Чёрный ящик и обработка по правилу
💻 Информатика · 5 класс
Что такое чёрный ящик
Иногда мы не видим, как устроено что-то внутри, но можем наблюдать, что в него входит и что выходит. Такую ситуацию называют чёрным ящиком. Чёрный ящик — это объект, внутреннее устройство которого скрыто, но известны его вход и выход.
Вход, правило и выход
У чёрного ящика есть вход — то, что мы в него подаём, и выход — то, что получаем. Внутри действует правило, по которому вход превращается в выход. Наблюдая много пар «вход — выход», можно догадаться, какое правило спрятано внутри.
- Вход — исходная информация (число, слово, рисунок).
- Правило — как именно вход преобразуется.
- Выход — результат обработки.
Как разгадать правило
Чтобы найти правило, сравнивают вход и выход в нескольких примерах и ищут, что общего в превращении. Когда правило найдено, можно предсказать выход для нового входа.
| Вход | Выход |
|---|---|
| 2 | 5 |
| 3 | 6 |
| 10 | 13 |
В этой таблице к каждому числу прибавили 3. Значит, правило: выход = вход + 3. Для входа 7 выход будет 10.
Разбор примера
Разгадаем чёрный ящик, который работает со словами:
Вход: кот → Выход: коты
Вход: стол → Выход: столы
Вход: дом → Выход: дома
Правило: образовать множественное число
Чёрный ящик вокруг нас
Чёрным ящиком можно считать многие устройства, внутри которых мы не разбираемся. Когда мы нажимаем кнопку на калькуляторе и видим ответ, для нас калькулятор — чёрный ящик: мы знаем вход (нажатые кнопки) и выход (число на экране), но не видим, как именно он считает внутри. Так же устроены автомат с газировкой, светофор и даже сам компьютер для того, кто не изучал его устройство.
Учёные часто изучают сложные объекты именно так: они не могут заглянуть внутрь, поэтому подают разные входы и наблюдают выходы. По этим наблюдениям они строят догадку о внутреннем правиле. Чем точнее догадка предсказывает выход, тем лучше понят объект.
| Объект | Вход | Выход |
|---|---|---|
| Калькулятор | Нажатые кнопки | Число на экране |
| Автомат с водой | Монета и выбор | Стакан напитка |
| Чайник | Холодная вода | Горячая вода |
Проверка найденного правила
Когда правило угадано, его обязательно проверяют. Берут новый вход, которого ещё не было в примерах, и предсказывают по правилу выход. Затем сравнивают предсказание с настоящим выходом. Если они совпали — правило, скорее всего, верное. Если нет — правило надо уточнить.
Частая ошибка. Нельзя угадывать правило по одной паре «вход — выход». Одному примеру могут подходить разные правила. Чем больше примеров проверишь, тем надёжнее найденное правило.
Кратко о главном
- Чёрный ящик — объект со скрытым устройством, но известными входом и выходом.
- Внутри действует правило, превращающее вход в выход.
- Правило ищут, сравнивая несколько пар «вход — выход».
- Найдя правило, можно предсказать выход для нового входа.