如何正确执行算法-《计算机导论》摘要

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：图1-4 不同主体之间的智能传递要让人利用算法把智能传递给机器，需要做到的是：机器必须能正确地理解并正确地执行算法。在如图1-1所示的冯·诺依曼体系结构计算机中，程序是计算机能理解的求解某一特定问题的算法，人利用输入部件把程序输入到计算机，输入的程序存储到计算机的存储部件，运行程序需要的数据也存储到计算机的存储部件，处理部件根据程序一步一步地执行，程序运行的结果通过输出部件输出给人。

程序的核心是算法。算法是描述求解问题方法的操作步骤集合。早在计算机发明以前，算法就是数学家的工具。数学家用算法来描述特定问题的解决方法。例如，数学家给出的求解两个整数的最大公约数的算法如下：

（1）令M为两个整数中的较大者，N为两个整数中的较小者；

（2）用M除以N，令R为M除以N的余数；

（3）若R不等于0，则令M等于N，N等于R，返回步骤（2）继续；若R等于0，则N中的数值就是两个整数的最大公约数。

算法给出了对求解特定问题方法的指导，有了算法，即使一个不理解求解方法原理的人，也可以按照算法描述的求解步骤一步一步得到正确的结果。例如，一个学习并理解了上述求解两个整数的最大公约数算法的人，就可以按照算法的求解步骤，求出48和32的最大公约数。求解过程如下：

（1）令M＝48，N＝32；

（2）48除以32的余数为16，R＝16；

（3）因R≠0，所以M＝32，N＝16；(www.chuimin.cn)

（4）32除以16的余数为0，R＝0；

（5）因R＝0，所以48和32的最大公约数为N＝16。

从数学家发现求解问题的算法，到学习掌握了算法的人求解具体问题的过程，都说明算法可以在人类之间传递智能。科学技术和工程技术方面新方法、新技术的发明和推广使用过程，都可以概括成利用算法的智能传播的过程。既然算法可以在人类之间传递智能，那么，如果我们把人类求解问题的方法设计成算法，然后把这样的算法传递给机器，并让机器执行这样的算法，就可以把人类的智能传递给机器。人类之间利用算法传递智能的过程，以及人和机器之间利用算法传递智能的过程示意见图1-4。

图1-4 不同主体之间的智能传递

要让人利用算法把智能传递给机器，需要做到的是：机器必须能正确地理解并正确地执行算法。冯·诺依曼体系结构的计算机就是这样的机器。在如图1-1所示的冯·诺依曼体系结构计算机中，程序是计算机能理解的求解某一特定问题的算法，人利用输入部件把程序输入到计算机，输入的程序存储到计算机的存储部件，运行程序需要的数据（例如最大公约数的程序运行时，需要输入如48和32这样的具体数据）也存储到计算机的存储部件，处理部件根据程序一步一步地执行（就像人按照算法一步一步地求解过程），程序运行的结果通过输出部件输出给人。

因此，在计算机硬件的基础上，开发程序的第一步就是开发求解特定问题的算法。

如何正确执行算法-《计算机导论》摘要

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