Презентация - Автоматическая обработка информации

Слайд 1

Автоматическаяобработкаинформации

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

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

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 8

Пример 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 9

Пример 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 10

Пример 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 11

Пример 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 12

Пример 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

Пример 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

Пример 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

Пример 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

Пример 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

Пример 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

Пример 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 19

Пример 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 20

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.