ЗАВДАННЯ ТА ЇХ МОДЕЛІ
Тема:ЗАДАЧІ ТА ЇХ МОДЕЛІ
1. Поняття задачі
2. Інтелектуальні завдання
1. Основи алгоритмічних та програмних засобів військової інформатики. - М: РВСН, 1993. - 372с.
2. Єфімов І.А. Вирішувачі інтелектуальних завдань. …
3. Лор'єр? . Системи штучного інтелекту …
4.Гладун В.П. Планування рішень. – К.: Наукова думка, 1987. – 168с.
5.Гері М., Джонсон Д. Обчислювальні машини та труднорозв'язні завдання. - М: Мир, 1982. - 416с.
6.Лавров С.С.Методологія програмування // Семіотика та інформатика. – 1984. – N23. – С. 5-26.
7.Ожегов С. Словник української мови. – М.: українська мова, 1990. – 804с.
8. Пойа Д . Математичне відкриття. Розв'язання задач: основні поняття, вивчення та викладання. - М: Наука, 1976. - 448с.
9. Горський Д.П. та ін. Короткий словник з логіки. - М.: Просвітництво, 1991. - .
Найбільш характерним із проявів людської діяльності євирішеннязадач, тобто.роздуминад тим, як можна досягти певної певноїмети,вигадуваннянеобхідних для цьогозасобів.
Поняття завдання багатогранне і використовується людиною в різних сферах своєї діяльності для позначення того, що вимагає дозволу, виконання .
Сенс слова"завдання"як синоніма слова"проблема"походить від грецького слова "балейн" - кидати: завдання - "об'єкт, кинутий вперед". У багатьох європейських мовах слово"проблема"споріднене з такими словами, як парабола,гіпербола,символ( symbol ), шаблі (?) (chablis- франц.), бал (?).
Як визначаються ці поняття в сучаснихтермінологічних словниках?
Завдання- 1.Те, що вимагає виконання, рішення.
= Поставитизавдання. Виконатизавдання. Бойове завдання. =
2. Упражнение, яке виконується за допомогою умовиводу чи обчислення.
= Арифметична, алгебраїчна задача. Шаховазавдання. =
3. Складне питання, проблема, що потребують дослідження та вирішення.
4.Про щось важке, складне(розг.).
= Потрібно встигнути в різні місця! =
Проблема- 1.Складне питання, завдання, що потребують дозволу та дослідження.
= Постановкапроблеми. Вирішенняпроблеми.Проблемивиховання. =
2.Про щось важкорозв'язне, здійсненне(розг.) .
= З простої справи влаштував цілупроблему. Це непроблема! Немає проблем! (Про те, що легко і просто зробити) =
Условнику за логікоюпоняттязавданняне визначається взагалі, апроблема(від грецьк.problema- перешкода,трудність,завдання) визначається якпитання або цілісний комплекс питань, що виник у ході пізнання.
Завдання (проблема) виникає у т.зв. проблемної ситуації. У широкому сенсіпроблемна ситуація- це будь-яка ситуація, теоретична чи практична, у якійнемає відповідного обставинамрішенняі яка змушує тому>зупинитисяізамислитися.
Одна з форм проблеми -нерозв'язна проблема. Її “рішенням” виступаєдоказ її нерозв'язності. Наример, вирішення (?) Проблеми для логіки предикатів 1-го порядкунерозв'язна, тобто. не існує ефективної процедури, якадозволяла б для будь-якої формули визначити, є вона теоремою чи ні.
Цей факт вперше було доведено у 1936 р. амер. логіком А.Черчем і є першим прикладом нерозв'язної проблеми.
Як визначаються ці поняття у працях сучасних дослідників?
Пойа Д. - Математичні задачі;
Тихомиров В. -шаховізавдання;
Єфімов І.А. -інтелектуальнізавдання;
Лавров С.С. - сутьрозв'язання задачі;
Гладун В.П. -неформальневизначення завдання.
На думку члена-кореспондента РАНС.С.Лаврова, "будь-яку людську діяльність, а з появою автоматизованих і повністю автоматичних систем і функціонування подібних систем, можна охарактеризувати яквирішення задач" [6].
Відомий американський математикД. Пойастверджує [8], що "завданняпередбачає необхідністьсвідомого пошукувідповідногозасобудля досягнення ясно видимої, але безпосередньо недоступноїмети". Вирішення завдання полягає у знаходженні цього засобу.
Завдання, на його думку, завжди пов'язане з бажанням або потребою людини. Проте чи всяке бажання чи потреба призводять до появи завдання. Якщо бажання припускає очевидний засіб, за допомогою якого можна здійснити це бажання, то завдання тут не виникає. Завдання з'являється лише тоді, коли такого засобу немає. Д.Пойа робить природний висновок:трудністьрішення певною мірою входить у саме поняття задачі. "Там, де немає труднощів, немає і завдання," - робить висновок він.
Завдання, розв'язувані людиною або покладені нею на технічні пристрої, з достатньою мірою умовності можуть бути розділеніна двакласи:
1) завданняобробкиматерії(речовини) абоенергії;
2) завданняобробкиінформації.
Засобом вирішення завдань першого типу є фізична праця, тоді як завдання другого типу пов'язані з розумовою діяльністю людини. Між завданнями цих класів існує очевиднавзаємозв'язок:рішенню будь-якої задачі першого типу, як правило, передує розв'язання відповідноїдопоміжноїзавдання другого типу. Наприклад, виготовлення технічного пристрою передують проектування, розробка схем та моделей, що належать до класу завдань обробки інформації.
Предметом дослідження в інформатиці є завдання автоматизованої обробки інформації, поданої у тій чи іншій формі. Такі завдання визначаються в нормативному словнику української мови яквправа, яка виконується за допомогою умовиводу, обчислення,абояк складне питання, проблема, що потребує дослідження та вирішення[7] .
Це визначення завдання є несуворим, інтуїтивним. Однак його достатньо для розуміння суті поняття "завдання". У спеціальній літературі з урахуванням різних математичних понять і формалізмів дається суворіше визначення завдання. Наприклад, у [4]завданнявизначається яккортеж із двох моделей- моделівихідної ситуаціїтамоделі цільової ситуації>, - існуючих у деякомусередовищі(поле завдань).
В рамках дисципліни будуть розглядатися способи і засоби автоматизації вирішення завдань обробки інформації за допомогою ЕОМ. Тому надалі підзавданнямрозумітиметься процес, пов'язаний з перетворенням (обробкою)інформації.
Основним призначенням ЕОМ є надання допомоги людині у вирішенні саме завдань обробки інформації, хоча деякі базові пристрої ЕОМ входять до складу сучасних технічних систем, що забезпечують вирішення завдань першого типу. Наприклад, основним елементом верстатів із числовим програмним управлінням є вбудований мікропроцесор.
Розв'язання задачіза допомогою комп'ютера - це процес автоматичногоперетворення вихідної інформації(вихідних даних) употрібний результатвідповідно до заданої послідовності виконання дій, званоїалгоритмом.
Яківимогидо завдань, які вирішуються за допомогою ЕОМ? Чи будь-яку задачу необхідно і доцільно вирішувати за допомогою ЕОМ?
Виділити універсальні вимоги, яким мають відповідати завдання, досить складно. Справа в тому, що ці вимоги багато в чому залежать відхарактера самої задачі, від оброблюваних при її вирішенніданих, відособливостей предметної області, в якій вона вирішується відрівня та кваліфікації користувачів, на користь яких завдання вирішується, і т.д.
Характер вирішення завдань на ЕОМ, проте, дозволяє виділити кілька базових властивостей, якими вони повинні володіти. Насамперед це такі властивості, якалгоритмічна роздільність,ефективністьімасовість.
1. Більшість завдань, які можуть бути вирішені на сучасних ЕОМ, повинні бутиалгоритмізовані. Іншими словами,завдання має бути декомпозується на кінцеве безліч елементарних підзадач, вирішення яких у певній послідовності призводить до бажаного результату. Якщо завдання не має цієї властивості, кажуть, що вонаалгоритмічно нерозв'язна і може бути вирішенатрадиційнимиспособами на ЕОМ.
Деякі залгоритмічно нерозв'язнихзадач можуть бути вирішені на сучасних ЕОМ нетрадиційними (евристичними) методами за допомогоюінтелектуальних систем. Такі завдання та методи їх вирішення є предметом розгляду порівняно нової галузі інформатики -штучного інтелекту. Тому ми основну увагу в процесі вивчення дисципліни будемо приділяти саме таким завданням, які називатимемоінтелектуальними[2].
2. Завдання обробки інформації вирішуються, зазвичай, людиною самим або частково чи повністю покладаються нею коштом автоматизації. Рішення будь-якої задачі передбачає виконання деякого обмеженого набору дій (операцій) N та обробку відповідного обсягу V інформації. Можна стверджувати, щотрудомісткістьзадачі та їїінформаційнаємність визначаються величинами N і V, відповідно.
Якщо ці величини досить великі, то безмашинне розв'язання завдання може виявитися неможливим, зважаючи на обмеженість можливостей людини, або на її вирішення потрібно стільки часу і ресурсів, що рішення, отримане такою "ціною", може не мати практичного сенсу. Іншими словами, рішення задачі однією людиною може виявитися неефективним, і її рішення буде ефективним лише при використанні комп'ютера.
3. Використання комп'ютера на вирішення завдань дає найбільшийефектлише за дотриманні наступного умови:задача, покладена на ЕОМ,має мати масовий характер. Самемасовістьзавдання, тобтонеобхідність і можливість багаторазового її вирішення зі змінними значеннямипараметрів і є критерієм доцільності використання комп'ютера.
2. Інтелектуальні завдання
Перш ніж визначати поняття “інтелектуальні завдання” доцільно провести класифікацію задач, які вирішуються за допомогою комп'ютера.
Сучасні ЕОМ застосовують у різних галузях діяльності для вирішення широкого кола завдань.
Рішення будь-якої задачі корисно починати з визначення її місця в системі їх класифікації і з'ясування її відмінності від інших завдань. Хороша класифікація завдань передбачає таке їхнє розбиття на типи, щоб за її типом можна було вибрати методи і засоби її вирішення.
Завдання, розв'язувані за допомогою ЕОМ, можуть бути класифіковані за різними ознаками: затипом інформації, що обробляється при їх вирішенні, за методами розв'язання задач, за складністю алгоритмів їх вирішення, за типами предметних областей, характером самих завдань і і т.д.
Розбиття задач обробки інформації на два види (рис.2.1) - завдання наперебуванняі завдання надоказ, - висхідний до Евкліда, і сьогодні можна вважати класичним. Ознакою класифікації у разі єкінцева метарозв'язання задачі. Метою завданнязнаходженняєзнаходження (побудова, проведення, отримання, ототожненняі т.д.) деякогооб'єкта, тобто.невідомогоданої задачі. Метою завдання на доказ є встановлення правильності чи хибності деякого затвердження, підтвердження його чи спростування.