Владимир Петров - История развития законов

Пример 2.7. Алгоритм

Алгоритм — это определенный порядок выполнения различных операций, приводящий к конкретному результату.

Алгоритм состоит из отдельных операций, выполняемых в определенном порядке.

Каждая из операций и порядок их выполнения в отдельности не приведут к необходимому результату. Соединенные в единую систему — алгоритм приобрел новое свойство — конкретный результат — системный эффект .

Анализ и синтез технических систем должны использовать системный подход.

Синтез ТС должен осуществляться в следующей последовательности:выявление потребностей, функций, принципа действия и систем (рис. 2.1) .

Рис. 2.1. Последовательность синтеза технической системы

Анализ ТС осуществляется в обратной последовательности: анализсуществующей системы , ее составных частей и процессов, анализ принципа действия системы, выявление функций системы и потребности , которую удовлетворяет данная система (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Последовательность системного анализа

В дальнейшем могут быть выбраны или разработаны альтернативные системы, использующие тот же принцип действия, или альтернативные системы, выполняющие ту же функцию, или альтернативные системы, удовлетворяющие данную потребность.

Потребность — нужда в чем-либо, необходимом для поддержания жизнедеятельности индивида, социальной группы, общества, внутренний побудитель активности 49 49 Экономический словарь http://abc.informbureau.com/html/iiodaaiinou.html . .

Функция(от лат. functio — совершение, исполнение) — процесс воздействия субъекта на объект, имеющий определенный результат.

Кроме того, функцию определяют и как « внешнее проявление свойств какого-либо объекта в данной системе отношений » 50 50 Функция — http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc1p/51082 . .

В дальнейшем будем использовать более краткую формулировку функции.

Функция — это действие субъекта на объект , приводящее к определенному результату (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Функция

Результатом действия может быть изменение параметра объекта или его сохранение .

Функция записывается в виде глагола .

Пример 2.8. Самолет

Самолет перевозит ( перемещает ) пассажиров. Самолет — субъект , перевозит — функция , пассажиры — объект . Перевозить — это значит изменять объект.

Пример 2.9. Кофе

Чашка удерживает кофе. Чашка — субъект , удерживает — функция , кофе — объект . Удерживать — это значит сохранять объект.

Пример 2.10. Компьютер

Компьютер обрабатывает информацию. Компьютер — субъект , обрабатывает — функция , информация — объект . Обрабатывать — это значит изменять объект (информацию).

Пример 2.11. Компьютерная память

Память запоминает информацию. Память — субъект , запоминает — функция , информация — объект . Запоминать — это значит сохранять объект (информацию).

Процесс(от лат. processus — продвижение) — это состояние какого-либо явления во времени.

Процесс можно определить, как 51 51 Процесс — БСЭ. См. также материал из Википедии. :

— последовательную смену состояний стадий развития.

— совокупность последовательных действий для достижения какого-либо результата (например, производственный потребности — последовательная смена трудовых операций).

Для технических систем мы в основном будем рассматривать второе определение. Первое определение характерно для развития систем.

Пример 2.12. Приготовление кофе

Операция 1 — измельчение зерен кофе. Операция 2 — молотый кофе засыпается в турку. Операция 3 — турка заливается водой. Операция 4 — турку ставят на огонь или помещают в разогретый песок. Операция 5 — ждут, пока поднимется пенка. Операция 6 — турку снимают с огня. Операция 7 — ждут, пока пенка опустится. Операции 5—7 повторяются несколько раз.

Пример 2.13. Компьютерная программа

Любая компьютерная программа работает по определенному алгоритму — порядку действий. Таким образом, компьютерная программа осуществляет процесс.

Пример 2.14. Алгоритм Евклида

В качестве процесса представим алгоритм Евклида — метод вычисления наибольшего общего делителя (НОД). Это один из древнейших алгоритмов, который используется до сих пор.

Наибольший общий делитель (НОД) — это число, которое делит без остатка два числа и делится само без остатка на любой другой делитель данных двух чисел. Проще говоря, это самое большое число, на которое можно без остатка разделить два числа, для которых ищется НОД.

Описание алгоритма нахождения НОД делением.

— Большое число делим на меньшее.

— Если делится без остатка, то меньшее число и есть НОД (следует выйти из цикла).

— Если есть остаток, то большее число заменяем на остаток от деления.

— Переходим к пункту 1.

Например, необходимо найти НОД для 30 и 18.

30/18 = 1 (остаток 12)

18/12 = 1 (остаток 6)

12/6 = 2 (остаток 0). Конец: НОД — это делитель. НОД (30, 18) = 6

Пример 2.15. Компилятор

Большинство компиляторов переводит программу с некоторого высокоуровневого языка программирования в машинный код, который может быть непосредственно выполнен процессором.

Компилятор состоит из следующих этапов.

1. Лексический анализ . На этом этапе последовательность символов исходного файла преобразуется в последовательность лексем. Цель лексического анализа — подготовить входную последовательность к грамматическому анализу.

2. Синтаксический (грамматический) анали з. Последовательность лексем преобразуется в дерево разбора.

3. Семантический анализ . Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) — например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то еще, удобным для дальнейшей обработки.

4. Оптимизация . Выполняется удаление излишних конструкций и упрощение кода с сохранением его смысла. Оптимизация может быть на разных уровнях и этапах — например, над промежуточным кодом или над конечным машинным кодом.

5. Генерация кода . Из промежуточного представления порождается код на целевом языке. В конкретных реализациях компиляторов эти этапы могут быть разделены или, наоборот, совмещены в том или ином виде.