Управление и алгоритмы

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