5. Процесс обработки информации

5.1. Понятие алгоритма и его свойства

До 40-х гг. прошлого столетия под алгоритмом понимали конечную совокупность точно сформулированных правил, которые позволяли решать те или иные классы задач. Основные свойства такого «интуитивного» понятия алгоритма:

1) Дискретность. Это свойство означает, то что алгоритм должен быть разбит на отдельные достаточно простые действия, причем выполнение каждого шага начинается после завершения предыдущего;

2) Массовость. Подразумевается, что алгоритм позволяет решать не одну конкретную задачу, а некоторый класс задач данного типа, но при этом обеспечивается возможность изменения исходных данных в определенных пределах;

3) Детерминированность. Процесс применения правил к исходным данным (путь решения задачи) однозначно определен;

4) Результативность. На каждом шаге процесса известно, что считать результатом этого процесса, а сам процесс должен прекратиться за конечное число шагов.

В общем случае при составлении алгоритма конкретной задачи актуальное значение имеет такое представление алгоритма, которое позволяет наиболее быстро реализовать его механизированным путем, в частности, с помощью ЭВМ. При этом для решения задачи с помощью ЭВМ ее необходимо запрограммировать, т. е. представить алгоритм решения задачи в виде последовательности команд, которые может выполнять машина. Однако процесс записи алгоритма в виде последовательности машинных команд очень длительный и трудоемкий. Его также можно автоматизировать, если использовать для записи алгоритмов алгоритмические языки, представляющие собой набор символов и терминов, связанных синтаксической структурой. Алгоритмы, записанные на алгоритмическом языке, автоматически с помощью специальной программы-транслятора переводятся в машинные программы для конкретной ЭВМ.

Алгоритм — конечный набор правил или команд (указаний), позволяющий исполнителю решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач.

Исполнителем может быть человек, группа людей, станок, компьютер и др.

Основными формами представления алгоритма являются: словесное описание, псевдокод, блок-схема, алгоритмический язык программирования.

5.2. Компьютерная обработка информации

5.2.1. Основные виды обработки данных

В настоящее время во всех вычислительных машинах информация представляется с помощью электрических сигналов. При этом возможны две формы представления численного значения какой-либо переменной, например X:

• в виде одного сигнала — например, электрического напряжения, которое сравнимо с величиной X (аналогично ей). Например, при X = 2003 единиц на вход вычислительного устройства можно подать напряжение 2,003 В (масштаб представления 0,001 В/ед.) или 10,015 В (масштаб представления 0,005 В/ед.);

• в виде нескольких сигналов — нескольких импульсов напряжений, которые сравнимы с числом единиц в X, числом десятков в X, числом сотен в X и т. д. (например, при X, равном 1995 единицам, на вход вычислительного устройства можно подать четыре импульса напряжением 1 В, 9 В и 5 В).

Первая форма представления информации (с помощью сходной величины - аналога) называется аналоговой, или непрерывной. Величины, представленные в такой форме, могут принимать принципиально любые значения в определенном диапазоне. Количество значений, которые может принимать такая величина, бесконечно велико. Отсюда названия — непрерывная величина и непрерывная информация.

Вторая форма представления информации называется дискретной. Такие величины, принимающие не все возможные, а лишь вполне определенные значения, называются дискретными (прерывистыми). В отличие от непрерывной величины количество значений дискретной величины всегда будет конечным.

Сравнивая непрерывную и дискретную формы представления информации, нетрудно заметить, что при использовании непрерывной формы для создания вычислительной машины потребуется меньшее число устройств (каждая величина представляется одним, а не несколькими сигналами), но эти устройства будут сложнее (они должны различать значительно большее число состояний сигнала).