, прочесть алгоритм
решения системы линейных уравнений графическим методом
сможет и первоклассник, а выполнить его, конечно же,
нет. С другой стороны, малыш четырех-пяти лет не сможет
прочесть правила (алгоритм) поведения за столом во время
еды, но выполнить их сможет, если ему о них рассказать и
показать, что они означают.
Но
исполнителем алгоритмов может быть не человек, а
автомат. Например, исправный автомат по продаже
газированной воды работает согласно разработанному
специально для него алгоритму. Алгоритмом описывается
работа любого механического устройства. В ряду
всевозможных автоматов компьютер является лишь частным
(хотя и наиболее впечатляющим) примером исполнителя, чье
поведение реализуется на основе алгоритма. Более того,
создание компьютеров оказало воздействие на развитие
теории алгоритмов — одной из областей математики. От
компьютера, как от любого другого исполнителя, требуется
четкое выполнение команд алгоритма. А от нас, как от
разработчиков алгоритмов работы компьютера, требуется
знание и соблюдение правил их составления. Эти правила
заключаются в том, что алгоритм, предназначенный для
исполнения автоматом, должен обладать пятью свойствами
(удовлетворять пяти требованиям),
перечислим их еще раз:
-
дискретность;
-
понятность;
-
определенность;
-
результативность;
-
массовость.
Эти
требования нашли отражение и в приведенном выше
определении алгоритма. Требования к алгоритму
объясняются тем, что такой исполнитель не имеет своего
интеллекта, его возможности всегда ограничены. |
