Алгоритмичните инструменти на компютърните науки

1. Концепцията на модел и симулация.

Общият състав на модел - е обект, системата обекти, процеси или явления, които са в известен смисъл подобна на други предмети, системни обекти, процеси или явления. Не съществува модел като такъв - терминът не изисква квалифицирано дума или фраза, като: модел на шах, модел струг, атом модел, модел на данните, модел на Вселената, и така нататък ..

Моделът може да се разглежда като физическо настройката, която симулира всяка друга настройка или процес, правен код (наказателна, гражданска и т.н.), който симулира правоотношенията в общността, на длъжностни характеристики за събиране на твърди и т.н.

Определяне на модела може да бъде определен, както следва:

Модел - официално описание на обекта, предмет система, процес или събитие, изразено от математическите отношения, наберете номера, както и (или) на текстове, графики, таблици, формули вербална и др ...

Ø За един обект, може да се изгради няколко модела, от друга страна, един модел може да се опише различни обекти.

Процесът на създаване (а понякога и изследвания) модел се нарича моделиране. Модел се използва широко в научните изследвания (за придобиване на нови знания за света), технология и практическа дейност.

Ø Не модел не може с абсолютна точност да възпроизвежда всички свойствата и поведението на прототипа, а оттам произлиза от модела или други числени резултати отговарят на действителността само приблизително с определена степен на точност.

Понякога точността на модела могат да бъдат изразени в единици (например процент), понякога трябва да бъде ограничено до "качествени" оценки и здравия разум.

2. Обща информация за разновидностите на модела. Определения и примери за математически и информационни модели.

За модели могат да създават различни видове класификации, в зависимост от една или повече функции, които са общи за определена група от модели.

Границите между модели на различни видове или класове, както и възлагането на модели за всеки тип или клас на основно конвенционално. Помислете за най-честите симптоми, които са класифицирана модел:

Ø предназначение;

Ø област на експертиза;

О, фактор време;

Ø начин на представяне.

За целите на използване могат да бъдат разграничени образователни модели, експериментален, симулация, игри, науката и технологиите.

По експертна област, можете да изберете модел биологични, икономически, исторически, социологически и т.н.

По времето, когато фактор споделен модел статична и динамична. Статичен модел отразява структурата и параметрите на обекта, така че това също се нарича структурна. Той описва обекта в определен момент дава парче на информация за него. Динамичният модел отразява на процеса на функциониране на обекта или на промените и развитието на процеса във времето.

изпълнение Posposobu (форма, описание, представяне) модели, се считат за материални и нематериални.

Материалните модели - това е по същество (физически) копия от симулационни обекти. Пример: глобус - глобус форма модел.

Абстрактни модели, от своя страна, са разделени на психическото и информационна.

· Информационни модели прилагат информационните процеси (събиране, трансфер, обработката и използването на информация) с компютър.

· Според степента на формализация на умствените модели са преносен и символично забележителност.

Ø геометрична (рисунка, икона рисунка, карта, план, поглед в перспектива);

Ø структура (таблица, графика, диаграма, диаграма);

Ø вербална (естествена описание език);

Ø алгоритмична (номериран списък, етап изброяване блокова диаграма).

Ø математически - са представени от математически формули, които показват параметрите на връзката;

Ø специални - бележки, химически формули;

Ø алгоритмично - програма.

От свойствата на моделите могат да бъдат разграничени няколко: адекватност. пълнота. детайл.

Адекватност - степента, до която моделът представлява обект.

По този начин, създаване, изследване и използване на модели е универсална и не е "привилегия" от основно компютърни науки и информационни технологии.

Помислете за математическите модели и модели на данни, за прилагане на информационните процеси (преработка, преобразуване и пренос на данни) с компютъра.

Компютърна технология играе решаваща роля в цифровата изучаването на различни математически модели, които са предназначени, например, в икономиката.

Математически модел - система от математически отношения, описващи процеса или явлението.

Математическо моделиране - стъпка по подготовката и изследване на математически модели.

Икономическата-математическо моделиране, като един от системни методи за научни изследвания, дава възможност да се установят причините за формализирана форма на промени в икономическите явления, законите на тези промени и последиците от тях, както и дава възможност да се предскаже икономическото развитие.

Икономическо-математически модел (EMM) - това описание, което показва, икономическия процес или явление, с помощта на един или повече математически изрази (уравнения, функции, неравенствата идентичности), имитиращи (показване) поведението на симулирания обект в дадените или възможни условия на недвижими неговото съществуване.

Информация модели обикновено са базирани на математически модели.

Информация модел - набор от информация за даден обект, който описва свойствата и състоянието на обект, процес или явление, както и комуникации и връзки с външния свят.

Информация и логически модели или Infological модели отразяват на предметната област като набор от информационни обекти и техните структурни взаимоотношения. За да се отрази sistemsrazlichnymi структури, използващи различни видове логически модели:

· Таблични модели се използват за описване на обекти с еднакъв набор от качества. Може да бъде динамична и статична. Свойствата на обекта показани в списък и техните стойности са подредени в правоъгълна маса клетки.

· Йерархични модели primenyayutsyadlya описания на обекти, разположени на различни нива на йерархията. Всеки елемент на елементите на по-високо ниво може да се състои от по-ниско ниво, и долната елемент слой може да съдържа само един елемент на по-високо ниво.

· Мрежа модели се използват за отразяване на такива системи, при които връзките между елементите имат сложна структура

Компютърна технология се използва широко за създаване на така наречените информационни модели на обекти, процеси, явления.

В този курс, информационни модели (логически) са разгледани в раздела на бази данни (йерархичен, мрежов, а таблицата).

Основни понятия за тези модели:

· Object (нещо, което съществува и се различават, например, една книга)

· Умение (свойство, характеристика на обекта, например заглавието на книгата или публикация)

· Умение стойност (например "Computer").

Информация модел обект или набор obektovnazyvaetsya набор от атрибути (характеристики) на обекта (и) заедно с числени стойности на тези или други атрибути.

Това определение ще обясни един пример. Да речем, че искате да създадете информационен модел на вашата библиотека.

Въпреки това, един компютър със специален софтуер може да обработва модел, че от това може да премахне цялата информация за книгите в библиотеката си.

Да предположим, че множеството от атрибути за библиотеката # 8209; следното:

· Жанр (научни, исторически, фантастика и т.н.);

По този начин, можете да получите повече или по-малко пълна информация модел, към който вече е възможно да се използват компютърните технологии, за да търсят информация, която трябва.

3. Основните етапи на разработване на софтуерни системи.

Modern компютър може да реши различни видове проблеми, като например компютри (които определят определено количество) и функционални (за създаването на набор от функции).

За да използвате компютъра в изследването обект, процес, явление или "рутинни" обработването на информация, ние първо трябва да:

Ø ясно представляват проблем, идентифициране на изходните данни, представянето на резултатите;

Ø разработи модел;

Ø допълнително трябва да създадем един алгоритъм за решаване на проблема.

Ø да се напише програма на език за програмиране, който ще бъде разбрано от компютъра.

Тъй като компютърът може да действа само по формални схеми подготвени за него човек, защото е класическа триада модел компютърни науки - алгоритъм - програма. В много случаи, етапите на алгоритмично моделиране и неотделими едно от друго (например при разработването на модела на производствения процес).

4. Концепцията на алгоритъма, свойства на алгоритъм, методите за запис алгоритъм.

Необходим етап в процеса на решаване на проблема на компютър - е да се разработи алгоритъм. В тази връзка, алгоритмите представляват ценност сама по себе както интелектуалните ресурси на обществото.

Концепцията на един алгоритъм, свързани с основните понятия на компютърните науки, се появи много преди появата на компютрите, и се превърна в един от основните понятия на математиката.

Думата "алгоритъм" произлиза от името на големия централен математик азиатски Мохамед ал-Khwarizmi (IX в.), Който описва правилата за извършване на четирите аритметични операции: събиране, изваждане, умножение и деление с мулти-номера.

По-късно, в Европа тези правила, наречени алгоритми от Algorithmi - латинското изписване на името Ал-Khwarizmi.

В момента на понятието алгоритъм се използва не само в областта на математиката. Той се използва в много области на човешката дейност, например, се говори за алгоритъм за управление на процеси, алгоритъмът на играта на шах. алгоритъм с помощта на домакински уред. pathfinding алгоритъм в лабиринта. ракети алгоритъм за управление на полета, и така нататък. н.

Той разполага с определението на понятието "изпълнител алгоритъм" за обяснение на понятията за "алгоритъм" от съществено значение. Алгоритъмът е формулиран въз основа на конкретен изпълнител, като например човек, особено на автомобил - автоматичен, и т.н. ...

Алгоритъмът е ръководство за действие за художника, така че значението на думата "алгоритъм" е близка по значение на думата "инструкция" или "рецепта".

Algoritm- ясни и точни инструкции (указание) Художници представят поредица от действия за постигане на тази цел, или да решат проблема.

Горното не е дефинирано в математическия смисъл на думата, а по-скоро отразява интуитивното разбиране на алгоритъма, разработена в продължение на много години.

Целта на алгоритъма - рецепция резултат (резултат), като определено отношение на първоначалните данни.

За алгоритъм, можете да вземете различни набори от входни данни, т.е.. Д., можете да използвате същия алгоритъм за решаване на клас от подобни проблеми с различни входни данни. Това свойство на алгоритъма обикновено се нарича маса.

Разбираемост алгоритъм означава да се знае художник, който трябва да се направи, за изпълнението на този алгоритъм.

Алгоритъмът е представен като краен поредица от стъпки. Твърди се, че алгоритъмът е дискретна структура. Поради това, изпълнението му е разделен за изпълнение на нейните отделни стъпки (всяка изпълнение на следващата стъпка започва след предишния). Изпълнение на алгоритъма се прекратява след краен брой стъпки. Когато алгоритъмът на някои от неговите стъпки може да се повтаря много пъти.

Алгоритъмът е предназначена за чисто механично прилагане. Тази функция е много важно, по-специално, че ако същия алгоритъм за зареждане за изпълнение на различни художници, те ще дойдат до същия резултат, при условие че тези изпълнители разбират алгоритъм. Тя се определя от алгоритъма дава възможност да се повери своята машина изпълнение, който не разполага "здрав разум". По този начин, от текста на алгоритъма е да бъдем най-точни, за да се идентифицират напълно всички действия на изпълнителя.

Всяка стъпка на алгоритъма да се изпълни точно и в определено време. В този смисъл, алгоритъмът трябва да бъде ефективна. т. е. Изпълнителният действие на всеки етап от изпълнението на алгоритъма трябва да е достатъчно проста, така че те биха могли да изпълняват точно и в определено време. Обикновено отделните инструкции на изпълнителя, съдържаща се във всяка стъпка на алгоритъма, наречени отбори. По този начин, ефективността на алгоритъма, свързана с всяка команда в рамките на определено време. В допълнение, ефективност означава chtoalgoritm може да се направи не само за финала, както и разумен крайно време.

алгоритъм Recorder

В компютърните науки, ние сме разработили добре дефинирана традиция в представителството на алгоритми, предназначени за различни изпълнители. Средствата се използват за записване на алгоритми, до голяма степен се определя от алгоритъма е предназначен за всеки човек на изкуството.

Помислете за основните средства, използвани за записване на алгоритми.

Вербална запис на алгоритъма:

Вербалната форма обикновено се използва за алгоритми ориентирани художник - на хора. команди алгоритмите са номерирани, за да могат да се отнасят до тях.

Пример вербална klassicheskiyalgoritm Евклид форма алгоритъм за записване за намиране на най-голям общ делител на две цели числа: