Глава 3

Алгоритмика

§ 3.1 Алгоритм – модель деятельности исполнителя

Рассмотрим более подробно класс объектов, называемых исполнителями.

Исполнитель — это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определенный набор команд. Команды, которые может выполнить конкретный исполнитель, образуют систему команд исполнителя (СКИ).

Класс исполнителей необычайно разнообразен. Прежде всего, в нем выделяют два типа исполнителей: формальных и неформальных. Формальный исполнитель одну и ту же команду всегда выполняет одинаково. Неформальный исполнитель может выполнять команду по-разному.

Н апример, при многократном прослушивании кассеты с любимой мелодией вы можете быть уверены, что она воспроизводится проигрывателем (формальным исполнителем) одинаково. Но вряд ли кому-нибудь из певцов (неформальному исполнителю) удастся несколько раз совершенно одинаково исполнить песню из своего репертуара.

Как правило, человек выступает в роли неформального исполнителя. Формальными исполнителями являются преимущественно технические устройства. Человек в роли неформального исполнителя сам отвечает за свои действия. За действия формального исполнителя отвечает управляющий им объект.

Рассмотрим более подробно множество формальных исполнителей. Формальные исполнители необычайно разнообразны, но для каждого из них можно указать круг решаемых задач, среду, систему команд, систему отказов и режимы работы.

1. Круг решаемых задач. Каждый исполнитель создается для решения определенного класса задач.

2. Среда исполнителя. Область, обстановку, условия, в которых действует исполнитель, принято называть средой данного исполнителя.

3. Система команд исполнителя. Предписание о выполнении отдельного законченного действия исполнителя называется командой. Совокупность всех команд, которые могут быть выполнены некоторым исполнителем, образует СКИ - систему команд исполнителя.

4. Система отказов исполнителя. Отказ «не понимаю» возникает тогда, когда исполнителю подается команда, не входящая в его СКИ. Отказ «не могу» возникает тогда, когда команда из СКИ не может быть им выполнена в конкретных условиях среды.

5. Режимы работы исполнителя. Для большинства исполнителеи предусмотрены режимы непосредственного и программного управления. В первом случае исполнитель ожидает команд от человека и каждую поступившую команду немедленно выполняет. Во втором случае исполнителю сначала задается полная последовательность команд (программа), а затем он выполняет все эти команды в автоматическом режиме. Ряд исполнителей работает только в одном из названных режимов.

Управление — это процесс целенаправленного воздействия одних объектов на другие. 

У

Управляющий объект

Объект управления

правляющее

Воздействие

Исполнители являются объектами управления. Управлять ими можно, составив для них алгоритм.

Алгоритм — это предназначенное для конкретного исполнителя точное описание последовательности действии, направленных на решение поставленной задачи. Можно сказать, что алгоритм — модель деятельности исполнителя алгоритмов.

Алгоритмы могут быть записаны в виде таблицы, нумерованного списка на естественном языке или изображены с помощью блок-схемы. Программа — это алгоритм, записанный по правилам понятного исполнителю-компьютеру языка.

Алгоритм разрабатывается для решения некоторой задачи или класса задач. При этом:

1. выделяются фигурирующие в задаче объекты, устанавливаются свойства объектов, отношения между объектами и возможные действия с объектами;

2. определяются исходные данные и результат;

3. определяется точная последовательность действий исполнителя, обеспечивающая переход от исходных данных к результату;

4. последовательность действий записывается на языке, понятном исполнителю.