Выполни задание по алгоритму: Задание 13. Раздел 1. Информатика. 3 класс. А.В. Горячев ГДЗ – Рамблер/класс

Алгоритмы. Задачи. 3-й класс

Одна из целей изучения пропедевтического курса информатики в начальной школе звучит так: “Формирование навыков решения задач с применением таких подходов к решению, которые наиболее типичны и распространены в информатике: алгоритмический подход, предполагающий овладение умением планировать последовательность действий для достижения цели, а так же решения задач, для которых ответом является описание последовательности действий”.

Достижению этой цели помогут следующие задачи, которые можно использовать как для закрепления изученного, так и для проверки уровня освоения программного материала.

Задачи 1-4 – это упрощенный вариант знаменитой задачи “Волк, коза, капуста”, которые можно перенести на интерактивную доску и наглядно демонстрировать решение.

1. Лодочнику нужно перевезти через реку лису Алису, верблюда Жеваку и цыпленка Цыпу. Но лодка такова, что в ней может поместиться лодочник, а с ним или только верблюд Жевака, или только лиса Алиса, или только цыпленок Цыпа. Если оставить на берегу лису с цыпленком, то лиса съест цыпленка. Как лодочнику перевезти всех на другой берег реки?

Приложение 1

2. Лодочнику нужно перевезти через реку кота Базилио, мышку Норушку и собаку Тотошку. Но лодка такова, что в ней может поместиться лодочник, а с ним или только кот Базилио, или только мышка Норушка, или только собака Тотошка. Если оставить на берегу кота с мышкой, то кот съест мышку. Как лодочнику перевезти всех на другой берег реки?

Приложение 2

3. К переправе через реку подошли Щенок, Жираф и Ослик. Как лодочнику перевезти всех на другой берег реки в порядке уменьшения роста животных, если в лодку к лодочнику может сесть кто – то один. Напишите алгоритм переправы животных на другой берег реки.

Приложение 3

4. К переправе через реку подошли Мамонтёнок, Ёжик и Львёнок. Как лодочнику перевезти всех на другой берег реки в порядке увеличения массы животных, если в лодку к лодочнику может сесть кто – то один. Напишите алгоритм переправы животных на другой берег реки.

Приложение 4

Задачи 5-6 ориентированы на личный опыт ученика и могут иметь два способа решения: один способ указан на упаковке чая или кофе, другой способ приготовления ученики могут увидеть дома.

5. Пронумеруй команды алгоритма “Приготовление чая”. Впиши номер команды в клетку.

Приложение 5

6. Пронумеруй команды алгоритма “Приготовление кофе”. Впиши номер команды в клетку.

Приложение 6

Ветвление

Задачи 7-10 можно использовать для отработки навыков выполнения алгоритма по блок-схеме с ветвлением, когда ученики используют цветные карандаши, а так же выполнять алгоритм в растровом графическом редакторе Paint, используя инструмент “Заливка” (графические файлы – это Рисунок-Приложение).

1. Выполни задание алгоритма “Цвет фруктов”.

Приложение 7

Рисунок-Приложение 7

2. Выполни задание алгоритма “Раскрась цветы”.

Приложение 8

Рисунок-Приложение 8

3. Впиши пропущенные команды на схеме алгоритма. Выполни задание по алгоритму.

Приложение 9

Рисунок-Приложение 9

4. Впиши пропущенные команды на схеме алгоритма. Выполни задание по алгоритму.

Приложение 10

Рисунок-Приложение 10

Задачи по теме «Алгоритмы» (3-4 класс).

Фамилия Имя __________________________________ Класс ______________

1. Выполни задание по алгоритму.

РАСКРАСЬ РИСУНОК

1. Начало

2. Возьми цветные карандаши

3. ПОВТОРЯЙ ДЛЯ КАРАНДАШЕЙ (красного, жёлтого, зелёного, красного)

4. ЕСЛИ на рисунке есть два не раскрашенных яблока

ТО 5. Раскрась КАРАНДАШОМ две груши

6. Раскрась листочки зеленым карандашом

7. Раскрась веточки коричневым карандашом

8. Убери карандаши

9. Конец

2. Выполни задание по алгоритму.

РАСКРАСЬ ЯБЛОКИ

1. Начало

2. Возьми цветные карандаши

3. ПОВТОРЯЙ ДЛЯ КАРАНДАШЕЙ (красного, зелёного, жёлтого)

4. Посмотри на рисунок

5. Найди самое большое яблоко

6. Раскрась яблоко

7. Убери карандаши

8. Конец

3. Для каждой части рисунка, ограниченной замкнутой линией, выполни алгоритм.

НАЧАЛО

Возьми цветные карандаши

ДА

НЕТ

Число больше 10?

НЕТ

ДА

Число делится на 3?

Число четное?

ДА

НЕТ

раскрась синим карандашом

раскрась зелёным карандашом

раскрась коричневым карандашом

Число делится на 5?

НЕТ

ДА

раскрась жёлтым карандашом

раскрась красным карандашом

9

30

20

20

Убери карандаши

3

20

КОНЕЦ

8

20

8

40

50

20

50

20

15

4

30

15

40

4

12

3

6

15

30

3

14

6

17

17

13

50

2

4. Нарисуй бусы, которые собрала Маша, выполняя алгоритм. Обведи команды красным карандашом, которые Маша будет выполнять несколько раз.

НАЧАЛО

Нанизать 1 зелёную бусину

Нанизать 2 жёлтых бусины

На нитке больше 12 бусин?

НЕТ

Нить для бус

ДА

КОНЕЦ

5. Помогите Михаилу Потаповичу приготовить блины. Запиши алгоритм приготовления блинов, воспользовавшись рецептом.

Рецепт приготовления. Для приготовления блинов нужно взбить яйца, соль, сахар, молок. Добавить просеянную муку, быстро замесить тесто. Жарить разу же, смазывая сковороду салом. Готовые блины смазать сливочным маслом.

6. У Маши было 5 красных бусин, 10 синих, 3 желтых. Маша нанизывала бусы, выполняя алгоритм. Нарисуй бусы, которые получились.

НАЧАЛО

Нанизать 2 красных бусины

Нанизать 2 синих бусины

Нанизать 1 жёлтую бусину

Нет жёлтых бусин?

НЕТ

ДА

Нанизать 2 синих бусины

Нить для бус

Нанизать 2 красных бусины

КОНЕЦ

Презентация «Задания по алгоритмам» — информатика, презентации

библиотека
материалов

Содержание слайдов

Номер слайда 1

Занимательные задания по теме «Алгоритмы»

Номер слайда 2

Препятствие в виде возвышенности Умный? Подъем Обход Нет Да Ответ: Умный в горе не пойдет, умный гору обойдет По блок-схеме составьте пословицу

Номер слайда 3

Зима? Телега Нет Да Лето? Да Нет Сани Ответ: Готовь сани летом, а телегу — зимой По блок-схеме составьте пословицу

Номер слайда 4

Ответ: Куй железо, пока горячо По блок-схеме составьте пословицу

Номер слайда 5

Пылкие сердечные чувства Избранник в поле зрения? Полное забвение Нет Да Ответ: С глаз долой, из сердца вон По блок-схеме составьте пословицу

Номер слайда 6

Ответ: 1-4-3-5-2-6 Исправьте алгоритм «Поездка в гости» Выйти из дома. Выйти из автобуса. Сесть в автобус № 10. Дойти до автобусной остановки. Проехать 3 остановки. Дойти до дома, в котором живет друг.

Номер слайда 7

Ответ: 1 На рисунках алгоритма пришивания пуговицы перепутаны две картинки. Какие?

Номер слайда 8

Ответ: Вирус В слове «Парус» замените буквы по алгоритму

Номер слайда 9

Ответ: 3-2-5-4-1 Установите правильную последовательность действий в алгоритме Вынуть флешку из разъема Проверить содержимое флешки на вирусы Вставить флешку в компьютер Остановить работу флешки Скачать нужный файл

Номер слайда 10

Ответ: Желтые В коллекции хранятся бабочки различных цветов. Чтобы узнать, какого цвета бабочки преимущественно составляли коллекцию, выполни алгоритм.

Номер слайда 11

Ответ: Ромашки Буратино подарил Мальвине букет цветов. Из каких цветов был составлен букет ты узнаешь, если выполнишь представленный ниже алгоритм.

Номер слайда 12

Ответ: Встретили Ослика и Сову Наступил солнечный день. Пятачок и Винни — Пух договорились встретиться с друзьями на берегу озера. Определите, с кем из своих друзей они встретились?

Номер слайда 13

Ответ: 3 По алгоритму из стрелок воспроизведи рисунок. Что у тебя получилось?

Номер слайда 14

Ответ: 43 Вычислительная машина считает по алгоритму, изображенному в виде блок-схемы. Если a=17, чему будет равен результат?

Номер слайда 15

Ответ: 4 Кого из приведенных ниже живых существ или материальных объектов нельзя назвать Исполнителем?

Номер слайда 16

Ответ: Сказка о рыбаке и рыбке О какой из следующих сказок можно сказать, что в ней действие описывается по алгоритму с циклом? 1) Сказка о мертвой царевне и семи богатырях; 2) Снегурочка; 3) Курочка-ряба; 4) Сказка о рыбаке и рыбке.

Номер слайда 17

Ответ: 1-В; 2-Г; 3-А; 4-Д; 5-Б. Команды поиска смерти Кащея Бессмертного описываются линейным алгоритмом. У Ивана-Царевича были помощники. Установи соответствие между исполнителями и действиями.

Номер слайда 18

Ответ: 10 При рисовании стрелками пиктограммы «Солнце» была сделана ошибка. Найди ошибку.

Номер слайда 19

Ответ: Информация Начни с ячейки (4,4) и, двигаясь по стрелкам, собери слово.

Номер слайда 20

Ответ: Знак Расшифруйте слово по алгоритму, представленному в виде блок-схемы. Исходное слово: СНЕГ.

Номер слайда 21

1) Y = X * X – 9; 2) Y = 20 – 2X; 3) Y = 3X + 1; 4) Y = 5X – 9. Ответ: 3 Вам известны входные (x) и выходные (y) сигналы. Определите, по какому алгоритму происходят изменения.

Номер слайда 22

Ответ: 3-4-2-1 Расставь фрагменты и восстанови историю.

Номер слайда 23

1) Добавь перед словом букву «С», 2) Буквы «И» и «К» поменяй местами, 3) Буквы «Л» и «М» поменяй местами, 4) Букву «М» замени на «Н», 5) Букву «А» замени на «И». Ответ: Синклит. Собрание высших сановников в Греции Выполни алгоритм и ты узнаешь, какое слово зашифровано.Что оно означает?

Номер слайда 24

Ответ: в четвертом блоке В рисовании пиктограммы «Добрая память» с помощью стрелок в одном из блоков сделана ошибка. В каком?

Номер слайда 25

Ответ: Программирование Разгадайте ребус

Номер слайда 26

Ответ: Программист Разгадайте ребус

Номер слайда 27

Ответ: Исполнитель Разгадайте ребус

Номер слайда 28

Выкопать в земле ямку Опустить в ямку саженец Засыпать ямку с саженцем землей Полить саженец водой Ответ: линейный, словесная форма Определите тип алгоритма и форму его представления.

Номер слайда 29

Ответ: разветвляющийся, блок-схема Подъехал Иван Царевич к камню Направо пойдешь? Нет Да Голову сложишь Коня потеряешь Определите тип алгоритма и форму его представления.

Номер слайда 30

Ответ: циклический, блок-схема Начало Все задачи по математике решены? Решить задачу Пойти гулять до ужина Конец Да Нет Определите тип алгоритма и форму его представления.

Номер слайда 31

Ответ: ветвление. «Витязь на распутье», В.М. Васнецов Определите тип алгоритма. Название картины и автора

Урок 29. Алгоритмы с повторениями. Практическая работа № 13. Создаем циклическую презентацию

Урок 29. Алгоритмы с повторениями. Практическая работа № 13. Создаем циклическую презентацию

Ключевые слова: 
• линейные алгоритмы 
• алгоритмы с ветвлениями 
• алгоритмы с повторениями

В алгоритмах команды записываются друг за другом в определённом порядке. 

Алгоритмы с повторениями

На практике часто встречаются задачи, в которых одно или несколько действий бывает необходимо повторить несколько раз, пока соблюдается некоторое заранее установленное условие.

Форма организации действий, при которой выполнение одной и той же последовательности действий повторяется, пока выполняется некоторое заранее установленное условие, называется циклом (повторением). Алгоритм, содержащий циклы, называется циклическим алгоритмом или алгоритмом с повторениями.

Ситуация, при которой выполнение цикла никогда не заканчивается, называется зацикливанием. Следует разрабатывать алгоритмы, не допускающие таких ситуаций.

Рассмотрим пример из жизни. Вот так может выглядеть блок-схема действий школьника, которому перед вечерней прогулкой следует выполнить домашнее задание по математике (рис. 62). 

Это циклический алгоритм. При его исполнении действие «Решить задачу» будет выполнено столько раз, сколько задач содержит домашнее задание ученика. 

Вопросы и задания

          1. Какие алгоритмы называют линейными? Приведите пример линейного алгоритма.

          2. Исполнитель Вычислитель умеет выполнять только две команды: умножать на 2 и прибавлять 1. Придумайте для него наиболее короткий алгоритм получения из 0 числа 50.

          3. Какая форма организации действий называется ветвлением? Приведите пример алгоритма, содержащего ветвление.

          4. Вспомните сюжет русской народной сказки «Гуси-лебеди». Какие условия должна была выполнить её героиня? Вспомните другие сказки, герои которых должны были совершить выбор, определяющий их судьбу.

          5. Прочитайте отрывок из стихотворения Дж. Родари «Чем пахнут ремёсла? »:

У каждого дела запах особый: 
     В булочной пахнет тестом и сдобой. 
     Мимо столярной идешь мастерской — 
     Стружкою пахнет и свежей доской. 
     Пахнет маляр скипидаром и краской. 
     Пахнет стекольщик оконной замазкой. 
     Куртка шофёра пахнет бензином, 
     Блуза рабочего — маслом машинным.

     Перефразируйте информацию о профессиях с помощью слов «ЕСЛИ … ТО».

          6. Из 9 монет одинакового достоинства одна фальшивая (более лёгкая). За какое минимальное число взвешиваний на чашечных весах без гирь вы можете её определить?

          7. Какая форма организации действий называется повторением? Приведите пример алгоритма, содержащего повторение.

          8. В каких известных вам литературных произведениях имеет место циклическая форма организации действий?

          9. Где окажется исполнитель, выполнивший 16 раз подряд следующую группу команд?

     пройти 10 метров вперёд 
     повернуть на 90° по часовой стрелке

          10. Какую группу действий и сколько раз следует повторить при решении следующей задачи?

          Сорок солдат подошли к реке, по которой на лодке катаются двое мальчиков. Как солдатам переправиться на другой берег, если лодка вмещает только одного солдата либо двух мальчиков, а солдата и мальчика уже не вмещает?

          11. Вспомните задачу о Вычислителе, умеющем только умножать на 2 и прибавлять 1. Разрабатывать для него рациональные (короткие) программы будет значительно проще, если вы воспользуетесь следующей блок-схемой: 

Используя эту блок-схему, составьте рациональные программы получения из числа 0 чисел 1024 и 500. 

Компьютерный практикум

Ресурсы ЕК ЦОР

Компьютерный практикум

1. Запустите программу PowerPoint.

2. На вкладке Главная в группе Слайды щёлкните мышью на кнопке Макет. Выберите Пустой слайд.

3. С помощью готовых фигур (вкладка Вставка, группа Иллюстрации) на пустом слайде изобразите девочку, прыгающую через скакалку. Это может выглядеть,например, так: 

4. Добавьте в презентацию ещё три копии слайда с изображением девочки. Внесите в изображение изменения, соответствующие основным фазам прыжка через скакалку. Это может выглядеть, например, так: 

5. Настройте циклическую демонстрацию слайдов. Для этого:

          1) на вкладке Показ слайдов в группе Настройка щёлкните на кнопке Настройка демонстрации;

          2) установите флажок непрерывный цикл до нажатия клавиши ESC

          3) задайте смену слайдов Вручную;

          4) щёлкните на кнопке ОК.

6. Запустите презентацию — кнопка F5 .

7. Запустите презентацию в режиме автоматической смены слайдов.

8. При наличии времени дополните слайды по своему усмотрению. Например, можно использовать в качестве фонового рисунок Дом.bmp из папки Заготовки, созданный вами ранее в графическом редакторе Paint.

9. Сохраните работу в личной папке под именем Скакалочка. 
 

1. Запустите программу OpenOffice.org Impress. Создайте пустую презентацию.

2. С помощью инструментов панели Рисование на четырёх слайдах изобразите девочку, прыгающую через скакалку. При создании каждого следующего слайда старайтесь как можно больше использовать изображение на предыдущем слайде.

3. Когда все четыре слайда будут готовы, с помощью команды Смена слайдов меню Демонстрация задайте смену слайдов Автоматически через 1 сек.

4. В меню Демонстрация выберите команду Параметры демонстрации. Выберите тип показа слайдов Автоматически, установите длительность паузы перед повторным показом слайдов 00:00:00 и щёлкните на кнопке 

В этом режиме происходит циклическое повторение показа слайдов. Для прекращения показа используется клавиша Esc.

5. Запустите презентацию, нажав на клавишу F5.

6. При наличии времени дополните слайды по своему усмотрению. Например, можно использовать в качестве фонового рисунок Дом.bmp из папки Заготовки, созданный вами ранее в графическом редакторе KolourPaint.

7. Сохраните работу в личной папке под именем Скакалочка. 
 

1. Самостоятельно придумайте сюжет для циклической презентации.

2. Реализуйте свой проект средствами редактора презентаций. Подготовьтесь представить свою работу товарищам по классу. 
 

Теперь вы умеете 
— создавать презентацию из нескольких слайдов; 
— организовывать непрерывную циклическую демонстрацию презентации

Cкачать материалы урока

 Презентация «Типы алгоритмов»

 Презентация «Типы алгоритмов» (Open Document Format)

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Page 31 — Источник 2019 2

методическая копилка

                     1                                       2                                3          4
         Умение находить 1–2 суще-  Расскажи (напиши), почему белочка не замерзает зимой?
         ственных признака явления
         (события, понятия) на основе
         прочтения текста
                                                  Коммуникативные УУД
         Уметь задавать вопросы    Сформулируй два вопроса к тексту
         Умение работать в паре    Выполните задание в паре, следуя инструкции учителя
         Умение строить монологиче-  Составь краткий рассказ по иллюстрации
         ское высказывание
         Умение контролировать свои  Понаблюдай за собой: получается ли у тебя не перебивать дру-
         действия                  гих, не говорить обидные слова?
                                                                                                     Таблица 2
                              Лист оценки метапредметных результатов за 2-й класс
                                       учени___ 2 «___» класса школы № ____
                                _______________________________________________
                    +    Я знаю и умею                 ?    Знаю, не уверен                 –    Пока не знаю,  не умею


                 Критерий                                 Задание                        Самооценка   Оценка
                     1                                       2                                3          4
                                                   Регулятивные УУД
         Умение принимать учебную   Вспомни и запиши цель урока (проводится по окончании урока)
         цель
         Умение следовать инструкции  Найди ошибку в задании, выполненном другим учеником.
         учителя                   Пользуйся алгоритмом
         Умение осуществлять дей-  Отметь только те учебные задачи, которые помогали достигать
         ствия по образцу          цель урока (проводится по окончании урока: ученикам предлага-
                                   ется избыточный список задач)
         Умение оценить свой резуль-  Расскажи, как ты оцениваешь себя по критерию: «умение нахо-
         тат по одному критерию    дить абзацы в тексте» (на примере хрестоматии по окружающе-
                                   му миру) и покажи оценку на «волшебной линеечке»
                                                  Познавательные УУД
         Умение читать простые моде- Рассмотри иллюстрацию о животных и зарисуй символами рас-
         ли и схемы, дополнять их  положение животных и их количество. Объясни свой рисунок
         Умение понимать простейшие  Ответь на вопрос: «Почему листья на березе пожелтели?» (на
         отношения между понятиями,  примере научно-популярного текста, в котором нет прямого от-
         событиями                 вета на вопрос)
         Умение ориентироваться в   Выполни задание учителя строго по алгоритму и объясни его
         пространстве
         Умение сравнивать и группи-  Сравни объекты по величине, цвету, распредели их в группы
         ровать по одному критерию  (объекты могут быть выделены из научно-популярного текста,
                                   иллюстрации, рисунка)
                                              Чтение: работа с информацией
         Умение находить явную ин-  Найди 3-е предложение 2-го абзаца и запиши его в тетрадь
         формацию в тексте
         Умение анализировать ин-  Во втором абзаце текста подчеркни двумя линиями все слова,
         формацию по заданным кри-  обозначающие признаки предметов
         териям
         Умение извлекать и интер-  Найди значение слова, используя словарь и энциклопедию.
         претировать информацию из   Чем определение в словаре отличается от определения в энци-
         справочной литературы     клопедии?

                                           ИСТОЧНИК        № 2       2019                                   31

Что такое алгоритм? «Вкратце» объяснение

Алгоритм — это список инструкций и правил, которые компьютер должен выполнить для выполнения задачи.

Алгоритмы присутствуют во всем, что мы делаем. Но для тех, кто не склонен к математике и программированию, термин «алгоритм» не совсем понятен.

(На самом деле шутка гласит, что разработчики используют слово «алгоритм», когда не хотят объяснять, что они сделали.)

Итак, вы, возможно, слышали этот термин раньше, даже использовали его.Но что такое алгоритм?

Что такое алгоритм?

По сути, алгоритмы — это просто последовательность инструкций, которые выполняются шаг за шагом, чтобы сделать что-то полезное или решить проблему. Например, вы можете рассматривать рецепт торта как алгоритм приготовления торта.

В вычислениях алгоритмы предоставляют компьютерам последовательное руководство по выполнению действий. Они состоят из точного списка инструкций, которые точно определяют, как выполнить задачу.

Итак, что такое алгоритм? Их можно рассматривать как мини-инструкции, рассказывающие компьютерам, как выполнять данную задачу или манипулировать данными.

Как работают компьютерные алгоритмы?

Компьютерные алгоритмы работают через ввод и вывод. Они принимают входные данные и применяют каждый шаг алгоритма к этой информации для генерации выходных данных.

Например, поисковая система — это алгоритм, который принимает поисковый запрос в качестве входных данных и ищет в своей базе данных элементы, относящиеся к слова в запросе.Затем он выводит результаты.

Вы можете легко визуализировать алгоритмы в виде блок-схемы. Исходные данные приводят к шагам и вопросам, которые необходимо проработать по порядку. Когда каждый раздел блок-схемы завершен, сгенерированный результат является выходом.

Алгоритмы и автоматизация

Пока это звучит достаточно просто, но для чего нужен алгоритм? Истина определенно широка.

Алгоритмы используются во всех областях ИТ и вычислительной техники. Они могут манипулировать и обрабатывать данные, а также выполнять вычисления или действия различными способами.

Прекрасным примером алгоритмов в действии является программное обеспечение для автоматизации. Это потому, что автоматизация работает, следуя установленным правилам для выполнения задач. Эти правила образуют алгоритм.

Итак, программное обеспечение для автоматизации состоит из множества алгоритмов, работающих для автоматизации ваших процессов.

Например, для одной из ваших автоматизированных задач требуется ваш программное обеспечение для автоматизации, которое принимает всю платежную информацию, полученную по электронной почте, и помещает его в электронную таблицу. Для этого вы устанавливаете ряд правил и условий. для программы — алгоритм.

В данном случае вводом является каждое входящее электронное письмо. Затем каждое из этих писем проходит через каждый шаг — или правило — для выполнения задачи. Это может включать сканирование каждого электронного письма на предмет ключевых терминов. Электронные письма, содержащие эти термины, затем переходят к следующему шагу, продолжая следовать каждому шагу, чтобы идентифицировать и извлекать соответствующие данные. Результатом является информация, которая помещается в электронную таблицу.

TL; DR

Итак, что такое алгоритм? Это карты, описывающие основной способ что-то делать.В вычислениях алгоритм — это список инструкций и правил, которые компьютер должен выполнить для выполнения задачи.

Больше из угла «ELI5»

Навигация по сообщениям

Что такое алгоритмы? Руководство по алгоритмам для детей

Что такое алгоритм?

Алгоритм — это набор пошаговых процедур или набор правил, которым нужно следовать, для выполнения определенной задачи или решения конкретной проблемы. Алгоритмы повсюду вокруг нас.Рецепт выпечки торта, метод, которым мы решаем длинное деление проблема, и процесс стирки — все это примеры алгоритма. Вот как может выглядеть выпечка торта, записанная в виде списка инструкций, как и алгоритм:

1. Разогреть духовку
2. Соберите ингредиенты
3. Отмерьте ингредиенты
4. Смешайте ингредиенты, чтобы получилось жидкое тесто
5. Смазать сковороду
6. Вылейте тесто в форму
7. Поставить противень в духовку
8. Установить таймер
9. Когда сработает таймер, достаньте форму из духовки
10. Наслаждайтесь!

Алгоритмическое программирование — это все о написании набора правил , которые инструктируют компьютер, как выполнять задачу.Компьютерная программа — это, по сути, алгоритм, который сообщает компьютеру, какие конкретные шаги нужно выполнить, в каком конкретном порядке, для выполнения конкретной задачи. Алгоритмы пишутся с использованием определенного синтаксиса в зависимости от используемого языка программирования.

Типы алгоритмов

Алгоритмы классифицируются на основе концепций, которые они используют для выполнения задачи. Хотя существует много типов алгоритмов, наиболее фундаментальными типами алгоритмов информатики являются:

1. Алгоритмы разделения и подчинения — разделите задачу на более мелкие подзадачи одного типа; решить эти более мелкие проблемы и объединить эти решения для решения исходной проблемы.
2. Алгоритмы перебора — попробуйте все возможные решения, пока не будет найдено удовлетворительное решение.
3. Рандомизированные алгоритмы — используйте случайное число хотя бы один раз во время вычисления, чтобы найти решение проблемы.
4. Жадные алгоритмы — найти оптимальное решение на локальном уровне с целью найти оптимальное решение для всей проблемы.
5. Рекурсивные алгоритмы — решить самую низкую и простую версию проблемы, чтобы затем решать все более крупные версии проблемы, пока не будет найдено решение исходной проблемы.
6. Алгоритмы поиска с возвратом — разделите проблему на подзадачи, каждую из которых можно попытаться решить; однако, если желаемое решение не достигнуто, двигайтесь назад в задаче, пока не найдете путь, который двигает ее вперед.
7. Алгоритмы динамического программирования — разбейте сложную проблему на набор более простых подзадач, затем решите каждую из этих подзадач только один раз, сохраняя их решение для будущего использования вместо того, чтобы повторно вычислять их решения.

Пример алгоритма

Сборка кубика Рубика

Для решения кубика Рубика существует ряд различных алгоритмов, от простых до очень сложных. Ниже приведен лишь один простой алгоритм. Во-первых, давайте определим используемую нотацию (аналогично выбору языка программирования).

Каждая из шести граней кубика Рубика может быть представлена ​​первой буквой своего имени:

• U — до
• D — вниз
• L — левая
• R — правая
• F — перед
• B — задний

Каждое лицо можно повернуть в трех разных направлениях.На примере U они представлены как:

• U — по часовой стрелке на четверть оборота верхней грани
• U ‘ — против часовой стрелки на четверть оборота верхней грани
• U2 — на пол-оборота в обе стороны от верхней грани

Теперь давайте рассмотрим шаги алгоритма для решения кубика Рубика . Не стесняйтесь взять один из своих и следовать за ним!

Шаг 1: Крест

1. Сначала отразите некоторые края так, чтобы на верхней грани появился белый крест.
2. Выполните следующие повороты: F , R ‘, D’ , R , F2 , R ‘, U , R , U’ , R ‘ , R2 , L2 , U2 , R2 , L2 .
3. Крест решен.

Шаг 2: Белые уголки

1. Теперь края на белой грани закончены, но углы остались.
2. В зависимости от того, где находится бело-оранжево-зеленый угол в головоломке, примените одну из следующих серий ходов:
1. Внизу: R ’, D’ , R , D (повторяйте, пока угол не переместится в правильное место)
2. Верх: R ’, D’ , R , D (при этом угол перемещается вниз; затем следуйте инструкциям выше)

Шаг 3: края среднего слоя

1. Переверните куб так, чтобы белый цвет оказался внизу.
2. Найдите край на верхней грани, на котором нет желтого цвета.
3. Выполните разворот так, чтобы цвет передней грани кромки совпал с центром.
4. В зависимости от направления, в котором может двигаться кромка, выполните одну из следующих серий поворотов:
1. Слева: U ’, L’ , U , L , U , F , U ’, F’
2. Справа: U , R , U ’, R’ , U ’, F’ , U , F )

Шаг 4: Желтый крест

1. Выполните следующие повороты, пока на грани не появится желтый крест с желтым центром: F , R , U , R ’, U’ , F ’.
2. Если есть L-образная форма, где две желтые части расположены рядом друг с другом, примените следующие повороты: F , U , R , U ‘, R’ , F ‘.
3. Если есть форма «Линия», которая является горизонтальной, примените следующие повороты: F , R , U , R ’, U’ , F ’.

Шаг 5: Sune и Antisune

1. Посмотрите на лицо с желтым центром.
2. В зависимости от следующих непредвиденных обстоятельств, примените одну из следующих серий поворотов:
1. Если имеется только один ориентированный угол: R , U , R ’, U , R , U2 , R’ (повторяйте, пока не будет достигнуто желаемое положение)
2. Имеется один ориентированный угол и один правый угол: U2 , R , U2 , R ’, U’ , R , U ’, R’

Шаг 6: Завершение головоломки

1. Ищите комплекты «фар» (две наклейки одного цвета в одном ряду, разделенные наклейкой другого цвета).
2. В зависимости от того, сколько их, примените одну из следующих серий поворотов:
1. При наличии комплекта фар с каждой стороны: R , U ‘, R , U , R , U , R , U’ , R ‘ , U ‘, R2
2. В противном случае: R ’, F , R’ , B2 , R , F ’, R’ , B2 , R2

Алгоритмы сортировки

Алгоритм сортировки — это алгоритм, который размещает элементы списка в определенном порядке, обычно в числовом или лексикографическом порядке.Сортировка часто является важным первым шагом в алгоритмах, решающих более сложные проблемы. Есть большой количество алгоритмов сортировки, каждый со своими преимуществами и затратами. Ниже мы сосредоточимся на некоторых наиболее известных алгоритмах сортировки.

1. Линейная сортировка : Найдите наименьший элемент в списке для сортировки, добавьте его в новый список и удалите из исходного списка. Повторяйте это, пока исходный список не станет пустым.
2. Пузырьковая сортировка : Сравните первые два элемента в списке и, если первый больше второго, поменяйте их местами.Повторите это с каждой парой смежных элементов в списке. Затем повторяйте этот процесс, пока список не будет полностью отсортирован.
3. Сортировка вставкой : сравнивайте каждый элемент в списке со всеми предыдущими элементами, пока не будет найден меньший элемент. Поменяйте местами эти два элемента. Повторяйте этот процесс, пока список не будет полностью отсортирован.

Где используются алгоритмы в компьютерных науках?

Алгоритмы используются во всех областях информатики.Они составляют основу поля. В информатике алгоритм дает компьютеру определенный набор инструкций , , который позволяет компьютеру делать все , будь то запущенный. калькулятор или запуск ракеты. Компьютерные программы, по своей сути, представляют собой алгоритмы, написанные на языках программирования, понятных компьютеру. Компьютерные алгоритмы играют большую роль в том, как работают социальные сети: какие сообщения появляются, какая реклама видны и так далее. Все эти решения принимаются алгоритмами.Программисты Google используют алгоритмы для оптимизации поиска, прогнозирования того, что пользователи собираются вводить, и многого другого. При решении проблем большая часть компьютерного программирования — это умение сформулировать алгоритм.

Почему важно понимать алгоритмы?

Алгоритмическое мышление или способность определять четкие шаги для решения проблемы имеет решающее значение во многих различных областях. Даже если мы этого не осознаем, мы все время используем алгоритмы и алгоритмическое мышление. Алгоритмическое мышление позволяет студентам разбивать задачи и концептуализировать решения в терминах дискретных шагов . Чтобы понять и реализовать алгоритм, студенты должны практиковать структурированное мышление и способность рассуждать.

Узнайте больше о том, как алгоритмы программирования помогают развивать навыки логического мышления.

Столбец функций из AMS

Упаковка бункеров и планирование машин

5.Алгоритм обработки списка для машинного планирования

Теперь будет дан очень упрощенный подход к машинному планированию. Рассматриваемые нами задачи планирования полностью детерминированы. Это означает, что время выполнения каждой задачи, составляющей сложную работу, известно заранее. Кроме того, нам дан ориентированный граф, который называется орграфом анализа задач , который указывает, какие задачи идут непосредственно перед другими задачами. Стрелка от задачи T _i к T _j означает, что задача T _i должна быть завершена до начала задачи T _j .Такие ограничения очень часто встречаются при выполнении отдельных задач, составляющих сложную работу. Все мы знаем, что при строительстве нового дома закладка фундамента должна происходить до того, как будет установлена ​​крыша. Обратите внимание, что этот орграф не будет иметь направленной схемы (например, способ следовать по ребрам, начинать с вершины и возвращаться туда), потому что это привело бы к противоречию в отношениях приоритета между задачами. Кроме того, в орграфе анализа задачи ниже каждая вершина, которая представляет задачу, имеет время для задачи внутри круга, соответствующего этой вершине.

Рисунок 1

Мы хотим запланировать эти шесть задач на фиксированном количестве идентичных машин таким образом, чтобы задачи выполнялись как можно раньше. Иногда это называют поиском рабочего цикла для задач, составляющих работу. Мы также хотим уточнить, какие задачи должны быть запланированы на каких машинах в течение определенного периода времени. Мы будем предполагать, что планирование выполняется таким образом, чтобы ни одна машина не оставалась добровольно бездействующей, и что как только машина начинает работать над задачей, она будет продолжать работать над ней без перерыва до тех пор, пока задача не будет завершена.

Есть интересная эвристика, с помощью которой можно подойти к этой проблеме. Преимущество эвристики состоит в том, что она относительно проста для программирования на компьютере, а при выполнении вручную разными людьми приводит к одному и тому же расписанию для задач (поскольку указаны способы разрыва связей). Обычно эвристика дает хорошее приближение к оптимальному расписанию. Этот алгоритм (эвристический) известен как алгоритм обработки списка . Алгоритм работает, координируя планирование задач на машинах и принимая во внимание «список приоритетов», а затем согласовывая этот список с требованиями, предъявляемыми орграфом анализа задач.

Вы можете рассматривать данный список как своего рода список приоритетов, который не зависит от требований планирования, налагаемых орграфом анализа задач. Задачи приведены в списке, поэтому при чтении слева направо задачи с более высоким приоритетом указываются первыми. Например, список может отражать порядок задач в зависимости от размера денежных выплат, которые будут произведены после завершения задач. В качестве альтернативы список может быть выбран с конкретной целью минимизировать время выполнения задач.

Что касается построения расписания, задача называется готовой в момент времени t , если она еще не была назначена процессору и все задачи, которые предшествуют ей в орграфе анализа задачи, были завершены к моменту времени т . Для орграфа анализа задач на рисунке 1 задачи, готовые в момент времени 0, — это T ₁ , T ₂ и T ₃ . Помните, что мы предполагаем, что машины не бездействуют добровольно. Это означает, что как только задача одного процессора будет завершена, он будет искать новую задачу, над которой будет работать.При определении того, какой должна быть следующая задача, необходимо учитывать, где в списке приоритетов эта задача появляется, а также любые ограничения, налагаемые орграфом анализа задачи. Машина будет бездействовать в течение определенного периода времени, только если нет готовых задач (не назначенных другим машинам), которые готовы в данный момент.

Эвристика обработки списка назначает одновременно t готовую задачу (чтение слева направо), которая еще не была назначена процессору с наименьшим номером, который в данный момент не работает над задачей.

В качестве примера рассмотрим попытку запланировать задачи, показанные на рисунке 1, на двух машинах. Я буду ссылаться на две машины, которые должны быть запланированы как Машины 1 и 2. Предположим, нам дан список L = T ₁ , T ₂ , T ₃ , T ₄ , T ₅ , Т ₆ . В момент времени 0, когда машина 1 простаивает, а T ₁ готов и стоит первым в списке, мы можем запланировать T ₁ на машине 1, что будет держать эту машину занятой до момента 8. Теперь машина 2 свободна в это время. 0, поэтому он также ищет задачу для работы в момент времени 0.Следующая задача в списке, T ₂ , готова в 0, поэтому машина 2 может запуститься в момент 0 для задачи T ₂ . Обе машины теперь «счастливо» работают до момента 8, когда машина 1 освободится. Поскольку T ₃ стоит следующим в списке приоритетов, а его предшественники (их нет) были выполнены в момент 8, Машина 1 может работать над этой задачей, потому что она готова в момент 8. Однако, когда наступает время 13, Машина 2, только заканчивая T ₂ , хочу начать следующую задачу в списке приоритетов, которая еще не назначена машине.Это будет T ₄ , но эта задача не готова в момент времени 13, потому что T ₃ не был завершен. Таким образом, машина 2 пытается выполнить следующую задачу в списке приоритетов, T ₅ , и эта задача, готовая в 13 (оба T ₁ и T ₂ выполнены), может быть назначена машине 2. Вы можете отслеживать что происходит на Рисунке 2 ниже, где задачи, назначенные Машине 1, представлены в верхней строке, а задачи, назначенные Машине 2, показаны в нижней строке. Время простоя на машине отображается синим цветом.

Рисунок 2

Продолжая наш анализ того, как создается рисунок 2, что происходит, когда наступает время 19, и Машина 2 пытается найти неназначенную задачу в списке приоритетов? Поскольку обе задачи T ₄ и T ₆ не готовы в момент 19 (потому что они могут начаться только после завершения T ₃ ), машина 2 будет бездействовать до момента 22. В момент времени 22 обе машины свободны. , и в соответствии с нашим правилом разрыва связей, T ₄ назначается Машине 1, а T ₆ назначается Машине 2.Время заполнения этого списка — 34.

Это лучшее, что мы можем сделать? Один из способов проверить, когда время выполнения задач — целые числа, состоит в том, что мы знаем, что нижняя граница для выполнения задач — это функция потолка, применяемая к следующему частному: сумма времени выполнения всех задач, деленная на количество машин. В этом случае мы получаем нижнюю границу 30, что означает, что, возможно, есть некоторая надежда найти лучший график, который заканчивается к 30.

Помимо 30 потенциально существует еще одна независимая нижняя граница, которую мы можем принять во внимание.Предположим, мы нашли длину всех путей в орграфе анализа задачи. В этом примере два типичных таких пути: T ₂ , T ₅ и T ₃ , T ₄ . Длины этих двух путей, вычисленные путем суммирования чисел внутри вершин, составляющих пути, равны соответственно 19 и 26. Как эти числа связаны со временем завершения для всех задач? Ясно, что, поскольку мы работаем с направленными путями, ранние задачи в путях должны быть выполнены раньше, чем последующие.Таким образом, время завершения для всех задач по крайней мере равно времени, необходимому для выполнения всех задач на любом из путей в орграфе анализа задач. В частности, время самого раннего завершения не меньше длины самого длинного пути в этом орграфе. В этом примере длина самого длинного пути равна 26, а задействованный путь — T ₃ , T ₄ . Путь в орграфе анализа задачи, который имеет наибольшую длину, известен как критический путь .У данного орграфа анализа задачи есть один или несколько критических путей. (Это верно, даже если орграф не имеет направленных ребер. В этом случае длина критического пути — это время, необходимое для выполнения самой длинной задачи.) Ускорение задач, которые не находятся на критическом пути, на это не влияет. нижняя граница, независимо от количества доступных машин. Самое раннее время завершения должно быть по крайней мере равным критическому пути, несмотря на то, что много процессоров выполняет задачи не на критическом пути (ах).

Можно ли улучшить график, показанный на рисунке 2? Одна из идей состоит в том, чтобы использовать список, чтобы предотвратить трудности, когда длинные задачи появляются в списке поздно или когда задачам на критическом пути (ах) дается «высокий приоритет». Таким образом, можно построить список, который упорядочивает задачи по убыванию времени (разрываются связи в пользу задач с меньшим номером). Список уменьшающегося времени в этом случае будет: T ₃ , T ₂ , T _4, T ₁ , T ₆ , T ₅ .Этот список приводит к расписанию со временем завершения 32. Вы можете попрактиковаться в использовании алгоритма обработки списка в этом списке с двумя процессорами. Результатом является расписание, которое завершается в момент 32 с только 4 единицами времени простоя на втором процессоре. Вот как запланированы задачи: Машина 1: T ₃ , T ₄ , T ₅ ; Станок 2: _{T 2 , T 1 , T 6 , холостой ход с 28-32. Хотя этот график лучше, чем на рисунке 2, он может быть не оптимальным, потому что все еще есть надежда, что расписание, которое использует 30 единиц времени на каждой машине без времени простоя, возможно.}

Есть ли другой список, который мы могли бы попробовать, чтобы сократить время завершения? Мы упоминали, что задачи на критическом пути являются «узкими местами» в том смысле, что, когда они откладываются, время на выполнение всех задач увеличивается. Это наводит на мысль о списке критического пути . Начните с размещения первой задачи на самом длинном пути (разрыв связи с задачей с наименьшим номером) в начале списка. Теперь удалите эту задачу и выходящие из нее ребра из орграфа анализа задач и повторите процесс, найдя новую задачу, которую нужно добавить в список, который находится в начале самого длинного пути.При этом откроется список T ₃ , T ₂ , T _1, T ₄ , T ₆ , T ₅ . Этот список, хотя и отличается от списка с уменьшающимся временем, на самом деле дает начало точно такому же расписанию, которое у нас было до того, как оно закончилось в момент 32. Всего их 6! = 720 различных списков, которые могут возникнуть с шестью задачами, но расписания, которые эти списки порождают, не обязательно должны быть разными, как мы видим в этом случае.

Мы пробовали три списка, и каждый из них заканчивается позже теоретического, но априори возможно, оптимальное время 30.Также существует вероятность того, что есть расписание, которое завершается в момент времени 31 с 2 единицами времени простоя. Вы можете проверить, что никакая сумма двух наборов времени выполнения задач не дает значение 30. Вы также можете проверить, что, хотя есть два набора времени выполнения задач (например, 13, 12 и 6; 14, 8 7), которые в сумме составляют 31 и 29, ни одно расписание, основанное на назначении связанных задач для планирования двух машин, не подчиняется ограничениям, налагаемым орграфом анализа задач. Таким образом, приложив немного усилий, можно увидеть, что оптимальное расписание в этом случае завершается в момент 32.

Анализ этого небольшого примера отражает тот факт, что для больших версий задачи машинного планирования не существует известной процедуры полиномиального времени, которая позволила бы определить, каким может быть оптимальное расписание. Это подводит нас к завершению цикла того, почему эвристика обработки списков использовалась как способ поиска хороших приблизительных расписаний. Еще известно о случае, когда задачи, составляющие работу, могут выполняться в любом порядке, так называемые независимые задачи. Это тот случай, когда орграф анализа задачи не имеет ребер.Рональд Грэм показал, что для независимых задач алгоритм списка находит время завершения, используя уменьшающийся список времени, которое никогда не превышает
.

где T — оптимальное время для планирования задач, а м (не менее 2) — количество машин, на которых запланированы задачи. Этот результат является классическим примером взаимодействия теоретической и прикладной математики.

Упаковка в бункеры — прикладная задача, которая привела к множеству идей по применению, а также к инструментам для решения множества теоретических проблем.Упаковка контейнеров связана с некоторыми проблемами планирования работы машины, которые, в свою очередь, имеют тесную связь как с чистыми, так и с прикладными проблемами. В следующем месяце я исследую некоторые из этих связей.

1. Введение
2. Взгляд на решение сложных проблем
3. Применение бункерной упаковки
4. Бункерная упаковка и планирование машин
5. Алгоритм обработки списка для машинного планирования
6. Список литературы

(PDF) Алгоритм распределения задач, основанный на доверии к вычислительным платформам добровольцев

Информация 2019,10, 244 17 из 18

5.

Filep, L. Модель улучшенной балансировки нагрузки на добровольных вычислительных платформах. В материалах

Европейской, средиземноморской и ближневосточной конференции по информационным системам, Лимассол, Кипр,

, 4–5 октября 2018 г .; С. 131–143.

6.

Javadi, B .; Matawie, K .; Андерсон, Д. Моделирование и анализ доступности ресурсов в волонтерских вычислительных системах

. В материалах 32-й Международной конференции по высокопроизводительным вычислениям

и коммуникационной конференции (IPCCC) 2013 г., Сан-Диего, Калифорния, США, 6–8 декабря 2013 г.

7.

Guler, H .; Cambazoglu, B.B .; Озкасап, О. Распределение задач в волонтерских вычислительных сетях при денежном ограничении бюджета

. Одноранговая сеть. Прил. 2015,8, 938–951. [CrossRef]

8.

Ghafarian, T .; Deldari, H .; Джавади, Б. CycloidGrid: архитектура обнаружения ресурсов на основе P2P

с учетом близости в вычислительных системах добровольцев. Будущий Gener. Comput. Syst. 2013,29, 1583–1595. [CrossRef]

9.

Ghafarian, T.; Джавади, Б. Планирование рабочих потоков с интенсивным использованием облачных данных в системах добровольных вычислений.

Future Gener. Comput. Syst. 2015,51, 87–97. [CrossRef]

10.

Watanabe, K .; Фукуши, М .; Хоригучи, С. Оптимальная выборочная проверка для минимизации времени вычислений

в добровольных вычислениях. В материалах 22-го Международного симпозиума IEEE по параллельной

и распределенной обработке, Майами, Флорида, США, 14–18 апреля 2008 г.

11.

Heien, E.М .; Андерсон, Д.П .; Хагихара, К. Вычисление пакетов с низкой задержкой с ненадежными работниками

в среде добровольных вычислений. J. Grid Comput. 2009,7, 501–518. [CrossRef]

12.

Lee, Y.C .; Зомая, А.Ю .; Сигел, Х.Дж. Надежное планирование задач для вычислительных систем добровольцев. J. Суперкомпьютер.

2010,53, 163–181. [CrossRef]

13.

Shatz, S.M .; Wang, J.P .; Гото, М. Распределение задач для максимизации надежности распределенных компьютерных систем.

IEEE Trans. Comput. 1992,41, 1156–1168. [CrossRef]

14.

Sebastio, S .; Gnecco, G .; Бемпорад, А. Оптимальное распределенное планирование задач в волонтерских облаках.

Вычисл. Опер. Res. 2017, 81, 231–246. [CrossRef]

15.

Maheswaran, M .; Сигель, Х.Дж. Алгоритм динамического сопоставления и планирования для гетерогенных вычислительных систем

. В материалах седьмого семинара по гетерогенным вычислениям (HCW’98), Орландо, Флорида, США,

, 30 марта 1998 г .; стр.57–69.

16.

Topcuoglu, H .; Hariri, S .; Ву, М. Эффективное и несложное планирование задач

для гетерогенных вычислений. IEEE Trans. Параллельный дистриб. Syst. 2002, 13, 260–274. [CrossRef]

17.

Blythe, J .; Jain, S .; Дилман, Э. Стратегии планирования задач для приложений на основе рабочих потоков в гридах.

In Proceedings of the CCGrid 2005. Международный симпозиум IEEE по кластерным вычислениям и сетям,

Уэльс, Великобритания, 9–12 мая 2005 г .; стр.759–767.

18.

Braun, T.D .; Siegel, H.J .; Бек, Н. Сравнение одиннадцати статических эвристик для отображения класса независимых

задач на гетерогенные распределенные вычислительные системы. J. Parallel Distrib. Comput.

2001

, 61, 810–837.

[CrossRef]

19.

Sahni, J .; Видьярти, Д. Экономичный алгоритм динамического планирования с ограничениями по срокам для научных потоков

в облачной среде. IEEE Trans.Облачные вычисления. 2015,6, 2–18. [CrossRef]

20.

Liu, T .; Liu, Y .; Сонг, П. DScheduler: Метод динамического сетевого планирования для MapReduce в распределенных контроллерах

. В материалах Международной конференции IEEE по параллельным распределенным системам,

Ухань, Китай, 13–16 декабря 2017 г.

21.

Kartik, S .; Мурти, C.S.R. Алгоритмы распределения задач для максимальной надежности систем распределенных вычислений

. IEEE Trans. Comput.1997, 46, 719–724. [CrossRef]

22.

Махмуд, А. Алгоритмы распределения задач для максимизации надежности гетерогенных распределенных вычислений

систем. Control Cybern. 2001,30, 115–130.

23.

Kang, Q .; Он, H .; Вэй, Дж. Эффективный итерационный жадный алгоритм для ориентированного на надежность распределения задач

в распределенных вычислительных системах. J. Parallel Distrib. Comput. 2013,73, 1106–1115. [CrossRef]

24.

Салехи, М.А .; Smith, J .; Мацеевский, А.А. Стохастическое устойчивое динамическое распределение ресурсов

для независимых задач в гетерогенной вычислительной системе. J. Parallel Distrib. Comput.

2016

, 97, 96–111.

[CrossRef]

25.

Panda, S.K .; Яна, П. Планирование задач с балансировкой нагрузки для облачных вычислений: вероятностный подход.

Зн. Инф. Syst. 2019. [CrossRef]

26.

Xiao, M .; Wu, J .; Хуанг Л. Многозадачное задание для краудсенсинга в мобильных социальных сетях.В материалах

конференции IEEE по компьютерным коммуникациям 2015 г. (INFOCOM), Коулун, Гонконг, Китай,

, 26 апреля – 1 мая 2015 г .; С. 2227–2235.

Что такое алгоритм? Объяснитель.

Можно с тобой прокачаться? Я не всегда уверен, что знаю, о чем говорят люди, когда говорят, что алгоритм ?

Вы не одиноки: честно говоря, я тоже не всегда понимал, что имел в виду, когда это сказал. Но вот самое простое определение: Алгоритм — это набор руководящих принципов, описывающих, как выполнять задачу .(Щелкните здесь, чтобы просмотреть шпаргалку.)

Давай. Вот и все?

Ага. Как заметил Джон Вилласенор из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, это означает, что даже такое безобидное, как рецепт или список направлений к дому друга, можно понять как алгоритм. В контексте информатики дела обстоят немного сложнее, где этот термин встречается чаще всего, но совсем немного. В своей книге The Master Algorithm Педро Домингос предлагает мастерски простое определение: «Алгоритм — это, — пишет Домингос, — последовательность инструкций, указывающих компьютеру, что делать.Как продолжает объяснять Домингос, алгоритмы сводятся к трем логическим операциям: И, ИЛИ и НЕ. Хотя эти операции могут быть связаны друг с другом чрезвычайно сложными способами, в основе алгоритмов лежат простые рациональные ассоциации.

Звучит так, будто мы говорим здесь только о компьютерном коде.

Вы не ошиблись. Маркетологи из Кремниевой долины любят термин алгоритм , поскольку он заставляет функции, которые они продают, казаться немного более загадочными и, следовательно, возможно, немного более заманчивыми.Дело в том, что большинство из нас не имеет четкого представления о том, как работают наши компьютеры (или наши телефоны, или наши часы), но мы склонны иметь хотя бы общее представление о том, что код означает . Алгоритм , поскольку он менее знаком, имеет тенденцию подчеркивать нашу неопределенность.

Тогда что же делает алгоритмы особенными?

Вообще говоря, когда люди говорят об алгоритмах в наши дни, они говорят о чем-то более конкретном, например об операциях, которые используются в новостных лентах в социальных сетях.Так или иначе, большинство этих систем являются примерами технологии под названием машинное обучение . Вместо того, чтобы многократно обрабатывать стабильный набор инструкций, системы, основанные на машинном обучении, перезаписывают себя по мере работы. Именно это пугает некоторых людей, поскольку из-за этого алгоритмы кажутся живыми, возможно, даже разумными. (Чтобы прояснить, ни то, ни другое.)

В статье о главном алгоритме Домингоса , Slate ’s Дэвид Ауэрбах отмечает, что «даже в области информатики машинное обучение особенно непрозрачно.«Но все больше и больше становится центральным элементом нашего образа жизни, что делает еще более важным рассеять этот туман. Однако отчасти проблема заключается в том, что алгоритмы машинного обучения эффективно программируют сами себя, а это означает, что иногда они могут быть непредсказуемыми или даже немного чуждыми. Их действия иногда неясны даже для тех, кто их изначально создал!

Что можно делать с этими алгоритмами?

Столько всего! В наши дни они используются для множества целей, таких как автоматизация биржевой торговли или показ рекламы посетителям веб-сайтов.Одним из первых применений этой технологии, над которым мы все еще работаем, было так называемое машинное зрение, в котором компьютеры пытаются идентифицировать различные элементы изображения. Это своего рода система, которая может сказать вам (или заявить об этом), насколько привлекательно вы выглядите на картинке, или определить самые изобретательные картины всех времен.

Машинное зрение — важный пример, поскольку он также демонстрирует, как алгоритмы часто учатся лучше выполнять свою работу, портя их, иногда публично.Эти ошибки могут быть глупыми, как, например, когда Вольфрам Альфа ошибочно принимает симпатичного козленка за собаку, но они также могут быть совершенно уродливыми, например, когда Google Фото ошибочно идентифицировал двух черных людей как горилл. Никто сознательно не учил систему делать расистские выводы, но параметры, которые задавали программисты, могли заставить ее прийти к этому. Полагаться на машинное обучение рискованно, потому что это системы, которые учатся делать вещи правильно, постоянно ошибаясь. Поэтому работа с ними влечет за собой принятие почти неизбежных ошибок и промахов.

Конечно, дело не только в том, чтобы научить компьютеры видеть…

Конечно, нет. Фактически, наиболее многообещающим — и наиболее тревожным! — свойством некоторых алгоритмов может быть их способность решать, что мы видим и как мы это видим. Когда вы задаете вопрос цифровому помощнику, например Siri или Cortana, алгоритмические операции сообщают как его смысл того, что вы спросили, так и информацию, которую он предоставляет в ответ. Машинное обучение также помогает Google Maps определять лучший маршрут из одного места в другое.И есть практически неограниченный набор других функций, которые могут выполнять алгоритмы: некоторые из первых коммерческих приложений алгоритмов включали автоматизацию таких задач, как управление заработной платой, но с появлением современного машинного обучения они стали использоваться для гораздо более сложных задач. Алгоритмы определяют, кто должен получать государственные льготы, вносят вклад в прогнозирующую работу полиции, помогают предвидеть кризисы со здоровьем, переносят рейсы авиакомпаний и многое другое.

Есть еще много вещей, которые алгоритмы сделать не могут.Например, хотя алгоритмы и довольно хороши при бронировании билетов, авиакомпании обнаружили, что они не могут обойтись без агентов по бронированию. Хотя алгоритмы хорошо гарантируют эффективность, они не очень хороши для имитации сострадания и других человеческих характеристик.

Значит, люди и алгоритмы исключают друг друга?

Не обязательно! Учтите, что для многих из нас наиболее знакомым примером алгоритма машинного обучения, вероятно, является новостная лента Facebook.В этом смысле алгоритмы могут принести много пользы: наверняка у большинства из нас был опыт восстановления связи с давно потерянными знакомыми через предлагаемые списки друзей Facebook. Это алгоритмическая операция, которая приближает нас, а не разъединяет. Как показал Уилл Оремус из Slate , компания постоянно возится со своей новостной лентой. Facebook не просто отслеживает, сколько времени вы тратите на просмотр каждого сообщения; он также тщательно оценивает то, что мы действительно хотим увидеть, сосредотачиваясь на себе, а не только на математике.Точно так же музыкальные сервисы, такие как Pandora, используют наши привычки прослушивания, чтобы рекомендовать новые песни и исполнителей, которых мы, возможно, не узнали бы иначе, иногда выталкивая нас из наших зон комфорта в процессе. Критики жалуются, что алгоритмы делают наши миры меньше, отрезая нас друг от друга. Но эти операции предполагают, что они действительно могут помочь нам соединиться с незнакомым — и давно забытым.

Вернемся к вопросу о непрозрачности.Что все это значит?

Чтобы выполнять все те крутые вещи, которые они делают, алгоритмы должны создавать сложные изображения нас. Проблема в том, что алгоритмы так много знают о нас, в то время как мы знаем о них так мало. Ауэрбах утверждал, что действия сложных алгоритмов машинного обучения часто почти так же неясны для тех, кто их создает, как и для всех нас. Это следствие размера таких компаний, как Google, но также и сложности самих программ.Он предлагает не всегда предполагать, что компании действовали злонамеренно, когда компьютер делает что-то плохое, потому что его мнимые хозяева могут и не подозревать, что он был склонен к такому поведению.

Тем не менее, это не означает, что алгоритмы не являются расистскими, когда они, скажем, чаще показывают рекламу об арестах людям, чьи имена связаны с чернокожим населением, — это точно. И если уж на то пошло, все это может означать, что у нас на самом деле имеет алгоритмов, наделенных слишком большой мощностью, поскольку мы даже не можем начать понимать — не говоря уже о регулировании — большую часть того, что они делают.

Все с этим согласны?

Не все. Исследователь безопасности Адам Элкус, например, защищал алгоритмы, утверждая, что большинство проблем, которые мы с ними отождествляем, являются скорее социальными, чем вычислительными. Проблема не в том, что алгоритмы представляют собой непрозрачные черные ящики, а в том, что вся наша система бюрократизирована. Он утверждает, что алгоритмы настолько инвазивны, ограничительны или доставляют проблемы, как социальный контекст, который они поддерживают. Философ Мишель Фуко описал власть как своего рода распределенную силу, которая проистекает из того, как мы усваиваем нормы и ожидания, а не из диктата президентов и королей.Когда мы говорим о мощи алгоритмов, мы, возможно, подразумеваем аналогичную операцию — не мощность отдельного актора, который слишком много знает, а мощность системы, которой мы уже представили .

Так это вина общества? Должны ли мы отпускать алгоритмы?

Даже если то, что говорит Элькус, правда, некоторые могут предположить, что алгоритмы могут усложнить существующие предрассудки и другие проблемы. Федеральная торговая комиссия выявила некоторые проблемы с анализом больших данных, которые напрямую связаны с неясностью алгоритмов, в которые компании вставляют эти данные.FTC предупреждает, что если мы неосознанно включим предубеждение в модель сбора данных, мы можем получить еще более предвзятые алгоритмы в этом процессе.

Подобные проблемы уже становятся очевидными в так называемой предиктивной полицейской деятельности. Хотя алгоритмы никогда не позволят нам заглянуть в будущее, некоторые утверждают, что они могут помочь правоохранительным органам лучше распределять ресурсы. Но, по словам профессора информатики Мичиганского университета Х.В. Джагадиш, эти алгоритмы могут в конечном итоге применять шаблоны, которым они призваны противостоять.Подобные опасения беспокоят ученых-юристов, таких как Фрэнк Паскуале, который в своей книге The Black Box Society предупреждает, что неясность наших алгоритмов может усилить проблемные предположения, социальные структуры и т. Д., Которые мы включаем в них.

Собираются ли алгоритмы контролировать все ?

Не обязательно! Многие из наиболее известных и, казалось бы, самых мощных алгоритмов в большей степени полагаются на человеческий вклад, чем вы можете себе представить.Как Оремус узнал, изучая алгоритм Facebook, компания на самом деле полагалась на группы реальных «опытных пользователей», которые помогли ей настроить свои инструменты. А хваленый плейлист Discover Weekly от Spotify определяет пользователей, чьи недавние привычки прослушивания напоминают ваши, а затем составляет для вас плейлист из их плейлистов . Спросите одного из разработчиков этой функции, и они признают то же самое, вероятно, скажут вам, как Мэтью Огл из Spotify сказал мне и другим, что это «Люди на всем пути вниз.”

Конечно, этот «полностью вниз» бизнес перефразирует знаменитую глупую фигуру речи, которая полностью посвящена игнорированию реальной сложности Вселенной. И там, где Вселенная продолжает открывать нам свои секреты, алгоритмы становятся все более непонятными по мере того, как мы совершенствуемся в их создании — и по мере того, как они учатся переделывать себя. Во всяком случае, это увеличивает нашу обязанность попытаться разобраться в них. Поэтому Футурография посвятит этой теме остаток февраля. И нам нужна ваша помощь! На какие вопросы мы должны попытаться ответить? А что ты думаешь?

Эта статья является частью серии алгоритмов Futurography, в которой Future Tense знакомит читателей с технологиями, которые определят завтрашний день . Каждый месяц с января по май 2016 года мы будем выбирать новую технологию и разбирать ее. Подробнее из Футурографии по алгоритмам:

Future Tense — результат сотрудничества Университета штата Аризона , New America и Slate . Чтобы получать новости Futurography в свой почтовый ящик, подпишитесь на еженедельную рассылку Future Tense.

% PDF-1.4 % 539 0 объект > эндобдж xref 539 82 0000000016 00000 н. 0000003065 00000 н. 0000003229 00000 н. 0000003265 00000 н. 0000003847 00000 н. 0000004019 00000 н. 0000004168 00000 п. 0000004340 00000 н. 0000004487 00000 н. 0000004662 00000 н. 0000004811 00000 н. 0000004958 00000 н. 0000005106 00000 п. 0000005253 00000 н. 0000005401 00000 п. 0000006585 00000 н. 0000007769 00000 н. 0000008358 00000 п. 0000008418 00000 н. 0000008464 00000 н. 0000008978 00000 п. 0000009361 00000 п. 0000010960 00000 п. 0000012391 00000 п. 0000013581 00000 п. 0000013824 00000 п. 0000014997 00000 п. 0000015362 00000 п. 0000015865 00000 п. 0000017284 00000 п. 0000018778 00000 п. 0000020128 00000 н. 0000020165 00000 п. 0000020706 00000 п. 0000020835 00000 п. 0000022212 00000 п. 0000023660 00000 п. 0000025036 00000 п. 0000025231 00000 п. 0000026482 00000 п. 0000029175 00000 п. 0000036509 00000 п. 0000041773 00000 п. 0000042083 00000 п. 0000042306 00000 п. 0000042370 00000 п. 0000042868 00000 п. 0000043094 00000 п. 0000043621 00000 п. 0000043728 00000 п. 0000061319 00000 п. 0000061391 00000 п. 0000061574 00000 п. 0000061684 00000 п. 0000061797 00000 п. 0000061928 00000 п. 0000062071 00000 п. 0000062239 00000 п. 0000062400 00000 п. 0000062555 00000 п. 0000062735 00000 п. 0000062877 00000 п. 0000063026 00000 п. 0000063146 00000 п. 0000063266 00000 п. 0000063422 00000 п. 0000063574 00000 п. 0000063708 00000 п. 0000063836 00000 п. 0000063980 00000 п. 0000064120 00000 н. 0000064241 00000 п. 0000064359 00000 п. 0000064518 00000 п. 0000064674 00000 п. 0000064816 00000 п. 0000064977 00000 п. 0000065139 00000 п. 0000065307 00000 п. 0000065456 00000 п. 0000065580 00000 п. 0000001936 00000 н. трейлер ] / Назад 3033920 >> startxref 0 %% EOF 620 0 объект > поток h ޔ TmLu xu-R) u) l: gQ: U) / [[ps ^ Mt

установленная процедура для выполнения заранее определенной задачи.

Алгоритм

Алгоритм описывает установленную процедуру для выполнения вычислительной задачи. Он включает действия, необходимые для выполнения конкретной задачи или решения конкретной проблемы.

Термин алгоритм обычно применяется к компьютерным приложениям. В современный фотоаппарат упакованы всевозможные компьютерные компоненты. Каждая «функция» в вашем меню вызывает компьютерную программу. Итак, бортовой компьютер запускает программу для выполнения задачи.Мы используем слово «алгоритм» для описания процедуры, которой следует каждая из этих программ при запуске.

Примеры алгоритмов

Примером алгоритма может быть управление процессом автофокусировки в вашей камере. Другим примером может быть расчет продолжительности открытия затвора для правильной экспозиции.

Алгоритм также может описывать совокупный эффект многих алгоритмов. Подзадачи часто считаются важными индивидуально. Вместе, как несколько шагов, они решают более крупномасштабную задачу.

Алгоритм создает ваши файлы * .jpg

Когда вы нажимаете кнопку спуска затвора, вы активируете серию процессов в вашей камере. Современные цифровые камеры имеют ряд алгоритмов. Каждый алгоритм способствует завершению всего процесса. Фотографический процесс может выглядеть примерно так, как описано ниже…

1. Наведите изображение в видоискатель;
2. Объектив автоматически сфокусируется на объекте;
3. Внутри камера поднимает зеркальное зеркало;
4. Камера откроет затвор на определенное время.
5. Автоматическая экспозиция завершена камерой;
6. Данные собираются с каждого фото-сайта на цифровой датчик изображения;
7. Данные изменяются камерой в соответствии с предпочтениями меню;
8. Камера создаст файл * .jpg;
9. Файл хранится на карте памяти.

Теперь вы готовы сделать следующий снимок.

Каждый из этих шагов при фотосъемке представляет собой отдельный алгоритм.