Компьютеры вокруг нас
Регистрационная метка
Знакомство с компьютером

Механизация, автоматизация и программирование

Основная цель урока — понять, что:

  • Компьютер — это средство для автоматизации труда человека.

  • Компьютер может быть автоматом благодаря тому, что работает по заранее написанным программам.

  • Применяют компьютер (как и любой другой механизм) для того, чтобы деятельность человека сделать более эффективной.

  • Компьютер, способный повысить эффективность умственного труда (так как умеет быстро выполнять арифметические и логические операции) способен помочь человеку и в труде физическом. Ведь любой физический труд основан на логических и арифметических расчетах. Из этого следует, что область применения компьютера не имеет границ.

Ключевым пунктом (для информатики) здесь является тезис о программах. И лопата и компьютер — механизмы, которые повышают производительность труда, но компьютер может работать автоматически (по программе), а лопата — нет.

Программа — это план работы, записанный для исполнителя в понятном для него виде. Исполнитель выполняет программу, и, тем самым, обеспечивает автоматизм.

Хорошим примером компьютерного автомата является станок с программным управлением. Он состоит из механической части, которая способна изготовить деталь, и компьютера — устройства управления. Компьютер, работая по заложенной программе, подает на механизмы сигналы, и станок производит деталь за деталью круглые сутки без участия человека.

Программировать можно не только компьютер, но и другие устройства. Например, будильник. Будильник можно завести на 7 часов утра, и он подаст сигнал к подъему. Еще примеры: автомат для продажи газированной воды, часы с кукушкой, шарманка, сливной бачок в туалете, карбюратор двигателя автомобиля — это все программируемые устройства. Простые механизмы программируют один раз при изготовлении, более сложные позволяют настраивать программу во время эксплуатации (будильник, сливной бачок, карбюратор) или даже менять ее полностью (шарманка, механическое пианино).

Программировать можно не только автоматы (по определению книги устройства, работающие без участия человека), хотя каждый автомат обязательно запрограммирован. В сливном бачке уровень воды программируется установкой угла тяги, идущей к поплавку. Сливной бачок — это автомат (как и регулятор Уайта). Шарманка — не автомат (ее крутит шарманщик), но она программируется на нужную мелодию при помощи информационного носителя, подобного перфокарте.

На самом деле, грань между автоматом и программируемым механизмом, очень условна. Ручку шарманки крутит человек, но это может делать мотор или пружина. Вероятно, лучше было бы дать определение автомату как устройству, работающего по программе, но для первого знакомства с темой, определение, которое приводится в “Читальном зале” — лучше. Оно опирается на то, что уже известно юному читателю.

Исполнитель Бука

Учебные задачи, возложенные на исполнитель:

  • знакомство с интерфейсом исполнителей “Азов информатики”;
  • практическая работа с программой и ее исследование.

Исследуя исполнитель, важно понять, что работа идет не с компьютером, а с программой, которая заложена в компьютер. Бука — это программа. Все то, чем работа Буки проявляется на экране (отметка букв в тексте, выдача сообщений) и то, что на экране не видно, но происходит в “недрах” (подсчет числа вхождений буквы в тексте, сравнение результата с введенным на экране числом) — все это результат работы программы.

Кнопки управления

Настройка программы Настройка программы. Можно включить или выключить режим отметки буквы в тексте.
Постановка задачи Постановка задачи. Описан план работы с Букой.
Инструкции Инструкции. Справка о клавиатурных воздействиях на Буку. Справка может быть вызвана клавишей F1.
Выход Выход. Кнопка для закрытия Буки. Эта кнопка дублирует стандартную кнопку закрытия окна, расположенную в левом верхнем его углу.
Ввод Кнопка ввода. Щелчок по этой кнопке заставляет исполнителя начать выполнение некоторой работы.

Меню

Выпадающее меню. Для того чтобы увидеть его пункты нужно нажать на стрелочку. Если меню длинное, то для доступа к его разделам можно воспользоваться линейкой прокрутки. Выбор выполняется мышиным щелчком на нужном разделе.

Поле ввода


В это поле можно записывать текст или число для исполнителя. Нажатие клавиши Enter, когда в поле расположен текстовый курсор (мигающая палочка), равнозначно щелчку по кнопке ввода.

Выпадающие окна

Дополнительные окна используются либо для выдачи сообщений, либо для ввода данных (например, настроек программы).

Работа в основном окне невозможна, пока дополнительное окно присутствует на экране. Закрыть окно можно при помощи кнопки с крестиком в правом верхнем углу или клавишей Esc.

Постановка задачи Откройте дополнительное окно, затем закройте его и продолжите работу с этим текстом.

Если окно предназначено для ввода данных, то оно содержит кнопки Ввод и Отмена, которые тоже закрывают окно. При этом, кнопка Ввод сохраняет введенные данные, а кнопка Отмена (или кнопка с крестиком, или клавиша Esc) — нет.

Настройка программы Откройте окно с вводом данных и проведите серию экспериментов. Когда измененные данные сохраняются, а когда нет?

Вопросы

Ответы на вопросы

  1. Чем отличается механизация труда от автоматизации?

    Ответ. Автомат — это программируемый механизм.

  2. Можно ли назвать автоматизацию механизацией? А наоборот?

    Ответ. Автомат — это механизм, но не любой механизм — автомат, так как не все механизмы можно программировать.

  3. Является ли телевизионный пульт управления устройством автоматизации? Если да, то, что он автоматизирует, умственный или физический труд?

    Ответ. Пульт управления — это не автомат, он работает под управлением человека и механизирует его физический труд (не надо бежать к телевизору, чтобы переключить программу).

  4. Верно ли утверждение о том, что лопата автоматизирует труд человека?

    Ответ. Неверно, ведь лопату нельзя программировать.

  5. Приведите примеры автоматизации человеческого труда, которые вам известны.

    Ответ. Автоматический завод, автоматический космический корабль, телефон-автомат, автомат для оплаты проезда в метро, автомат для продажи напитков…

  6. Может ли быть автоматом не компьютер? Если да, то как программируются такие устройства?

    Ответ. Да. Например, механический будильник. Запрограммировать его на подачу сигнала очень просто: нужно, вращая колесико, установить специальную стрелку в желаемое положение.

  7. Вспомните механизмы, которые встретили Незнайка и его друзья, путешествуя по Солнечному городу. Какие из этих механизмов являются автоматами?

    Ответ. Два примера (среди множества возможных) приводятся ниже.

    Незнайка, Кнопочка и Серенький увидели поезд. Это механизм, но не автомат.

    «Труба у этого паровоза торчала не вверх, а была загнута назад. Поэтому, когда из трубы вырывался пар, он вылетал назад, и реактивная сила толкала паровоз вперед. Так он и двигался.»

    А вот пример автомата.

    «Скоро автомобиль выехал из маковых зарослей, и наши путешественники увидали недалеко от дороги какую-то странную машину, напоминавшую не то механическую снегочистку, не то трактор.»
    ...
    «Сбоку на машине виднелась надпись: “Циркулина”.»
    ...
    «Самое удивительное было то, что машиной никто не управлял. Место за рулем было пусто.»

    Движение “Циркулины” программируется при помощи троса. Чем длиннее трос, тем больше круглое поле, которое может обработать этот автомат.

  8. Может ли компьютер автоматизировать полив огорода? Если да, то как?

    Ответ. Конечно. Он может управлять включением системы полива, когда датчики, сообщат ему, что почва суха и, наоборот, выключать подачу воды, когда почва достаточно увлажнится.

  9. Может ли компьютер автоматизировать обучение в школе? Если да, то как?

    Ответ. Может, конечно. Можно создать программу, которая будет выдавать на экран учебные тексты, демонстрации, затем тестировать ученика и ставить ему оценку. Как, например, делает эта компьютерная книга. Однако, полная автоматизация обучения не является хорошей идеей: ведь живое общение ученика и учителя ничто не заменит, даже самая хорошая компьютерная программа.

  10. Может ли компьютер автоматизировать игру детей? Если да, то как?

    Ответ. Компьютерные игры хорошо всем известны. Человек играет и видит на экране придуманный мир. Этот мир существует автоматически, благодаря программе, заложенной в компьютер.

  11. Может ли компьютер помочь писать тексты, рисовать, сочинять музыку?

    Ответ. Конечно. Компьютер помогает человеку в этой деятельности при помощи специальных программ-редакторов: текстового, например Word (ворд), графического, например, Photoshop (фотошоп), музыкального, например, Sound Forge (саунд фодж).

  12. Может ли компьютер участвовать в пошиве платья, строительстве моста?

    Ответ. Компьютер может по специальным программам рассчитать выкройку платья для конкретного клиента, получив от него необходимые размеры, или рассчитать прочность конструкции спроектированного моста.

  13. Какие “профессии” компьютера вам известны?

    Ответ. Самые распространенные области использования компьютера:

    • создание и редактирование текстов, рисунков, музыки;
    • международная сеть Интернет;
    • бухгалтерия, учет, хранилища данных;
    • игры;
    • проектирование и конструирование;
    • моделирование;
    • управление.

  14. У Васи есть компьютер, калькулятор и, конечно, умная голова. Приведите примеры работ для выполнения которых:

    • одной Васиной головы вполне достаточно;
    • полезен калькулятор;
    • без компьютера не обойтись.

    Ответ. Вася устно вычисляет число минут до конца урока. Он в состоянии проверить правильность магазинного счета за покупки без всяких приспособлений, но иногда делает это на калькуляторе. Электронные письма друзьям Вася пишет на компьютере, и они попадают по назначению за считанные минуты.

Практикум

Ответы на вопросы по исполнителю Бука

  1. Как называют план, по которому Бука выполняет вычисления?

    Ответ. Программа.

  2. Кто быстрее выполняет вычисления, человек или Бука?

    Ответ. Конечно, Бука, ведь это исполнитель, который работает на компьютере, а человеку не угнаться за компьютером в скорости выполнения операций.

  3. Кто считает без ошибок, человек или Бука?

    Ответ. Если Бука запрограммирован правильно, то он работает без ошибок.

  4. Если все же компьютер работает с ошибками, то в чем может быть причина?

    Ответ. Либо программа, задающая работу компьютера, написана с ошибками, либо сам компьютер неисправен.

  5. Как вы думаете, что означает число, расположенное на панели управления Букой за кнопкой смены текста?

    Ответ. Это длина текста.

  6. В одном тексте Вася насчитал 10 букв “о”, а в другом — 20. Означает ли это, что во втором тексте буква “о” встречается чаще других букв?

    Ответ. Нет, не означает. Все зависит от длины текста. Например, в тексте “но” буква “о” встречается один раз, а в тексте “прогноз” — два раза. Но в первом тексте буква “о” встречается чаще, чем во втором (в первом тексте эта буква — каждая вторая, а во втором — только каждая третья).

  7. Бука может выводить на экран следующие сообщения:

    • Не понимаю!
    • Не могу!
    • Ваш ответ — неверный!
    • Правильно!

    Попробуйте найти объяснения причин, по которым Бука выводит то или иное сообщение.

    Ответ.

    • “Не понимаю!” — Бука “понимает” ответы, составленные из цифр (целые положительное числа).
    • “Не могу!” — Введен понятный ответ, но буква не задана.
    • “Ваш ответ — неверный!” — Введенное число не совпадает с тем, которое получилось у Буки.
    • “Правильно!” — Число, введенное в поле ввода, совпало с результатом Буки.

  8. Попробуйте составить план, по которому работает Бука.

    Ответ.
    Возможный вариант:
    • Проверь, что написано в поле ввода.
    • Если поле ввода не содержит целого положительного числа, выдай сообщение “Не понимаю!” и прекрати работу.
    • Если буква не задана, выдай сообщение “Не могу!” и прекрати работу.
    • Подсчитай число букв в тексте.
    • Если результат совпал с числом, записанным в поле ввода, выдай сообщение “Правильно!”, в противном случае — “Ваш ответ — неверный!”.

Зачетный класс

Решения зачетного класса

Сброс

  1. Отметьте устройства, предназначенные для механизации труда человека.
    лопата
    бурильная установка
    стиральная машина
    мясорубка
    счеты


    Ответ.
    Все перечисленные устройства механизируют труд человека: они помогают выполнить работу гораздо быстрее.

  2. Отметьте устройства, предназначенные для автоматизации труда человека.
    бурильная установка
    автоматическая стиральная машина
    калькулятор
    компьютер
    станок с программным управлением


    Ответ.
    Все перечисленные устройства механизируют труд человека, но только автоматическая стиральная машина, компьютер и станок с программным управлением автоматизируют его: ведь эти устройства можно программировать.

  3. Какие свойства компьютера позволяет считать его устройством для автоматизации умственного труда?
    очень быстро работает
    может выполнять арифметические операции
    может выполнять логические операции
    выполняет программы
    помогает писать и рисовать


    Ответ.
    Автоматизируют труд только те устройства, которые можно программировать, значит, правильный ответ — “Компьютер выполняет программы”.

  4. Отметьте те случаи, когда человек занимается программированием.
    Вася играет на компьютере
    Игорь пишет письмо на компьютере
    Иван составляет план вычисления площади прямоугольника
    бухгалтер считает на компьютере зарплату сотрудников
    Света ищет в Интернете красивую картинку


    Ответ.
    Программирование — это составления плана работы, значит, правильный ответ — “Иван составляет план вычисления площади прямоугольника”.

  5. В первом тексте буква “и” встречается 20 раз, а во втором тексте — меньше. Означит ли это, что в первом тексте букв “и” больше, чем во втором?
    да
    да, если тексты большие
    да, если тексты маленькие
    нет, зависит от длины текста
    нет, независимо от длины текста


    Ответ.
    Правильный ответ — “да”, ведь речь идет о числе вхождения буквы “и” в текст. Если в одном тексте эта буква встречается 20 раз, а в другом, например, 15, то в первом тексте букв “и”, конечно, больше.

  6. В первом тексте буква “и” встречается чаще других букв, а во втором тексте — реже. Означит ли это, что в первом тексте букв “и” больше, чем во втором?
    да
    да, если тексты большие
    да, если тексты маленькие
    нет, зависит от длины текста
    нет, независимо от длины текста


    Ответ.
    Правильный ответ — “нет, зависит от длины текста”. Здесь речь идет не о числе букв “и” в тексте, а об отношении этого числа к длине текста, значит, частота зависит от длины текста.

  7. В первом тексте буква “и” встречается 20 раз и столько же во втором тексте. Означит ли это, что в этих текстах частота появления букв “и” одинакова?
    да
    да, если тексты большие
    да, если тексты маленькие
    нет, зависит от текста


    Ответ.
    Правильный ответ — “нет, зависит от длины текста”. Чем длиннее текст, тем частота будет меньше.

Азы информатики RU 2000/2001 © А.А.Дуванов

Вверх Оглавление книги “Знакомство с компьютером” Урок 1. Компьютеры вокруг нас Письмо автору Об авторах