Управление и алгоритмы Что изучает наука кибернетика Какие системы управления существуют Что такое алгоритм управления Как описываются алгоритмы и какие виды алгоритмов существуют. В 1948 году в США и Европе вышла книга Винера "Кибернетика или Управление и связь в животном и машине", ознаменовавшая своим появлением рождение нового научного направления кибернетики. Норберт Винер (26.11.1894 - 1964) Кибернетика – это наука об управлении и связях в живых организмах и технических устройствах. Управление – это информационное целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых – управляющие, другие – управляемые (исполнители) Алгоритм управления Управляющий объект Управляющее воздействие Прямая связь – это процесс передачи команд управления. Управляемый объект Алгоритм управления – последовательность команд по управлению объектом, выполнение которых приводит к достижению заранее поставленной цели. Мухаммед ибн Муса ал-Хорезми (в переводе с арабского это означает «Мухаммед, сын Мусы из Хорезма»), сокращенно Ал-Хорезми.(в 825 году) Управление – это информационное целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых – управляющие, другие – управляемыми (исполнители) Алгоритм управления Управляющий объект Управляющее воздействие Обратная связь Обратная связь – это процесс передачи данных о состоянии исполнителя. Управляемый объект Системы управления Системы, в которых роль управляющего объекта поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением. Системы управления Автоматизированные (АСУ) Предприятия, отрасли экономики Предлагает руководителю оптимальные варианты управляющих решений, но окончательное решение принимает человек. Системы управления Автоматические (САУ) Технические объекты Автоматический процесс управления без участия человека в режиме реального времени. Программа управления ЭВМ ЦАП АЦП Управляемый объект Датчики Свойства алгоритма 1. 2. 3. 4. 5. Дискретность (алгоритм должен состоять из отдельных шагов (действий), следующих в определенном порядке); Массовость (один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными); Понятность (каждая команда должна определять однозначное действие исполнителя); Однозначность (Единственность толкования правил выполнения действий). Конечность (исполнение алгоритма должно завершиться за определенное число шагов); Способы записи алгоритма 1. Словесно-пошаговый (с помощью разговорного языка) . Пример: Составьте алгоритм вычисления выражения у=2х+в, при х=5, в=5. 1. Ввести х=5 2. Ввести В=5 3. Вычислить у=2х+в 4. Напечатать у Способы записи алгоритма . 2. Графический (блок-схема) (обозначение действий с помощью графических изображений) Элементы блок-схемы Начало или конец алгоритма Обращение к вспомогательно му алгоритму Ввод или вывод информации Начало цикла Простая команда, вычисление Комментарий Проверка условия Порядок выполнения действий Способы записи алгоритма 3. Алгоритмический язык (единообразная и точная запись алгоритма) Var uch:array[1..50] of integer; i, n, mr, km: integer; msr: real; Begin writeln (‘Введите количество учеников в классе:’); Readln (n); Randomize; For i:=1 to n do begin uch[i]:=random(301)-150; end; For i:=1 to n do begin write (uch[i],’ ‘); end; Readln; End. Базовые алгоритмические структуры 1. Следование (линейный алгоритм) – это однозначная последовательность действий Команда 1 Команда 2 ... Команда N Базовые алгоритмические структуры 2. Ветвление – разделение алгоритма на два пути (две ветви) по некоторому условию с дальнейшим выходом на общее продолжение Да Серия 1 Условие Нет Серия 2 Полное ветвление Да Условие Нет Серия Неполное ветвление Базовые алгоритмические структуры 3. Цикл – повторение некоторой группы действий по условию Условие Да Серия 1 Нет Способы соединения структурных элементов Последовательный А1 Вложенный А1 А2 А2 Структурный подход к разработке алгоритмов Любой управляющий алгоритм может быть построен из базовых структур (следование, ветвление, цикл). Метод последовательной детализации (построение алгоритма «сверху вниз») Программа – это алгоритм, записанный на языке исполнителя Формальная работа исполнителя программы Среда исполнителя – обстановка, в которой функционирует исполнитель. Система команд исполнителя (СКИ) Множество команд управления исполнителем Данные Исполнитель Алгоритм Результат