"Информатика (базовый уровень)", Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шеина Т.Ю.
Обработка информации — это преобразование данных из одной формы или состояния в другую, чтобы получить нужные сведения или результат. Её выполняют человек или техническое устройство, например компьютер. Для автоматической обработки составляют алгоритм — точную последовательность команд, понятных конкретному исполнителю. Поэтому при решении задачи важно определить исходные данные, требуемый результат, исполнителя и доступные ему команды.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Обработка информации — это преобразование информации из одной формы или состояния в другую для получения нужного результата. Например, текст можно найти, отсортировать или представить в виде таблицы. Понятие нужно, чтобы отличать активное изменение данных от их простого хранения.
Алгоритм — точное и понятное исполнителю описание последовательности действий, ведущих к решению задачи. В нём указывается, что делать сначала, затем и на следующих шагах. Алгоритм нужен, чтобы получать результат не случайно, а по однозначному плану.
Исполнитель алгоритма — человек, компьютер или другое устройство, которое выполняет команды. Возможности исполнителя не безграничны: он умеет выполнять только определённые действия. Указание исполнителя помогает составить команды, которые действительно можно выполнить.
Система команд исполнителя — набор команд, доступных конкретному исполнителю. Например, компьютер может сравнивать числа и искать слово в файле, если такие операции предусмотрены программой. Это понятие позволяет проверить, не содержит ли алгоритм невыполнимых указаний.
Информацию обрабатывают, когда нужно получить из имеющихся данных новые сведения или нужное представление. При поиске из большого текста выделяют подходящий фрагмент, а при сортировке меняют порядок элементов. Поэтому результатом обработки бывает не только число, но и найденная запись, упорядоченный список или преобразованный документ.
Обработку выполняет человек, если он читает, сравнивает и делает выводы, или техническое устройство, если оно действует автоматически. Компьютер сам по себе не определяет цель работы: он преобразует данные по заданным правилам и командам. Такая точность полезна там, где много однотипных действий или требуется быстро обработать большой объём информации.
Любая задача связывает исходные данные с требуемым результатом. Сначала выясняют, что уже дано и что должно получиться, а затем подбирают действия, которые преобразуют одно в другое. Например, для поиска слова исходными данными будет файл и искомое слово, а результатом — найденное положение слова или сообщение об отсутствии.
Алгоритм должен быть понятен именно тому исполнителю, которому он предназначен. Человек может понять указание «прочитать текст», а простое устройство — только команды вроде «сравнить» или «вывести». Команды за пределами системы команд нельзя выполнить, даже если человеку очевидно, какой результат имелся в виду.
Компьютер исполняет алгоритм последовательно: получает команду, выполняет её и переходит к следующей, используя полученные данные. Так автоматизируется обработка информации, а одинаковая последовательность действий приводит к сопоставимому результату. Если команда задана неточно или порядок действий нарушен, компьютер не сможет исправить замысел человека.
Таблица помогает разобрать задачу до начала записи алгоритма. Сначала заполните исходные данные и результат, затем определите исполнителя и его команды. После этого проверьте каждый шаг: понятен ли он исполнителю и приводит ли вся последовательность к цели.
| Понятие или этап | Что указать | Вопрос для проверки |
|---|---|---|
| Задача | Исходные данные и требуемый результат | Что дано и что нужно получить? |
| Исполнитель | Кто или что выполняет действия | Кому предназначен алгоритм? |
| Система команд | Команды, доступные исполнителю | Понимает ли исполнитель каждую команду? |
| Алгоритм | Точная последовательность допустимых команд | Приводит ли выполнение к нужному результату? |
Условие. Дан текстовый файл, требуется найти в нём заданное слово. Исполнителем может быть компьютер с текстовым редактором или поисковой программой, поскольку он умеет читать файл и сравнивать фрагменты текста. Обработка должна привести к указанию найденного слова или к сообщению, что совпадений нет.
Ответ. Исполнитель — компьютер с программой поиска. Обработка состоит из чтения, сравнения и вывода результата, а команды должны входить в систему команд этой программы.
Условие. Исполнитель умеет сравнивать два числа и выводить большее. Поэтому алгоритм должен использовать только ввод чисел, сравнение, условный выбор и вывод, а не неопределённое указание «выбрать большое число».
Ответ. Для набора 7 и 4 исполнитель сравнит числа и выведет 7. Для набора 3 и 9 условие окажется ложным, поэтому будет выведено 9.
Условие. Дан список чисел, требуется расположить его элементы от меньшего к большему. Один из понятных способов — неоднократно сравнивать соседние элементы и менять их местами, если левый больше правого. Такой план разбивает сложную обработку на короткие действия, доступные компьютеру.
Ответ. Компьютер последовательно выполняет сравнения и перестановки, сохраняя список в памяти. Например, из последовательности 3, 1, 2 после обработки получится 1, 2, 3. Остановка подтверждает, что все соседние элементы расположены в нужном порядке.
Считать обработкой только вычисления. Так происходит, потому что слово «обработка» часто связывают с формулами. Проверьте себя: поиск, сортировка и изменение формы представления тоже преобразуют информацию.
Записывать команды, непонятные исполнителю. Человек может мысленно дополнить расплывчатое указание, а программа этого сделать не может. Проверьте каждый шаг по системе команд конкретного исполнителя.
Оставлять неоднозначность. Фраза с несколькими возможными толкованиями допускает разные действия и результаты. Перечитайте команду и спросите себя, смогут ли два исполнителя выполнить её одинаково.
Путать задачу с алгоритмом. В условии описывают исходные данные и цель, поэтому оно не обязано содержать способ решения. Проверьте себя вопросами: «Что нужно получить?» — это задача, а «Какие шаги приведут к цели?» — алгоритм.
Для понимания обработки нужны представления об информации и данных. Также следует различать исходные данные, с которыми начинают работу, и результат, который получают после преобразования. Без этого невозможно точно сформулировать задачу.
Тема опирается на представление о компьютере как об устройстве, выполняющем команды. Компьютер не заменяет алгоритм, а исполняет его шаги в заданном порядке. Поэтому точность команд определяет правильность автоматической обработки.
Алгоритмы обработки станут основой программирования. Поиск и сортировка данных показывают, как общая задача превращается в последовательность действий, которую можно записать в программе и выполнить на компьютере.
Чем обработка информации отличается от простого хранения?
Хранение сохраняет информацию для последующего использования и не меняет её содержание или представление. Обработка преобразует данные: выполняет поиск, сортировку, вычисление или перевод в другую форму.
Всегда ли обработка информации выполняется компьютером?
Нет. Обрабатывать информацию может человек, группа людей или техническое устройство. Компьютер выполняет такую работу автоматически по заранее заданным командам.
Почему один и тот же алгоритм может не подойти разным исполнителям?
У исполнителей различаются системы команд и возможности. Команда, понятная компьютеру, может быть недоступна человеку или другому устройству, поэтому алгоритм нужно формулировать с учётом конкретного исполнителя.
Что такое система команд исполнителя?
Это набор команд, которые данный исполнитель способен понять и выполнить. Если команда не входит в систему команд, исполнитель не сможет использовать её в алгоритме.
Чем алгоритм отличается от условия задачи?
Условие задачи сообщает, какие данные даны и какой результат требуется получить. Алгоритм описывает последовательность действий, которая приводит от исходных данных к этому результату.
§ 9. Обработка информации и алгоритмы
