Презентация — Обработка информации и алгоритмы

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Обработка информации и алгоритмы
Учитель информатики и ИКТ Касимова М.И.

Слайд 2

Модель обработки информации
Правила обработки
Результаты
Исполнитель
Исходные данные
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 3

Виды обработки информации
Получение новой информации, новых сведений; Изменение формы представления информации; Систематизация, структурирование данных; Поиск информации
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 4

Ученик решает задачу по математике

Исполнитель
Ученик
Исходные данные
Условие задачи
Правила обработки
Математические правила, законы
Результат
Полученный ответ
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 5

Перевод текста с одного языка на другой
Исполнитель
Переводчик
Текст на одном языке
Исходные данные
Правила перевода
Правила обработки
Текст на другом языке
Результат
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 6

Библиотекарь создает картотеку
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск
Исполнитель
Исходные данные
Правила обработки
Результат
Картотека библиотеки
Алфавитный порядок
Беспорядочный набор книг
Библиотекарь

Слайд 7

Поиск нужного номера телефона в телефонном справочнике
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск
Исполнитель
Исходные данные
Правила обработки
Результат
Нужный номер телефона
Алфавитный порядок
Телефонный справочник
Человек, производящий поиск

Слайд 8

Исполнитель
Неформальный (человек) Формальный (ПК)
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 9

 Точного определения алгоритма не существует. Обычно под алгоритмом понимают набор правил, определяющих процесс преобразования исходных данных задачи в искомый результат. 
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 10

Свойства алгоритма
дискретность понятность точность конечность
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 11

Дискретность
Алгоритм должен быть разбит на последовательность отдельно выполняемых шагов
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 12

Понятность
Алгоритм должен содержать только те команды, которые входят в систему команд исполнителя
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 13

Точность
Любая команда алгоритма должна определять однозначное действие исполнителя
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Слайд 14

Конечность
За конечное число шагов должен быть получен результат
Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

lusana.ru

Обработка информации и алгоритмы — информатика, презентации

1. Способствовать развитию познавательной деятельности обучающихся, умению анализировать полученную информацию.
2. Воспитывать у учащихся аккуратность в работе,познавательный интерес к уроку информатики, инициативность.

Задачи урока:

Образовательные:

• Знать виды обработки информации, иметь представление о понятии алгоритмических машинах.

Развивающие:

• • Создать условия для развития опосредствованного внимания, активного воображения, развития теоретически образного мышления, зрительно-слуховой памяти 

Воспитывающие:

• Создание условий психологической комфортности на уроке.
• Создание условий для воспитания уважения к чужому мнению, умение выслушать других

Тип урока:объяснение нового материала.

Оборудование:компьютерный класс с ОС Windows 7 версия профессиональная, мультимедийный проектор, экран, электронный процессор MS Excel, презентация на тему :«Решение задач на машине Поста».

Методы обучения:индуктивно — репродуктивный.

Просмотр содержимого документа
«Обработка информации и алгоритмы»

Обработка информации и алгоритмы

Модель обработки информации

Исполнитель

Исходные данные

Результаты

Правила обработки

Виды обработки информации

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

Саленко Т.В. учитель информатики МОУ СОШ №7 г.Краснозаводск

Ученик решает задачу по математике

Ученик

Исполнитель

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

Библиотекарь

Исходные данные

Беспорядочный набор книг

Правила обработки

Алфавитный порядок

Результат

Картотека библиотеки

Поиск нужного номера телефона в телефонном справочнике

Человек, производящий поиск

Исполнитель

Исходные данные

Телефонный справочник

Правила обработки

Алфавитный порядок

Результат

Нужный номер телефона

Исполнитель

• Неформальный (человек)
• Формальный (ПК)

  Точного определения алгоритма не существует.

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

Свойства алгоритма

• дискретность
• понятность
• точность
• конечность

Дискретность

Алгоритм должен быть разбит на последовательность отдельно выполняемых шагов

Понятность

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

Точность

Любая команда алгоритма должна определять однозначное действие исполнителя

Конечность

За конечное число шагов должен быть получен результат

kopilkaurokov.ru

Обработка информации и алгоритмы

Тема: Обработка информации и алгоритмы

Цели урока

1. Обучающая –обеспечить знание обучающимися основных видов

обработки информации, понятия об алгоритмических машинах.

2. Развивающая – способствовать развитию познавательной деятельности

обучающихся, умению анализировать полученную информацию.

3. Воспитывающая –создавать условия для воспитания в обучающихся

уверенности в своих силах.

Необходимые материалы и оборудование:

 ПК учителя

 Проектор

 Ученические ПК

 Презентация

 Практикум

Ход урока

I. Организационный момент

1. Приветствие

2. Проверка готовности к уроку

3. Отметка отсутствующих

II. Актуализация знаний

1. Разминка

 СЛАЙД 1. На слайде изображены ребусы. Расшифруйте их и,

определите, к какому понятию они относятся. (Дискретность,

понятность, точность, конечность – свойства алгоритма)

2. Постановка темы и цели урока

 СЛАЙД 2. Как связаны понятия «компьютер» и «алгоритм»?

(Используя различные алгоритмы, компьютер обрабатывает

информацию)

 СЛАЙД 3. Тема нашего урока «Обработка информации и алгоритмы».

Сегодня мы рассмотрим основные виды обработки информации, а так

же понятие «алгоритмическая машина».

III. Изучение нового материала

1. Варианты обработки информации

 СЛАЙД 4. Из базового курса вам известно: «обработка информации,

наряду с хранением и передачей, относится к основным видам

информационных процессов»

 СЛАЙД 5. Обработка информации производится каким-то субъектом

или объектом (например, человеком или компьютером). Будем его

называть исполнителем обработки информации. Информация, которая

подвергается обработке, представляется в виде исходных данных.На

слайде в обобщённом виде представлен процесс обработки

информации.

 СЛАЙД 6. Можно привести множество примеров иллюстрирующих

данную схему. 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.

 СЛАЙД 7. Второй пример: перевод текста с одного языка на другой –

это пример обработки информации, при которой не изменяется

содержание, но изменяется форма представления –другой язык.

Перевод осуществляет переводчик по определенным правилам, в

определенной последовательности.

 СЛАЙД 8. 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 др. Из карточек формируется каталог библиотеки, где эти карточки

располагаются в строгом порядке. Например, в алфавитном каталоге

карточки располагаются в алфавитном порядке фамилии авторов.

 СЛАЙД 9. Четвертый пример: в телефонной книге вы ищите телефон

нужного вам человека; 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 –

фамилия человека или фамилия автора и название книги.

 СЛАЙД 10. Приведенные примеры иллюстрируют четыре различных

вида обработки информации:

 Получение новой информации, новых сведений;

 Изменение формы представления информации;

 Систематизация, структурирование данных;

 Поиск информации.

 Все эти виды обработки может выполнять как человек, так и

компьютер.В чём состоит принципиальное различие между

процессами обработки, выполненными человеком и машиной? (Если

исполнителем является человек, то правила обработки, по которым

он действует, не всегда формальны и однозначны. Человек часто

действует творчески, неформально.)

2. Об алгоритмах

 СЛАЙД 11. Для обозначения формализованных правил,

определяющих последовательность шагов обработки информации, в

информатике используется понятие алгоритма.

 Из базового курса информатики вы знаете, что слово «алгоритм»

произошло от имени выдающегося математика средневекового Востока

Мухаммеда аль-Хорезми, описавшего еще в IXвеке правила

выполнения вычислений с многозначными десятичными числами.

Правила сложения, вычитания, умножения столбиком, деления

«уголком», которым вас учили в младших классах, — это алгоритмы

аль-Хорезми.

 СЛАЙД 12. С понятием алгоритма в математике ассоциируется

известный способ вычисления наибольшего общего делителя (НОД)

двух натуральных чисел, который называют алгоритмом Евклида.

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 формальный алгоритм легко запрограммировать для

современного компьютера. Мечта создать машину –автоматическое

устройство, которое сможет без вмешательства человека производить

расчёты, появилась очень давно. Для её реализации требовались не

только технические возможности, но и глубокое понимание сущности

алгоритмов обработки информации и разработка формального способа

представления таких алгоритмов

3. Алгоритмические машины и свойства алгоритмов

 СЛАЙД 13. Об алгоритмических машинах расскажет … (один ученик

заранее подготовил рассказ)

 СЛАЙД 14. Алгоритм управления работой алгоритмической машины

представляет собой конечную последовательность команд,

посредством выполнения которой машина решает задачу обработки

информации. Алгоритм управления такой машиной должен обладать

некоторыми свойствами.

IV. Первичное закрепление

1. Фронтальный опрос

 СЛАЙД 15. Приведите примеры процессов обработки информации,

которые вам чаще всего приходится выполнять во время учёбы. Для

каждого примера приведите исходные данные, результат и правила

обработки. К каким видам обработки относятся ваши примеры?

 Какие проблемы решает теория алгоритмов?

 Почему калькулятор нельзя назвать алгоритмической машиной, а

компьютер можно?

V. Домашнее задание

 СЛАЙД 16. §9 (читать, отвечать на вопросы 3, 6)

VI. Практическая работа

 СЛАЙД 17. Закрепим навыки программного управления учебным

исполнителем Чертёжник в среде КУМИР. Необходимо выполнить

задания из практикума на стр. 41.

VII. Подведение итогов

1. Выставление отметок

2. Подведение итога

infourok.ru

Презентация и конспект урока по информатике на тему «Обработка информации. Автоматическая обработка информации»

Конспект урока по теме «Обработка информации. Автоматическая обработка информации.»

Цели урока:

Образовательные:

1) способствовать углублению представлений учащихся по данной теме;

2) ввести понятие обработка информации, рассказать про автоматическую обработку информации;

Развивающие:

1) способствовать развитию логического мышления;

2) способствовать развитию кругозора учащихся;

3) способствовать развитию интереса к изучаемому предмету.

Воспитательные:

1) способствовать формированию коммуникативных умений учащихся;

2) способствовать развитию информационно-познавательной компетенции учащихся.

Ход урока:

1. Организационный момент (5 минут)

Здравствуйте! Готовьтесь к уроку, я пока отмечу присутствующих. Откройте презентацию в папке Мои документы – Учебники – 10 класс – Обработка информации. Автоматическая обработка информации. Тема сегодняшнего урока Обработка информации. Автоматическая обработка информации.

Слайд 1

2. Актуализация знаний (5 минут)

Давайте повторим, что уже мы знаем

Слайд 2

Информация – это сведения, которые можно собирать, хранить, передавать, обрабатывать, использовать

Поиск, хранение, передача, обработка, использование

Носитель информации (информационный носитель) – любой материальный объект, используемый человеком для хранения информации

Да, можно. Т.к. носителем может быть любой материальный объект, в том числе и человек.

3. Объяснение новой темы

Мы с вами вспомнили то, что изучали ранее, а теперь перейдем к изучению новой темы, И первое, что мы разберем, это обработка информации.

Слайд 3

Исходя из жизненного опыта, вы догадываетесь, что обработка информации производится каким-либо субъектом или объектом (например, человеком или компьютером) в соответствии с определёнными правилами. Будем его называть исполнителем обработки информации. Информация, которая подвергается обработке, представляется в виде исходных данных.

На рисунке в обобщенном виде представлен процесс обработки информации.

Зарисуйте данную схему и дайте ей название.

Слайд 4

Под обработкой информации в информатике понимают любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам.

Запишите определение, что такое обработка информации.

Слайд 5

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.

Слайд 6

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.

Какие вы можете привести примеры обработки информации?

Третий пример: работник библиотеки систематизирует картотеку книжного фонда. На каждую книгу заполняется карточка, на которой указываются все данные о книге: автор, название, год издания, объем и пр. Из карточек формируется каталог библиотеки, где все^{карточки располагаются в строгом порядке, например, в алфавитном каталоге карточки располагаются в алфавитном порядке фамилий авторов.}

Четвёртый 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.

Слайд 7

Виды обработки информации

1. получение новой информации, новых сведений;

2. изменение формы представления информации;

3. систематизация, структурирование данных;

4. поиск информации.

Запишите виды обработки информации.

Перейдем к изучению следующей темы нашего урока, это Автоматическая обработка информации

Слайд 8

Для начала с вами определимся:

Т.е. информации обрабатывают автоматически, какая то специально запрограммированная машина

Программа — алгоритм, записанный по строгим правилам языка команд исполнителя – на языке программирования для данного исполнителя.

Алгори́тм — набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения некоторого результата.

В качестве примера автомата, выполняющего обработку информации, рассмотрим машину Эмиля Поста. Кто же такой Эмиль Пост?

Немного истории

Слайд 9

Эмиль Леон Пост

Американский математик и логик; один из основателей многозначной логики; основные труды по математической логике: алгебра Поста, классы Поста функций алгебры логики; предложил абстрактную вычислительную машину — машину Поста.

Слайд 10

Договоримся, что алгоритм, по которому работает машина Поста, будем называть программой, а под словом «программа» мы всегда будем понимать алгоритм, записанный по строгим правилам языка команд исполнителя — на языке программирования для данного исполнителя.

Слайд 11

Опишем архитектуру машины Поста

Имеется бесконечная информационная лента, разделенная на позиции — клетки. В каждой клетке может либо стоять метка (некоторый знак), либо отсутствовать (пусто).

Вдоль ленты движется каретка — считывающее устройство. На рисунке она обозначена стрелкой.

Слайд 12

Каретка может передвигаться шагами: один шаг — смещение на одну клетку вправо или влево. Клетку, под которой установлена каретка, будем называть текущей.

Каретка является еще и процессором машины. С ее помощью машина может:

• распознать, пустая клетка или помеченная знаком;

• стереть знак в текущей клетке;

• записать знак в пустую текущую клетку.

Лента – аналог двоичного кода в памяти компьютера.

Отличие 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.

Слайд 13

Назначение машины Поста это производить преобразования на информационной ленте

Исходное состояние ленты можно рассматривать как исходные данные задачи, конечное состояние ленты – результат решения задачи.

Кроме того, в исходные данные входит информация о начальном положении каретки.

Слайд 14

Рассмотрим систему команд машины Поста:

• запись всякой команды начинается с её порядкового номера в программе – n.

• затем следует код операции

• и после него – номер следующей выполняемой команды программы — m.

Самостоятельно рассмотрите пример программы решения задачи на машине Поста

Слайд 15-25

Вы посмотрели работу программы, что вы заметили?

В процессе выполнения приведенной программы многократно повторяется выполнение команд с номерами 2 и 3. Такая ситуация называется циклом. Напомним, что цикл относится к числу основных алгоритмических структур вместе со следованием и ветвлением.

Давайте с вами ответим на вопрос, когда же возможна автоматическая обработка информации?

Слайд 26

Автоматическая обработка возможна, если:

• информация представлена в формализованном виде – в конечном алфавите некоторой знаковой системы;

• реализован исполнитель, обладающий конечной системой команд, достаточной для построения алгоритмов решения определённого класса задач обработки информации;

• реализовано программное управление работой исполнителя.

4) Закрепление изученной темы

Теперь давайте обобщим, что же мы узнали на уроке?

Слайд 27

После всего, что вы сегодня узнали, ответьте мне на вопрос: относится ли компьютер к универсальному автоматическому исполнителю обработки информации. (ДА)

5. Запись домашнего задания

Запишите домашнее задание

6. Рефлексия

На листочках

Всем спасибо за урок!

infourok.ru

Презентация к уроку по теме «Автоматическая обработка информации и алгоритмы. Машина Тьюринга»

Алан Тьюринг (1912 – 1954)

Алан Тьюринг может быть причислен к плеяде составляющих гордость человечества величайших математических и философских умов, таких, как Р.Декарт, Г.В. Лейбниц, Б.Рассел, Д.Гильберт, А.Витгенштейн. Удивительно, сколь злую шутку сыграло с Тьюрингом его полное безразличие к борьбе за приоритет в научных открытиях: вплоть до недавнего времени его место в истории развития научных и инженерных идей представлялось очень неполно, если не сказать однобоко (и не в последнюю очередь благодаря некоторым американским историкам науки, тщательно заботившимся об абсолютизации своего национального приоритета в создании компьютеров, да и, пожалуй, в создании всей информатики).

Будущие родители Алана Тьюринга — Юлиус Мэтисон Тьюринг и Этель Сара Стоуни познакомились и обвенчались в Индии. Тьюринг служил в английском колониальном ведомстве, а Этель Сара была дочерью главного инженера Мадрасских железных дорог. Это была добропорядочная английская аристократическая семья, принадлежавшая к так называемому «высшему среднему классу» и жившая в соответствии со строгими традициями Империи.

Алан Мэтисон Тьюринг родился в Лондоне в  1912  году. Шотландская фамилия Тью­ринг имеет нормандское происхождение. Англо­ирландская семья Стоуни йоркширского происхождения дала обществу нескольких выдающихся физиков и инженеров.

Спустя год после родов мать Тьюринга вернулась в Индию, оставив Алана на попечение друга семьи, отставного полковника. Позже мальчика отдали в частный интернат.

Маленький Алан обладал очень пытливым умом. Самостоятельно научившись читать в возрасте б лет, он просил у своих воспитателей разрешения читать научно-популярные книги. В 11 лет он ставил вполне грамотные химические опыты, пытаясь извлечь йод из водорослей. Все это доставляло огромное беспокойство его матери, которая боялась, что увлечения сына, идущие вразрез с традиционным воспитанием, помешают ему поступить в Public School (английское закрытое частное учебное заведение для мальчиков, учеба в котором была обязательна для детей аристократов). Но ее опасения оказались напрасны: Алан смог поступить в престижную Шербонскую школу (Sherborne Public School). Впрочем, вскоре ей пришлось опасаться уже того, сможет ли ее талантливый сын окончить эту школу…

Интерес к науке, и в частности к математике, у Алана Тьюринга проявился рано, еще в начальной школе и в пансионе, в который он поступил в  1926  году. Некоторые характерные черты, прису­щие зрелому Тьюрингу, были заметны уже тогда. Принимаясь за ту или иную задачу, он начинал ее решение с азов — привычка, которая дает свежесть и независимость его работам, но также, несомненно, делает автора трудно! читаемым.

В 1928 году он получает неожиданный стимул для развития своего интереса к науке: этим стимулом оказывается дружба с новым одноклассником, весьма одаренным учеником по имени Кристофер Морком. В нем Тьюринг нашел долгожданную «родственную душу» и интеллектуального партнера — того, с кем ему, наконец, можно было поделиться своими размышлениями о науке.

Юношеская жажда знаний быстро сблизила Тьюринга и Моркома, они стали неразлучными друзьями. Теперь они на уроках французского языка уже вместе зевали или играли в крестики-нолики, одновременно обсуждая астрономию и математику. После окончания школы они оба собирались поступать в Кембриджский университет, и Алан, избавившийся от многолетнего одиночества, возможно, был почти счастлив…

13 февраля 1930 г. его Криса вдруг не стало. Внезапная смерть лучшего друга потрясла семнадцатилетнего Тьюринга, повергнув его в глубокую и долгую депрессию. 

В  1931  году в девятнадцатилетнем возрасте Тьюринг в качестве математического стипендиата поступил в Королевский колледж Кембриджского уни­верситета. Четырьмя годами позже защитил диссертацию “Центральная пре­дельная теорема теории вероятности” (которую он самостоятельно! “переоткрыл”, не зная об аналогичной предшествующей работе) и был из­бран членом Королевского научного общества.

В 1932 году, во время одного из посещений семьи Моркомов, он составляет в их доме документ под названием «Природа Духа» — манифест своей веры в существование человеческого Духа после смерти. Основное положение этой работы состоит в том, что детерминизм традиционной физической картины мира и его очевидное противоречие с идеей свободы воли опровергаются новой наукой — квантовой физикой.

Вопрос об устройстве человеческого разума будет волновать его всю жизнь.

В сентябре  1936  года Тьюринг покидает Кембридж и перебирается в Амери­ку в Принстонский университет, где работает куратором. Там в  1938  году он получает степень доктора философии. В то время в Принстонском универ­ситете работали такие знаменитости, как Черч, Курант, Эйнштейн, Харди, фон Нейман.

Именно в  1935  году он впер­вые начал работать в области математической логики и проводить исследо­вания, которые уже через год привели к выдающимся результатам: решению одной из проблем Д. Гильберта и изобретению умозрительной машины (машины Тьюринга), по своему логическому устройству являющейся прооб­разом цифровых компьютеров, созданных только спустя десять лет.

Предыстория этого была следующей. В Париже в  1900  году на Международном математическом конгрессе знаменитый математик Давид Гильберт представил список нерешенных проблем. В этом списке второй значилась задача доказательства непротиворечивости системы аксиом обычной ариф­метики, формулировку которой в дальнейшем Гильберт уточнил как “Entscheidungs problem” (проблема разрешимости). Она заключалась в нахожде­нии общего метода, который позволил бы определить, “выполнимо ли дан­ное высказывание на языке формальной логики, т. е. установить его истин­ность”.

Алан Тьюринг впервые услышал об этой проблеме на лекциях Макса Ньюмена в Кембридже (он работал там преподавателем математики с  1924  года) и в течение  1936  года получил ответ: проблема Гильберта оказа­лась неразрешимой. Результаты работы он описал в своей знаменитой статье в  1936 — 1937  годах. Но “значение статьи, в которой Тьюринг изложил свой результат, — писал Джон Хопкрофт, — простирается за рамки той задачи, по поводу которой статья была написана.

Работая над проблемой Гильберта, Тьюрингу пришлось дать четкое определение самого понятия метода. От­талкиваясь от интуитивного представления о методе как о некоем алгорит­ме, т. е. процедуре, которая может быть выполнена механически (здесь, по-видимому, Тьюринг воспользовался терминологией М. Ньюмена — “чисто механический процесс”, примененной на лекции, излагающей проблему Гильберта), без творческого вмешательства, он показал, как эту идею можно воплотить в виде подробной модели вычислительного процесса.

Полученная модель вычислений, в которой каждый алгоритм разбивался на последова­тельность простых, элементарных шагов, и была логической конструкцией, названной впоследствии машиной Тьюринга”.

Значение работы Тьюринга для теории вычислений велико : “Машина Тью­ринга за данный большой, но конечный промежуток времени способна справиться с любым вычислением, которое может выполнить всякий сколь угодно мощный современный, компьютер”.

Период жизни и деятельности Алана Тьюринга с  1939  по  1945  год долгое время был скрыт завесой секретности. Мать Тьюринга, опубликовавшая в  1959  году воспоминания о сыне, скупо писала, что сразу же после объявле­ния войны Тьюринга приняли на работу в качестве государственного слу­жащего в управление связи Министерства иностранных дел. Вначале его местопребывание сохранялось в тайне, хотя позднее стало известно, что он работал в Блетчли-парке близ Лондона, где проводилась особо секретная работа по криптоанализу. Работа в Блетчли-парке велась в рамках засек­реченного проекта “Ультра”, целью которого был поиск метода расшифровки секретных не­мецких кодов.

В 1939 году британское военное ведомство поставило перед Тьюрингом задачу разгадать секрет «Энигмы» – специального устройства, использовавшегося для шифровки радиограмм в германском военно-морском флоте и в «люфтваффе». Британская разведка раздобыла это устройство, но расшифровывать перехваченные радиограммы немцев не удавалось.

Для шифрования секретнейших приказов верховного главнокомандования вер­махта, аппарата полиции, СД, СС в Германии использовалась электрическая шифровальная машина “Энигма”. Еще до начала Второй миро­вой войны поляки сумели сделать точную ко­пию “Энигмы” и переправить ее в Англию. Но без ключа и схемы коммутации (немцы меняли их три раза в день), даже имея в качестве при­емника еще одну “Энигму”, трудно было де­шифровать сообщение. Для разгадки секретного шифра в Блетчли-парке собралось любопытное общество выдающихся математиков, шахмати­стов, любителей кроссвордов, знатоков различ­ных областей знаний и даже двух музыкантов. Среди этих людей, оторванных от внешнего мира, был и Алан Тьюринг, возглавлявший од­ну из групп, в которой работали двенадцать ма­тематиков и четыре лингвиста.

27-летнего Тьюринга и его коллег охватил настоящий спортивный азарт. Немцы считали «Энигму» неприступной. Сложность дешифровки усугублялась тем, что в закодированном слове получалось больше букв, чем в оригинале. Тем не менее, Тьюринг уже через полгода разработал устройство, названное им «Бомбой», которое позволяло читать практически все сообщения «люфтваффе». А спустя ещё год был «взломан» и более сложный вариант «Энигмы», использовавшийся нацистскими подводниками. Это во многом предопределило успех британского флота.

Заслуги Алана Тьюринга были по достоинству оценены: после разгрома Германии он получил орден, был включён в научную группу, занимавшуюся созданием британской электронно-вычислительной машины. В 1951 году в Манчестере начал работать один из первых в мире компьютеров. Тьюринг занимался разработкой программного обеспечения для него. Тогда он написал и первую шахматную программу для ЭВМ. Это был только алгоритм, потому что компьютера, способного применить эту программу, ещё не существовало.

В Манчестерском университете с конца  1940  года под руководством ф. Уильямса и Т. Килбурна разрабатывалась вычислительная машина “Марк-1″. 21 июля  1948  года на машине была запущена 52-минутная программа, и в настоящее время считается, что “Марк-1″ был первым действующим компь­ютером с хранимой программой.

При работе над усовершенствованием манчестерской машины М. Ньюмен первым пришел к изобретению индексного регистра, а А. Тьюринг написал первое руководство по программированию. Кроме того, Тьюрингом было придумано еще одно новшество. В машине “Марк-1″ использовался 5-бит­ный код для представления команды, причем каждая команда содержала 4 таких кода, т. е. 20 бит.

С целью облегчения программирования Тьюринг предложил поставить в соответствие каждому 5-битному коду определенный символ из набора 32 знаков (25) — по числу возможных комбинаций. Сим­волы, которые, по Тьюрингу, соответствовали пятизначному двоичному ко­ду, содержали цифры, буквы и знаки препинания, имеющиеся на стандарт­ной клавиатуре телепринтера. Например, символ “/” (косая черта) был обо­значен как 00000, буква “R” — 01010 и т. д.

В дальнейшем, как известно, символы компьютеров, в том числе и современных персональных, стали за­нимать 8-битный код (байт). Их число может достигать 256 различных зна­ков (28).

Первая его статья “Intelligent Machinery” в форме отчета Национальной физической лаборатории вышла в  1948  году, а затем в  1950  году в английском журнале “Mind” была опубликована его основопо­лагающая статья “Computing Machinery and Intelligence”. В русском переводе она вышла под названием “Может ли машина мыслить?”. И сегодня анализ этой проблемы Тьюрингом “остался, пожалуй, самым лучшим из всего, что стоит прочитать каждому желающему понять суть дела”.

Я собираюсь рассмотреть вопрос “Могут ли машины мыслить?” — этими словами Тьюринг начинает статью, но вскоре он заменяет исходную поста­новку вопроса совершенно иной, в которой “мышление” машины рассмат­ривается в технических терминах. В качестве критерия оценки мыслительной деятельности машины Тьюринг предлагает использовать ее действия в процессе “игры в имитацию” (Imitation game). Эта “игра” в дальнейшем получила название теста Тьюринга.

Современном понимании тест Тьюринга интерпретируют следующим образом: если машина способна имитировать поведение, которое эксперт-экзаменатор не сможет отличить от поведения человека, обладающего мыс­лительными способностями (у Тьюринга испытуемые — человек и машина отделены от эксперта-экзаменатора, задающего вопросы, стенами комнат и общаются посредством телеграфа), то машина также обладает этими способностями.

О Тьюринге, как о личности с нетрадиционными взглядами, со странностями характера, вспоминают многие его коллеги. О его чудачествах ходили легенды. Живя в Кембридже, он никогда не ставил часы по сигналам точного времени, а вычислял время в уме, отмечая положение определенной звезды.

В Блетчли-парке в начале июня каждого года с ним происходили сильные приступы сенной лихорадки (аллергии), и тогда он приезжал на работу на велосипеде в противогазе, спасаясь от пыльцы. У его велосипеда был дефект: через регулярные промежутки времени спадала цепь. Вместо того чтобы починить его, он подсчитывал число оборотов педалей, чтобы вовремя слезть с велосипеда и поправить цепь. Он привязывал, как вспоминает И. Гуд, цепью свою кружку к радиатору отопления, чтобы ее не стащили.

Однажды Тьюринг, узнав о падении курса английского фунта, расплавил имеющиеся серебряные монеты и закопал слиток на территории парка, но затем забыл, где именно. Тьюринг был неплохим спортсменом. После войны, чувствуя необходимость в физической разрядке, он пробежал длинную дистанцию и нашел, что преуспел в этом. Затем он выиграл трехмильную и десятимильную дистанции своего клуба, оба раза в рекордное время, а в  1947  году занял пятое место в марафонском забеге.

Всё рухнуло буквально в один день. В 1952 году квартиру Тьюринга обокрали. В ходе расследования выяснилось, что это сделал один из друзей его сексуального партнёра. Учёный никогда, в общем-то, не скрывал своей «нетрадиционной сексуальной ориентации», но и вызываю ще себя не вёл. Однако скандал с кражей получил широкую огласку, и в результате обвинение в «непристойном поведении» было выдвинуто против самого Тьюринга. 31 марта 1953 года состоялся суд. Приговор предполагал выбор: либо тюремное заключение, либо инъекции женского гормона эстрогена (способ химической кастрации). Он выбрал последнее.

8 июня 1954 года Алан Мэтисон Тьюринг был найден мёртвым в своём доме. Он покончил жизнь самоубийством, отравившись цианистым калием.

Раствор цианида Тьюринг впрыснул в яблоко. Надкусив его, он скончался. Через несколько дней ему исполнилось бы 42 года.

24 декабря 2013 года Тьюринг был посмертно помилован королевой Великобритании Елизаветой II.

Современным математикам, программистам и компьютерным инженерам имя Алана Тьюринга хорошо знакомо еще со студенческой скамьи: всем им приходилось изучать «машину Тьюринга» — «основу основ» теории алгоритмов. Без «машины Тьюринга» не обходится ни один серьезный учебник по математической логике и теории вычислимости.

Почти за каждым выдающимся научным открытием стоит удивительная история. За «машиной Тьюринга» стоит история жизни научного гения — гения, который лишь через много лет после своей трагической смерти получил достойное признание.

Роль А.Тьюринга в истории информатики отнюдь не исчерпывается одним лишь изобретением «машины Тьюринга», как это может иногда показаться из-за относительной скудости опубликованных (на русском языке) сведений о нем.

intolimp.org

Обработка информации и алгоритмы

§9. Обработка информации и алгоритмы.

Рыженко Е. В. МБОУ г. Астрахани » СОШ №64″

Модель обработки информации.

Исходные данные

Исполнитель

Результаты

Правила обработки

Виды обработки информации

• получение новой информации, новых сведений;
• изменение формы представления информации;
• систематизация, структурирование данных;
• поиск информации.

исполнитель

человек

машина

• действует не всегда формально и однозначно;
• творческий подход;
• разные способы решения задачи.

• формальное выполнение.

Для обозначения формализованных правил, определяющих последовательность шагов обработки информации используется понятие алгоритма.

Аль- Хорезми

(780-850 г.г. н. э.)

Теория алгоритмов

• 30-ые годы XX века.
• главный вопрос: Для всякой ли задачи обработки информации может быть построен алгоритм решения?

Модели алгоритмической машины

Машина Тьюринга

Машина Поста

На основании моделей Тьюринга, Поста и некоторых других учёные 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 — СКИ.

Алгоритм управления работой алгоритмической машины представляет собой конечную последовательность команд, посредством выполнения которой машина решает задачу обработки информации.

понятность

дискретность

точность

конеч ность

Свойства алгоритма

Шаг алгоритма

Команда алгоритма

отдельное действие, которое исполнитель выполняет по команде.

отдельная инструкция в описании алгоритма.

Вопросы:

• Приведите примеры процессов обработки информации, которые чаще всего вам приходится выполнять во время учёбы. Для каждого примера определите исходные данные, результаты и правила обработки. К каким видам обработки относятся ваши примеры?
• Если вы решаете задачу по математике и используете калькулятор, то какова ваша функция в этом процессе и какова функция калькулятора?
• Какие проблемы решает теория алгоритмов?
• Почему калькулятор нельзя назвать алгоритмической машиной, а компьютер можно?

Домашнее задание:

• Используя алгоритм Евклида, найдите НОД для чисел 114 и 66. Сколько шагов алгоритма при этом вам пришлось выполнить?
• Придумайте минимально необходимую систему команд для кассового аппарата, который подсчитывает стоимость покупок и сумму сдачи покупателю. Опишите алгоритм управления работой таким автоматом.

Источники информации:

• Информатика и ИКТ. Базовый уровень. 10-11кл.Семакин И. Г., Хеннер Е. К., Москва. Бином. Лаборатория знаний. 2012.
• контент сайта Office.com

• http:// im4-tub-ru.yandex.net/i?id=110815816-12-72&n=21
• http:// im7-tub-ru.yandex.net/i?id=311437946-70-72&n=21
• http:// im5-tub-ru.yandex.net/i?id=214625922-04-72&n=21

videouroki.net

Презентация к уроку по информатике и икт (10 класс) по теме: Автоматическая обработка информации

Слайд 1

Автоматическая обработка информации Информатика 10 класс

Слайд 2

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.

Слайд 3

Английский ученый Алан Тьюринг предложил модель такого исполни­теля, получившую название «машина Тьюринга». По замыслу Тьюринга, его «машина» является универсальным исполнителем об­работки любых символьных последовательностей в лю­бом алфавите.

Слайд 4

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.

Слайд 5

Ал­горитм, по которому работает машина Поста, будем на­зывать программой. Договоримся о терминологии: под словом «програм­ма» мы всегда будем понимать алгоритм, записанный по строгим правилам языка команд исполнителя — на языке программирования для данного исполнителя.

Слайд 6

Опишем архитектуру машины Поста. Име­ется бесконечная информационная лента, разделенная на позиции — клетки. В каждой клетке может либо сто­ять метка (некоторый знак), либо отсутствовать (пусто). v v v v v Вдоль ленты движется каретка — считывающее устройство. На рисун­ке она обозначена стрелкой. Каретка может передвигаться шагами: один шаг — смещение на одну клетку вправо или влево. Клетку, под которой установлена каретка, будем называть текущей. Каретка является еще и процессором машины. С ее помощью машина может: • распознать, пустая клетка или помеченная знаком; • стереть знак в текущей клетке; • записать знак в пустую текущую клетку.

Слайд 7

Если произвести замену меток на единицы, а пустых клеток — на нули, то информацию на ленте можно будет рассматривать как аналог двоично­го кода телеграфного сообщения или данных в памяти компьютера. Существенное 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.

Слайд 8

Назначение машины Поста — производить преобразования на инфор­мационной ленте. Исходное состояние ленты можно рассматривать как исходные данные задачи, конечное состояние ленты — результат реше­ния задачи. Кроме того, в исходные данные входит информация о началь­ном положении каретки.

Слайд 9

Система команд машины Поста Команда Действие n ← m Сдвиг каретки на шаг влево и переход к выполнению команды с номером m n → m Сдвиг каретки на шаг вправо и переход к выполнению команды с номером m n v m Запись метки в текущую пустую клетку и переход к выполнению команды с номером m n ↕ m Стирание метки в текущей клетке и переход к выполнению команды с номером m n ! Остановка выполнения программы n ? m,k Переход в зависимости от содержимого текущей клетки: если текущая клетка пустая, то следующей будет выполняться команда с номером m , если непустая – команда с номером k

Слайд 10

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 11

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины v v v v

Слайд 12

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 13

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 14

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 15

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 16

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 17

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 18

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 19

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 20

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины v

Слайд 21

П ример программы решения задачи на машине Поста Исходное состояние показано на рисунке. Машина должна стереть знак в текущей клетке и присоединить его слева к группе знаков, расположен­ных справа от каретки. v v v v v Команда Действие 1 ↕ 2 Стирание метки; переход к следующей команде 2 → 3 Сдвиг вправо на один шаг 3 ? 2 , 4 Если клетка пустая, то переход к команде 2, иначе – к команде 4 4 ← 5 Сдвиг влево на шаг (команда выполнится , когда каретка выйдет на первый знак группы) 5 v 6 Запись метки в пустую клетку 6 ! Остановка машины

Слайд 22

В процессе выполнения приведенной программы многократно повторя­ется выполнение команд с номерами 2 и 3. Такая ситуация называется циклом. Напомним, что цикл относится к числу основных алгоритмичес­ких структур вместе со следованием и ветвлением.

Слайд 23

Источники http://images.yandex.ru/yandsearch?rpt=simage&ed=1&text=% D0%90%D0%BB%D0%B0%D0%BD%20%D0%A2%D1%8C%D1%8E%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B3&p=11&img_url=www.mathcomp.leeds.ac.uk%2Fturing2012%2FImages%2FTuring7.jpg http://ru.wikipedia.org/wiki/ Файл: Emil_Leon_Post.jpg Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Информатика и ИКТ 10-11. И здат ельство БИНОМ Лаборатория знаний, 2009

nsportal.ru