Черный ящик по информатике примеры. Школьный тур олимпиады школьниковпо информатикеи икт - документ

Теоретический тур школьного этапа

по информатике и ИКТ

2015-2016учебный год

5-6-7 классы

  1. 1. (5 баллов) Найдите закономерность и продолжите ряд:
    1. 1) 1, 2, 3, 4, 5, 6,…
    2. 2) а, б, в, г, д, е, …
    3. 3) 1, 2, 4, 8, 16,…
    4. 4) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 0, 1, 1,…
    5. 5) о, д, т, ч, п, ш,…
  2. 2. (24 балла) Вставьте вместо точек слово из трех букв, которое будет окончанием одного слова и началом другого.

Пример: У(…)ЕСО – У(КОЛ)ЕСО.

СО(. . .)ЬБА
ЗА(. . .)ЕЦ

ЗА(. . .)ЛЕЦ

МОЛ(. . .)ЛИЦА
ЗА(. . .)ЦЕРТ
АМ(. . .)ОН
БА(. . .)УШКА
КУР(. . .)Т
ГОР(. . .)ОЛАД
ПИ(. . .)АТКА
ОБЫ(. . .)КА
ПРИК(. .)Ы

НАТ(. . .)ВНЕНИЕ
КАР(. . .)ЕМЕЦ
КИШ(. . .)МУС
БОЙ(. . .)ТЕДЖ
КАР(. . .)УС
КОН(. . .)ИСТ
ГА(. . .)АРОНЫ
ГИ(. . . .)Н
ПРО(. . .)ОТА
ПРИ(. . .)КОТ

АПО(. . . .)Б
АМ(. . .)АН

  1. 3. (10 баллов) Впишите в скобки слева такое слово чтобы можно было решить эти уравнения.

Б+(ЖИВОТНОЕ)=(ДЕФЕКТ)
АР+(НОТА)=(МУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ)
В+(ИМЯ)=(СВОБОДА)
Н+(ДЕРЕВО)=(ПОЛЕ)
И+(ЗЛАК)=(ЦВЕТОК)
ПА+(КРЕСЛО)=(ПУЛЯ В ГИЛЬЗЕ)
Б+(РАСТИТЕЛЬНОСТЬ НА ЛИЦЕ)=УКРАШЕНИЕ
С+(ЦВЕТОК)=(ПРИЯТНОЕ ВКУСОВОЕ ОЩУЩЕНИЕ)
З+(КРАСКА ДЛЯ НОГТЕЙ)=(РАСТЕНИЕ С КОЛОСЬЯМИ)
У+(АТМОСФЕРНОЕ ЯВЛЕНИЕ)=(ЗАПУГИВАНИЕ)

  1. 4. (6 баллов) В этой таблице спрятаны обрывки записок
  • Зайца (А2, Г6, Г1, А6, В3, Б1, Г4, Б4);
  • Волка (А3, Г2, Б3, Г5, Б2, Б6, В2, В6);
  • и записки для тебя (В5, А1, Г3, А4, В1).

Восстанови эти записки (не забудь разделить текст на слова).

1

2

3

4

5

6

А

Мол

Гла

Оди

ц.У

яжа

яза

Б

шо

яцх

оги.

юут

адв

В

РА!

алу

йца

цаф

Ты —

чше.

Г

едл

нза

оде

гон

оро

вно

  1. 5. (5 баллов) Используя шифр, найдите слова, которые скрываются за этими цифрами:
  2. 1) 6 8 7 4 10 8

А

В

Г

И

Л

М

Н

О

Р

Т

Я

  1. 2) 1 2 10 8 9 1 5 5ШИФР
  2. 3) 7 1 2 4 3 1 10 8 9
  3. 4) 1 9 4 11
  4. 5) 1 5 5 4 3 1 10 8 9

6. (5 баллов) Определи пословицу . Циферблат – ключ:

12, 6, 1, 9

3, 2, 11, 8, 6, 10, 2

7, 9, 5, 8, 11, 4

  1. 7. (5 баллов) Определите принцип преобразования информации в «черном ящике».

Вход

Выход

Ответ

Пример:

УТРО
ДЕНЬ
ВЕЧЕР

З
?
У

Утром – завтрак (З)
Днем – обед (О)
Вечером – ужин (У)

Ответ: О

ЗЕМЛЯ
СТОЛ
ОКНО

Ж
М
?

ВЕНА
ЭТНА
ЛЕНА

Г
В
?

ЗИМА
ЛЕТО
ОСЕНЬ

Д
И
?

ОКРУГА
ПОРОДА
ПРИХОД

1
?
3

КУКЛА
СТОЛ
ПЛАТЬЕ

И
М
?

  1. 8. (10 баллов) Кузнечик может выполнять команды:
    1 — прыгнуть на 1 шаг вправо,
    2 — прыгнуть на 1 шаг влево,
    3 — прыгнуть на 1 шаг вперед,
    4 – прыгнуть на 1 шаг назад.
    В скольких шагах и в каком направлении от исходной точки окажется кузнечик после выполнения последовательности действий: (10)1 (20)2 (15)3 (20)1 (10)4 (10)2 ? В скобках указано количество повторений определенных действий.
    В ответе укажите количество повторений и номер команды
  2. 9. (10 баллов) Какая схема правильно описывает историю: Сережа дружит с Ваней и Сашей, а Саша, кроме него, дружит с Петей? (У Вани и у Пети по одному другу.)

Практический тур школьного этапа

Всероссийской олимпиады школьников по информатике и ИКТ

2015-2016учебный год

5-6-7 классы .

1. (20 баллов) Робот. Роджер Вилко хочет добыть ключ из лабиринта, в который сам попасть не может, однако может запустить туда маленького робота. Робот знает команды:

  • Вверх (передвинуться на одну клетку вверх)
  • Вниз (передвинуться на одну клетку вниз)
  • Влево (передвинуться на одну клетку влево)
  • Вправо (передвинуться на одну клетку вправо)

Команду, которую робот не может выполнить, он просто пропускает и переходит к следующей. У робота ограниченный объем памяти, поэтому Роджер может написать программу, состоящую только из четырех команд. Когда робот доходит до конца своей программы, он начинает ее заново. Когда робот оказывается в клетке, где лежит ключ, выполнение программы немедленно завершается.

Как Роджеру запрограммировать робота так, чтобы он попал из клетки S в клетку F , где лежит ключ?

2. (20 баллов) Водолей. Имеется два пустых сосуда объемом 8 и 5 литров. Используя программную среду Водолей, составь программу получения 4 литров воды в любом из сосудов.

Школьный тур олимпиады школьниковпо информатикеи ИКТ

2014-2015 учебный год

5-6 классы

    (5 баллов) Найдите закономерность и продолжите ряд:

    1, 2, 3, 4, 5, 6,…

    а, б, в, г, д, е, …

    1, 2, 4, 8, 16,…

    1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 0, 1, 1,…

    о, д, т, ч, п, ш,…

    (10 баллов)

В слове «ПАРУС» замени буквы по приведенному алгоритму.

Полученное слово обозначает:

1) файл, хранящий информацию о системе;

2) способ обработки информации;

3) скорость передачи данных в компьютере;

4) файл, мешающий работе компьютера.

Все люди в этом здании либо поднимаются на четвертый этаж, либо спускаются на первый. Сколько человек будет на четвертом этаже, а сколько на первом?

1) 8 и 7; 2) 7 и 8; 3) 1 и 3; 4) 1 и 0.

    (5 баллов) В этой таблице спрятаны обрывки записок

    Зайца (А2, Г6, Г1, А6, В3, Б1, Б4);

    Волка (А3, Г2, Б3, Г5, Б2, Б6, В2, В6);

    и записки для тебя (В5, А1, Г3, А4, В1).

Восстанови эти записки (не забудь разделить текст на слова).

    (5 баллов) Используя шифр, найдите слова, которые скрываются за этими цифрами:

  1. 1 2 10 8 9 1 5 5 4 ШИФР

    7 1 2 4 3 1 10 8 9

    1 5 5 4 3 1 10 8 9

6.(5 баллов)Определи пословицу .Циферблат – ключ:

3, 2, 11, 8, 6, 10, 2

7, 9, 5, 8, 11, 4

    (15 баллов) Определите принцип преобразования информации в «черном ящике».

Вход

Выход

Ответ

Пример:

УТРО
ДЕНЬ
ВЕЧЕР

Утром – завтрак (З)
Днем – обед (О)
Вечером – ужин (У)

Ответ: О

ЗЕМЛЯ
СТОЛ
ОКНО

ВЕНА
ЭТНА
ЛЕНА

ЗИМА
ЛЕТО
ОСЕНЬ

ОКРУГА
ПОРОДА
ПРИХОД

КУКЛА
СТОЛ
ПЛАТЬЕ

    (5 баллов) Кузнечик может выполнять команды:
    1 – прыгнуть на 1 шаг вправо,
    2 – прыгнуть на 1 шаг влево,
    3 – прыгнуть на 1 шаг вверх,
    4 – прыгнуть на 1 шаг вниз.
    В скольких шагах и в каком направлении от исходной точки окажется кузнечик после выполнения последовательности действий: (10)1 (20)2 (15)3 (20)1 (10)4 (10)2 ?В скобках указано количество повторений определенных действий. В ответе укажите количество повторений и номер команды.

9. (15 баллов) В сказке А. С. Пушкина «Сказка о попе и о работнике его Балде» поп выбирал работника по следующим признакам: «Нужен мне работник: Повар, Конюх и Плотник. А где найти мне такого Служителя не слишком дорогого?» Какое из следующих пересечений множеств верно отражает требования попа?

10.(30 баллов)Робот. Роджер Вилко хочет добыть ключ из лабиринта, в который сам попасть не может, однако может запустить туда маленького робота. Робот знает команды.

Принцип работы метода «черный ящик»

Черный ящик - понятие кибернетики, с помощью которого пытаются справиться с трудностями при изучении сложных систем. Представление системы в виде черного ящика означает, что при настоящем уровне знаний мы не можем проникнуть вглубь данной системы (или подсистемы) и разобраться, каковы внутренние закономерности, преобразующие ее входы и выходы. Однако мы можем изучать поведение этих входов и выходов, то есть зависимость изменений на выходе от изменений на входе. Многократный учет позволяет открыть закономерность между поведением входов и выходов и предвидеть поведение системы в будущем, а значит, управлять ею. Хотя метод «черного ящика» имеет прогностическое значение, он не позволяет вывести конструктивные рекомендации о том, какие необходимы изменения в системе для того, чтобы она лучше функционировала с позиций достижения целей. Иногда, если известен закон преобразования, связь между входом и выходом можно представить в аналитической форме. Таким образом, «черный ящик» - это объект, который воспринимает входные сигналы и генерирует выходные сигналы, предварительно ассоциируя их с входом по некоторому закону.

Между тем, эти представления абсолютно не соответствуют реальной практике научного поиска. Метод «черного ящика», который прямо противоположен по своей сути принципу, описанному выше, не просто применяется в самый строгих научных дисциплинах, а является одним из ключевых интеллектуальных инструментов познания.

«Черный ящик» - это интеллектуальная конструкция, в которую как раз и помещают абсолютно неизвестные, неизмеримые, не наблюдаемые и никак не фиксируемые явления. Чтобы понять, как работает метод, приведем частный пример.

Представьте себе, что по определенной траектории летит камень, а вы наблюдаете его движение, вы знаете его скорость, вес и прочие характеристики. То есть это как раз твердо установленные факты. Далее на его пути находится ящик с непрозрачными стенками. Сбоку есть отверстие, куда влетает камень, а вы расположены так, что не видите его дальнейший полет внутри ящика. На выходе тоже есть отверстие, из которого камень вылетает, и вы вновь видите его траекторию и отслеживаете все его параметры. Итак, у вас была невидимая часть полета, она вам неизвестна абсолютно. Вы не знаете, что там делали с камнем, отражался ли он от стенок, натыкался ли на какие-то преграды и тому подобное. Но есть видимая часть до входа в ящик и видимая после выхода в ящик.

Так вот, метод «черного ящика» в том и состоит, что ученый, зная видимые, измеримые характеристики, пытается догадаться, что же происходило во время невидимой части полета внутри «черного ящика». Настоящий ученый начинает строить объяснительную модель, хотя с точки зрения принципа, о котором говорилось в начале статьи, такой подход ненаучен. Ведь согласно этому принципу можно рассматривать только видимую часть полета камня, а о том, что было в «черном ящике» вообще говорить нельзя, нет твердо установленных фактов, не о чем и говорить.

Люди, которые так рассуждают, и думают, что уж это то и есть настоящая наука, на самом деле, рассуждают не так, как это действительно принято в науке.

Между тем, никто не видел не то что электрона, а даже атома, однако люди свободно рассуждают и об атомах, и об электронах, и о взаимодействии элементарных частиц.

Причем важную часть этого знания наука получила, именно используя как бы ненаучный, а на самом деле исключительно научный метод «черного ящика», метод, который не просто разрешает оперировать не твердо установленными фактами, а даже позволяет проводить исследования явлений, абсолютно неизвестных, неустановленных, чьи параметры не зафиксированы напрямую.

То есть наукой признается и даже провозглашается важным принципом сама возможность изучать неизвестные явления по косвенным признакам, другим фактам, иным явлениям.

Развивающая программа “Черный ящик”

Исследовательская (творческая) работа на Челябинский

молодежный интеллектуальный форум “Шаг в будущее-Созвездие-HTTM”

(Секция 3.3 (3D) Программное обеспечение в образовании; компьютерные интеллектуальные разработки по конкурсу интеллектуалов “Таланты развитой памяти и логики” (ТРПЛ))

Ситникова Любовь Юрьевна,

г.Челябинск, МАОУ СОШ №153, 11 класс

Научный руководитель:

Рогов Андрей Юрьевич,

учитель информатики,

МАОУ СОШ №153

Челябинск – 2011

Введение

Моделирование – один из методов исследования, активно используемые человечеством. Многие объекты можно изучать только с помощью данного метода. Мы задались вопросом: “Что мы сможем смоделировать с помощью компьютера”? Сам по себе, компьютер представляет довольно богатый инструмент для моделирования. Недаром существует целый раздел науки, который так и называется, “Компьютерное моделирование”. Естественно, все возможности компьютера отразить в модели просто невозможно. Но одну из них – вполне осуществимая задача. В школьном курсе информатики есть раздел “Моделирование”, в рамках которого изучается модель “Черный ящик”.

Черный ящик – это система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестны.

Примерами “черного ящика” являются любая бытовая техника (телевизор, радиоприемник, газовая плита, утюг и т.д.), заводная игрушка, наручные часы, автомобиль. Не будет преувеличением сказать, что любая вещь, любой предмет, любое явление – любой познаваемый объект – всегда первоначально выступает как “черный ящик”.

Как уже было сказано, “черный ящик” – система, об устройстве которой мы ничего не знаем. Каким же образом можно ее обсуждать, изучать, исследовать? “Черный ящик” представляет систему только с одной стороны: взаимоотношение, связь между “входом” и “выходом”.

Каждая система исследуется путем постепенного изготовления длинного протокола, составленного в хронологическом порядке и показывающего последовательность состояния “входа” и “выхода”. В результате такого протокола мы знаем, какими “входами” экспериментатор манипулирует, что происходит при этом на “выходе”. Расширяя постепенно круг “вход – выход”, экспериментатор узнает поведение своего “подопечного”. И уже по мере знакомства с его поведением пытается раскрыть внутренние связи в “черном ящике”, его структуру.

Если представлять модель черного ящика в виде схемы, то будет выглядеть примерно так:

Такую систему довольно легко моделировать. Поэтому целью работы стало использование возможностей компьютера для создания программы, развивающей интеллектуальные способности пользователя.

Задачами работы являются:

    Сбор информации о методе моделирования “черного ящика”, возможности реализации на компьютере.

    Подбор необходимого числа алгоритмов, их представление с помощью языка программирования Pascal.

    Создание интерактивной программы с помощью среды разработки приложений для Windows – Lazarus.

    Определение возможных направлений применения программы, использование ее в одном из выбранных направлений .

Теоретическая часть

Алгоритмы и программное обеспечение, используемые для разработки программы

При сборе информации о методе моделирования “черного ящика, возможности реализации на компьютере нам большую помощь оказали школьные учебники информатики и материалы сети интернет. Подбор алгоритмов осуществлялся исходя из ограничений на их программирование. В качестве входных и выходных данных была использована информация двух видов: текстовая и числовая. Всего было подобрано 16 алгоритмов, распределенных следующим образом:

Простые:

1. +1

2. -3

3. *2

4. Сумма цифр числа

5. Запись в обратном порядке

6. Последний символ

7. Первый символ

8. Количество символов

Сложные:

1. *2+1

2. Х 2 +1

3. 12/Х

4. Произведение цифр числа

5. Количество гласных

6. Количество согласных

7. Если четное, то +2, если нечетное, то +1

8. Количество символов -1

Для реализации проекта необходима была среда объектно-ориентированного программирования. В качестве основного языка программирования был выбран pascal, поскольку он изучался ранее, в школьном курсе информатики. Рассматривались две программы: BorlandDelphi и Lazarus. Первая имеет большое распространение, но, к сожалению, не является свободнораспространяемой. А вот Lazarus, напротив, хоть и обладает менее богатой функциональностью, может свободно использоваться для любых целей. Поэтому, выбор остановился именно на нем.

Исследовательская часть

Работа с программой “Черный ящик”

Первое окно, которое появляется при запуске программы – выбор уровня сложности. Для начала неплохо потренироваться на легком уровне сложности. Выполнение заданий здесь требует не более одного действия. На сложном уровне алгоритмы содержат два действия и являются более сложными для вычисления.


Основное рабочее окно программы одинаково для обоих уровней сложности. Оно содержит следующие основные элементы:

  1. Главное меню программы с пунктами “Файл” и “Справка”;
  2. Выпадающий список с возможностью выбора номера алгоритма;
  3. Основная рабочая панель: поле для ввода входного параметра, кнопка “Обработать” и поле, где отображается результат выполнения алгоритма;
  4. Окно, в котором отображается ход исследования с указанием всех входов и выходов;
  5. Кнопка “Экзамен”;
  6. Кнопка “Выход из программы” .


Программа имеет следующий принцип работы. В нее заложены алгоритмы, программа по ним обрабатывает все данные, что вводит пользователь, задача которого – определить, по какому именно алгоритму работает программа.

Работа с программой строится в следующем порядке:

    В основном окне программы выбрать нужный номер алгоритма из выпадающего списка. Каждый алгоритм имеет свой номер, который не меняется от запуска к запуску.

    Определить, с какими данными работает алгоритм (числа или текст). При этом нужно учитывать, что числа можно также представить и как последовательность символов. Для проверки можно попробовать ввести в поле “Ввод” как текст, так и число (Следует учесть, что программа корректно работает только с буквами английского алфавита. И алгоритмы настроены на работу именно с этим алфавитом). После нажатия на кнопку “Обработать” в поле “Результат” появится значение, полученное в результате выполнения алгоритма над входным параметром. При этом и вход, и результат заносятся в таблицу справа, где будут отображаться все действия, выполненные пользователем.

    Определить, какой именно алгоритм выполняет программа. Для этого необходимо вводить данные и их обрабатывать, пока закономерность не станет достаточно обоснованной. После этого можно приступить к экзамену.

    Нажатие на кнопку экзамен позволяет перейти к разделу программы, проверяющей на правильность отгаданный пользователем алгоритм.

В данном разделе Вам предлагается применить полученный алгоритм к пяти входным данным, перечисленным слева. Вводить результаты необходимо в соответствующие поля справа. На выполнение действий отводится ровно одна минута, по истечении которой будет произведена проверка введенных ответов и выдан результат. Если Вы закончили выполнять действия раньше, можно нажать на кнопку “ОК”.

В зависимости от полученного результата, можно либо перейти к следующему алгоритму, либо, если текущий алгоритм не был определен, попробовать другие входные параметры.

Задания, выдающиеся на экзамене, различны каждый раз. Таким образом, исключена возможность вычисления ответов в основном окне программы. Необходимость введения экзамена вызвана тем фактом, что другим способом проверить правильность предположения пользователя довольно затруднена из-за свободной формулировки некоторых алгоритмов.

Основное окно программы содержит справочную информацию, найти которую можно выбрав пункт “Справка” из главного меню программы.

Вывод

Для созданного продукта можно найти несколько применений, например, использование на уроках информатики для изучения темы “Моделирование”, развитие логических способностей учащихся начальной школы и среднего звена, проведение соревнований между учащимися, ну и, наконец, любой желающий может использовать данную программу дома в удобное для него время. http://www.delphisources.ru

Чёрный ящик -- объект, внутренняя структура которого неизвестна или неважна в рамках решаемой задачи, но о функциях, которого можно судить по его реакциям на внешнее воздействие.

Полное описание функций «черного ящика» называется его каноническим представлением. «Чёрные ящики», характеризуемые одинаковыми каноническими представлениями, считаются эквивалентными.

В отличие от «черного ящика» «белый ящик» -- это объект, внутренняя структура которого нам полностью известна, например, какое-либо созданное нами техническое устройство или компьютерная программа.

Понятие «чёрный ящик» широко используется во многих научных дисциплинах, в первую очередь технических, при изучении и/или описании любых объектов, обладающих относительно устойчивым характером (без учёта развития или изменения самого объекта). Это обусловлено тем, что «чёрный ящик» является наглядной формой представления результата основного процесса человеческого мышления -- абстрагирования, и использование «чёрного ящика» при описании объекта значительно облегчает понимание смысла. Философский словарь / Под ред. И. Т. Фролова. -- 4-е изд. -- М.: Политиздат, 1981. -- 445 с.

Кибернетика, как уже отмечалось выше, занимается, главным образом, исследованием механизмов управления и передачи информации в сложных стохастических системах. Для изучения процесса управления кибернетики используют понятия обратной связи и гомеостаза; для анализа вероятностных характеристик систем они применяют статистическую теорию информации; наконец, исследование комплексности систем они осуществляют с помощью понятия черного ящика. Представляя систему в качестве черного ящика, кибернетики по умолчанию соглашаются с когнитивными ограничениями своего понимания огромного числа возможных состояний, доступных сложной системе в любой момент времени. Однако при этом они признают возможности манипулирования некоторыми входными сигналами и наблюдения некоторых результатов работы системы на выходе. Если выходные сигналы непрерывно сравниваются с конкретными желаемыми величинами, то некоторые реакции системы могут быть определены с точки зрения их влияния на входные сигналы черного ящика с тем, чтобы сохранить систему «в управляемом состоянии».

При моделировании системы в виде черного ящика идентифицируются четыре набора переменных: набор возможных состояний системы (S); набор возмущений, способных повлиять на текущее ее состояние (Р); набор реакций на эти возмущения (R); набор целей, определяющих приемлемые состояния в соответствии с установленными критериями (Т). Считается, что система находится в “управляемом состоянии” если в любой момент времени ее состояние соответствует состоянию из набора Т. С помощью этой модели устанавливается чрезвычайно важный кибернетический принцип: если система находится в управляемом состоянии, то необходимо, чтобы для любого возмущения, стремящегося вывести систему из допустимых состояний, существовала такая ее реакция, которая после своего осуществления приводила бы систему в одно из состояний из совокупности Т. Данный принцип был разработан английским кибернетиком Россом Эшби и получил название «закона необходимого многообразия», обычно формулируемого следующим образом: «только многообразие способно поглотить многообразие». Уильям Росс Эшби, Введение в кибернетику, «Иностранная литература», Москва, 1959