Алгоритм и общие принципы построения алгоритмов.

Тема № 3. Алгоритм и общие принципы построения алгоритмов.

Цель урока :

Образовательная - ввести понятие алгоритма и исполнителя; показать способы

записи алгоритмов, свойства алгоритма. Запись решения задач через Школьный алгоритмический язык

( ШАЯ ) и блок-схему, их взаимосвязь.

Развивающая - развитие логического мышления, навыков взаимоконтроля и самоконтроля, рассуждения над решением задачи, умений работать самостоятельно, умений говорить и слушать на уроке.

Воспитательная – развитие культуры общения и культуры ответа на поставленные учителем вопросы по информатике, способствовать развитию чувства коллективизма, сотрудничества и взаимопомощи.

Оборудование : 1) Видеосюжеты, плакаты

2) Индивидуальные карточки

План урока :

1. Организационный момент.

2. Изучение нового материала : Понятие об алгоритме. Школьный алгоритмический язык (ШАЯ). Свойства алгоритмов. Блок – схемы.

3. Этапы работы на ЭВМ при составлении программ

4. Примеры на составление ШАЯ и блок-схем.

5. Закрепление материала : проверочная работа по вариантам.

Ход урока.

Ответ на 1 вопрос :

Учитель: Скажите, пожалуйста, каков алгоритм дня ученика ? Если они не поняли вопрос, то я должна спросить их по-другому : Что вы делаете, когда утром рано просыпаетесь, т.е. ваше дальнейшее действие ?

Учащиеся должны перечислить: подъем, умывание, зарядка, завтрак, школа, обед, отдых, домашнее задание по предметам, ужин, сон.

Учитель : Вот вы перечислили примерный каждодневный ваш алгоритм дня. Напишем о том, что же такое алгоритм с научной точки зрения :

Определение 1 : Алгоритм – это организованная последовательность действий, приводящая к

решению поставленной задачи.

Определение 2: Алгоритм – это точное, четкое описание последовательности команд исполнителю,

которые необходимы выполнить для решения задачи.

Разработать алгоритм – значит разбить задачу на последовательно - выполняемые шаги. В практике программирования наибольшее распространение видов алгоритма получили :

1. словесная запись алгоритма ;

2. схемы алгоритмов ( блок - схемы);

3. псевдокад , т.е. формальные алгоритмические языки, например ШАЯ ;

4. структурограммы ( диаграмма Насси- Шнейдармана).

Наиболее распространенными являются решение задач по ШАЯ и блок-схеме.

О

Алг. имя алгоритма

Дано условие применимости алгоритма

Надо цель выполнения алгоритма

нач

Последовательность команд

( тело алгоритма )

кон.

бщая форма записи ШАЯ :

Свойства алгоритма :

1. Понятность ( определенность) - алгоритм должен быть задан с помощью средств, доступных для восприятия и реализации исполнителем ( иначе говоря, предписания алгоритма должны быть понятны исполнителю, и кроме того, он должен знать, как реализовать эти предписания);

2. Точность – содержание любой операции конечного набора точно и однозначно определено;

3. Дискретность – алгоритм выполняется пошагово, последовательность операций определена, новая операция исполняется только после завершения предшествующей;

4. Массовость – алгоритм составляется для решения многих задач определенного типа;

5. Результативность – алгоритм должен обеспечить получение планируемого результата или выборку сигнала о невозможности его получения;

6. Эффективность – возможность получения результата при минимальном числе операций.

При структурном подходе к конструированию алгоритмов, базовые структуры делятся на три случая : 1) Последовательность ( линейный алгоритм); 2) разветвление ( логический блок ) ; 3) цикл.

При решении задач мы применим форму записи алгоритма. А теперь напишем

Ответ на 2 вопрос :

Учитель : Что означает по-вашему схема , блок ?

Учащиеся : У них могут быть различные ответы ( например схема в физике и др.)

Учитель: Сейчас напишем что же представляет собой схема в программировании.

Определение ; Схемой называется наглядное графическое изображение алгоритма, когда отдельные действия ( этапы) алгоритма изображаются в виде различных геометрических фигур ( блоков), а связь между этапами указывается стрелкой или .

Существует государственный стандарт на обозначение блок –схем : ГОСТ 19.003-80

Наиболее часто используемые условные графические изображения, применяемые при составлении схем алгоритмов :

Ответ на 3 вопрос :

Этапы решения задачи при составлении программы :

1. Постановка задачи, т.е. создание модели задачи.

2. Разработка алгоритма ( ШАЯ и блок-схему ).

3. Составление программы.

4. Отладка программы ( т.е. ввод программы в компьютер).

1. Вычисление и получение результатов.

Ответ на 4 вопрос : Примеры:

Пример-1 : Вычислить площадь круга по заданному радиусу.

Рассмотрим эту задачу по – этапно :

1. этап - постановка задачи, т.е. создание математической модели задачи:

Площадь круга по заданному радиусу вычисляется по формуле S= Пи * R² , где R – радиус мы можем задать любое целое число. Вначале необходимо объяснить учащимся о том , что даже если мы значение радиуса возьмем целое число, то результат не будет целым число, так как Пи= 3,14, т.е. например R=2, тогда S= 3,14*2=6,28 . Знание типа значений переменных очень важно, так как в алгоритмах и программах необходимо указать с каким значением вы работаете, т.е если число, то оно целое или дробное( вещественное), если символ или строка , то литерный тип. В Шая они пишутся сокращенно.

1. С

   П

   О

   С

   Л

   Е

   Д

   О

   В

   А

   Т

   Е

   Л

   Ь

   Н

   О

   С

   Т

   Ь

   оставление алгоритма :

ШАЯ Блок - схема

Алг. Площадь круга

Дано пост. вел. Пи=3, 14

R – арг. цел.

Надо S – рез. вещ.

нач

ввод R

S= Пи * R²

Вывод S

кон.

3) этап – составление программы, мы пройдем позже на следующих уроках, сегодня наша задача научиться составлять алгоритмы к любым задачам..

Ученик на пример 3 выходит к доске : Ткач Александр и объясняет

у доски, используя форму записи ШАЯ (плакат) и рисунки блок-схем

( методическое пособие).

Пример-2 : Вычислить разность двух целых чисел А, и В .

1. этап Математическая модель: обозначим разность Р= А – В

2) ШАЯ Блок схема

Алг. Разность чисел

Дано А, В – арг. цел.

Надо Р – рез. цел.

нач

ввод А, В

Р= А - В

Вывод Р

кон.

Пример № 3 : Составить ШАЯ и блок-схему : Даны три переменные А,В,С.

Вывести их сумму.

1) этап - В этой задаче специально пропущено переменная ответа, т.е не присваивается к какой-то переменной. Это необходимо показать для того, чтобы в выводе можно написать сразу и решение.

2) ШАЯ Блок схема

Алг. Сумма чисел

Дано А, В, С – арг. цел.

Надо рез. цел.

нач

Ввод А, В, С

Вывод А + В + С

кон.

Если в этой же задачи условие поменяем на то, что значение А,В,С даны, т.е.

А=7, В=3, С=10, и еще ответ обозначим переменной S, тогда в ШАЯ и в блок-схеме произойдут изменения.

Алг. Сумма чисел

Дано А, В, С – арг. цел.

Надо S - рез. цел.

нач

А=7, В=3, С=10

S= A+B+C

Вывод S

кон.

Важно то, чтобы различие увидели сами учащиеся.

Если нет, то я их направлю.

Пример № 4 Домашнее задание. Составить ШАЯ и блок-схему :

Найти силу тяжести по закону Ньютона.

Пример-5 : Задача на логический блок : Вычислить   Z по формуле (для темы № 5)

2 этап : ШАЯ Блок схема

Алг. Вычисление Z

Дано Х, У – арг. цел.

Надо Z – рез. цел.

нач

Ввод Х, У

если Х У то Z= X - Y

иначе Z= Y-2*X+1

Вывод Z

кон.

Вывод: Основной целью было научить учащихся логически думать, рассуждать и решать задачи. Запись решения задач через ШАЯ и блок-схему, чтоб увидели их взаимосвязь. Знание алгоритма поможет написать программы для компьютера, а компьютер без программ не существует.

Сегодняшний урок – это первый путь программиста.

Лит-ра : 1) Молчанова « Turbo Pascal 7.0 »

2) Новичков « Алгоритмический язык Паскаль »

3) Карасев П.Н. « Информатика» (Программирование)

3) Личные материалы и разработки.