Конспект урока информатики в 9 классе "Свойства алгоритма и его исполнители"

«Свойства алгоритма и его исполнители»

Учебник: Н.Д.Угренович, Информатика и ИКТ, учебник для 9 класса

Тип урока: изучение нового материала (комбинированный).

Цели урока:

Ввести понятия «алгоритм», «свойства алгоритма», «исполнители алгоритма»;

Познакомить учащихся с правилами разработки алгоритма;

1. Познавательные:

• Организовать работу учащихся по изучению и первичному закреплению знаний путем  коллективной и самостоятельной практической деятельности.

1. Развивающие:

• Используя интегрированный подход, показать учащимся значение, которое имеет понятие «алгоритм- исполнитель алгоритма» в природе, быту, технике и повседневной жизни.

• Обеспечить развитие у школьников навыков, способствующих развитию памяти, логического мышления и применению имеющихся знаний и умений  при составлении программ на языке программирования.

1. Воспитательные:

• Формирование информационной культуры, умения и навыков коллективного и самостоятельного овладения знаниями;

• Воспитывать культуру речи при ответах у доски, уважение ко всем участникам образовательного процесса.

Ход урока

Организационный этап

Взаимные приветствия учителя и учащихся; фиксация отсутствующих; проверка внешнего состояния классного помещения; проверка подготовленности учащихся к уроку; организация внимания и внутренней готовности.

Объявление темы и целей урока.

Сегодня на уроке мы с вами начнем изучать новую главу «Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования» и изучим первую тему «Свойства алгоритма и его исполнители».

Объяснение нового материала:

В повседневной жизни мы часто с вами для достижения требуемого результата используем алгоритмы, содержащие четкие описания последовательностей действий. Примерами алгоритмов являются кулинарные рецепты, в которых подробно описана последовательность действий по приготовлению пищи.

Алгоритмы кулинарных рецептов состоят из отдельных действии, которые обычно нумеруются. Каждый алгоритм состоит из последовательности отдельных шагов. Это является важным свойством алгоритма - дискретностью.

Алгоритм приготовления блюда быстрого питания:

1. Высыпать в емкость содержимое пакетика.

2. Налить в емкость 200 мл горячей воды.

3. Тщательно перемешать.

Результативность. Алгоритмами являются известные из начальной школы правила сложения, вычитания, умножения и деления столбиком. Применение этих алгоритмов всегда приводит к результату. Возможность получения из исходных данных результата за конечное число шагов называется результативностью алгоритма.

Алгоритм сложения целых чисел в десятичной системе счисления:

Массовость. Алгоритмы сложения, вычитания, умножения и деления могут быть применены для любых чисел, причем не только в десятичной, но и в других позиционных системах счисления (двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и др.). Возможность применения алгоритма к большому количеству различных исходных данных называется массовостью.

Само слово «алгоритм» происходит от «algorithmi» - латинской формы написания имени выдающегося математика IX века аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических операций.

Исполнители алгоритмов. Алгоритмы широко используются в технике в системах управления объектами. В любой системе управления существует управляющий объект, который является исполнителем алгоритма управления. Так, в системах терморегуляции для поддержания определенной температуры в помещении исполнителем алгоритма может являться как человек, так и микропроцессор.

Алгоритм терморегуляции:

Детерминированность. При управлении самолетом используются сложные алгоритмы, исполнителями которых являются пилот или бортовой компьютер. Последовательность выполнения действий, например, при взлете должна быть строго определенной (например, нельзя отрываться от взлетной полосы, пока самолет не набрал необходимую взлетную скорость). Исполнитель алгоритма, выполнив очередную команду, должен точно знать, какую команду необходимо исполнять следующей. Это свойство алгоритма называется детерминированностью.

Выполнимость и понятность. После включения компьютера начинают выполняться алгоритмы тестирования компьютера и загрузки операционной системы. Исполнителем этих алгоритмов является компьютер, поэтому они должны быть записаны на понятном компьютеру машинном языке.

Каждый исполнитель обладает определенным набором команд - системой команд, которые он может выполнить. Алгоритм должен быть понятен исполнителю, т. е. должен содержать только те команды, которые входят в систему команд исполнителя.

Свойства алгоритмов. Выше были приведены примеры алгоритмов из различных областей человеческой деятельности и знаний. В этих алгоритмах различные исполнители выполняли операции над объектами различной природы (материальными объектами и числами). При этом во всех примерах можно выделить следующие основные свойства алгоритма: дискретность, результативность, массовость, детерминированность, понятность.

Результативность и дискретность. Алгоритм должен обеспечивать преобразование объекта из начального состояния в конечное состояние за определенное число дискретных шагов.

Массовость. Один и тот же алгоритм может применяться к большому количеству однотипных объектов.

Детерминированность. Исполнитель должен выполнять команды алгоритма в строго в определенной последовательности.

Выполнимость и понятность команд. Алгоритм должен содержать команды, входящие в систему команд исполнителя и записанные на понятном для исполнителя языке.

Алгоритм - это конечная последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью точных и понятных исполнителю команд.

Физкультминутка. Гимнастика для глаз

Формальное выполнение алгоритмов человеком. Исполнитель-человек может выполнять алгоритмы формально, не вникая в содержание поставленной задачи, а только строго выполняя последовательность действий, содержащихся в алгоритме.

Предположим, что пользователю необходимо в текстовом редакторе провести редактирование текста. Создадим алгоритм редактирования, в котором объектом является текст, а исполнителем - человек.

Сначала необходимо задать начальный текст и конечный текст, который должен быть получен после выполнения алгоритма редактирования. Пусть начальным является текст «информационная модель» и курсор находится перед первым символом, а результатом является текст «модель информационная» и курсор находится после последнего символа (рис. 1).

Для того чтобы изменить состояние текста, необходимо в текстовом редакторе выполнить над ним определенную последовательность операций редактирования. Каждая команда алгоритма должна однозначно определять действие исполнителя, для этого необходимо записать алгоритм с использованием формальной модели текста.

Формальная модель текста разбивает его на страницы, которые включают определенное количество строк, содержащих определенное количество символов (наш текст содержит одну строку). Алгоритм «Редактирование» запишем на естественном языке, который понятен пользователю компьютера:

1. Выделить символы с 1 по 15.

2. Вырезать этот фрагмент и поместить его в буфер обмена.

3. Установить курсор на позицию после 7-го символа.

4. Вставить вырезанный фрагмент текста.

Теперь пользователь может провести редактирование текста, формально выполнив алгоритм «Редактирование».

Практическое задание:

1. Разработать алгоритм работы:

А) посудомоечной машины

Б) швеи- мотористки по изготовлению изделия

В)стиральной машины

Письменная работа: Проиллюстрируйте основные свойства алгоритма.

Итог урока:

Диалог:

• Что нового Вы узнали на уроке?

• Какова практическая значимость изучаемого вопроса?

• Каковы положительные моменты урока.

• Пожелания

Домашнее задание:

прочитать §4.1.1, выучить новые определения.

Письменно: 1.Задание 4.1, стр.108.

2.Составить алгоритм преобразования слова «информатика» в слово «форма».