Информатика 9 класс урок 2

10/1/20

АЛГОРИТМ И ЕГО СВОЙСТВА

9 класс

.

Цель:

• выяснить, что такое алгоритм, познакомиться с историей возникновения данного понятия, его свойствами, видами алгоритмов и формами, с помощью которых можно записать тот или иной алгоритм, а также где в реальной жизни мы встречаемся с алгоритмами

  Историческая справка. Происхождение слова «алгоритм»

Правила выполнения арифметических действий над целыми числами и простыми дробями в десятичной системе счисления впервые были сформулированы выдающимся средневековым ученым по имени Мухаммед ибн Муса ал-Хорезми (в переводе с арабского это означает «Мухаммед, сын Мусы из Хорезма»), сокращенно Ал-Хорезми.

Ал-Хорезми жил и творил в IX веке. Арабский оригинал его арифметического труда утерян, но имеется латинский перевод XII века, по которому Западная Европа ознакомилась с десятичной позиционной системой счисления и правилами выполнения в ней арифметических действий.

Ал-Хорезми стремился к тому, чтобы сформулированные им правила были понятны для всех грамотных людей. Достичь этого в веке, когда еще не была разработана математическая символика (знаки операций, скобки, буквенные обозначения и т. п.), было очень трудно. Но Ал-Хорезми удалось выработать в своих трудах такой стиль четкого, строгого словесного предписания, который не давал читателю никакой возможности уклониться от предписанного или пропустить какие-нибудь действия.

С понятием «алгоритм» вы уже знакомились

• на других предметах : математика, физкультура, литература, физика.

• в повседневной жизни :

разнообразные правила, предписывающие последовательность действий, цель которых состоит в достижении некоторого необходимого результата.

Подобные правила очень многочисленны.

Например,

мы обязаны следовать вполне определенной системе правил, чтобы найти корни квадратного уравнения, приготовить кофе и т.д .

Все мы живем в мире алгоритмов. Алгоритмы экономят силы и время человека, так как однажды усвоенным правилом (алгоритмом) вы можете пользоваться всю жизнь.

Под алгоритмом понимают понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность действий для достижения поставленной цели.

ЗАДАНИЕ : Познакомиться с исторической справкой и ответить на вопросы:

1. Откуда или как произошло слово «алгоритм»?

2. Что первоначально обозначало слов «алгоритм»? Наше время алгоритма.

  Историческая справка. Происхождение слова «алгоритм»

В латинском переводе книги Ал-Хорезми правила начинались словами «Алгоризми сказал». С течением времени люди забыли, что «Алгоризми» — это автор правил, и стали сами эти правила называть алгоритмами. Постепенно «Алгоризми сказал» преобразовалось в «алгоритм гласит».

Таким образом, слово «алгоритм» происходит от имени ученого Ал-Хорезми. Как научный термин первоначально оно обозначало лишь правила выполнения действий в десятичной системе счисления. С течением времени это слово приобрело более широкий смысл и стало обозначать любые точные правила действий. В настоящее время слово «алгоритм» является одним из важнейших понятий науки информатики.

Всякий алгоритм составляется в расчете на определенного исполнителя.

Исполнитель алгоритма - это человек или автоматическое устройство, которое способно воспринимать и исполнять алгоритм.

Назовите исполнителей для приведённых ниже видов работ:

• Уборка мусора во дворе –

дворник

• Перевозка пассажиров в поезде –

машинист

• Приём экзаменов в школе –

учитель

• Приготовление еды в ресторане –

повар

• Выполнение домашнего задания –

ученик

Система команд исполнителя (СКИ) - это перечень элементарных предписаний (команд), которые исполнитель может исполнять.

Алгоритм обладает следующими свойствами

• Целенаправленность – любой алгоритм направлен на достижение определенной цели. Чаще всего целью алгоритма является получение результата при решении какой-нибудь задачи.
• Дискретность  – алгоритм состоит из элементарных предписаний (команд).
• Понятность – элементарные предписания (команды) алгоритма должны быть точно сформулированы и однозначно понятны исполнителю, а исполнитель должен быть в состоянии их выполнить.
• Однозначность – после исполнения очередного элементарного предписания (команды) исполнителю точно определено, что делать дальше.
• Массовость – алгоритм можно использовать для решения той же задачи при других допустимых исходных данных.

Формы представления алгоритмов

Пример:

• Пример . Алгоритм определения периметра прямоугольника:

Дано: А,В — длины сторон прямоугольника.

Найти: Р- периметр прямоугольника.

Математическая модель; Р = (А + В) *2

• 1. Задать числовые значения А, В.
• 2. Сложить А и В. Результат обозначить X.
• 3. Умножить X на 2. Результат обозначить Р.
• 4. Записать в качестве ответа значение Р.
• 5. Конец.

Данный алгоритм рассчитан на исполнителя старшеклассника.

Графическая форма

Графическая форма

Графическая форма

При записи алгоритма в словесной и в графической форме допускается определенный произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна на столько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм. Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы – компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке.

3.Такой язык принято называть языком программирования, а форму представления алгоритма - программной. То есть программная форма записи алгоритма – это запись на языке программирования.

Программная форма записи алгоритма

Система команд исполнителя (СКИ) - это перечень элементарных предписаний (команд), которые исполнитель может исполнять.

Самостоятельная  работа

Самостоятельная  работа

Запишите:

• Алгоритм заваривания чая.

• Алгоритм решения задачи:

1.Имеются два кувшина ёмкостью 3 л и 8 л. Напишите алгоритм для того, чтобы набрать из реки 7 л воды (можно пользоваться только этими кувшинами).

2. Нужно поджарить три куска хлеба на сковороде, вмещающей только два таких куска. На поджаривание каждой стороны уходит 2 минуты. Можно ли поджарить хлеб меньше чем за 8 минут?

Имеются два кувшина ёмкостью 3 л и 8 л. Напишите алгоритм для того, чтобы набрать из реки 7 л воды (можно пользоваться только этими кувшинами).

Нужно поджарить три куска хлеба на сковороде, вмещающей только два таких куска. На поджаривание каждой стороны уходит 2 минуты. Можно ли поджарить хлеб меньше чем за 8 минут?

6

1

9

8

5

2

7

4

3

10

• Что такое алгоритм?

• Перечислите свойства алгоритма.

• С какими формами представления алгоритма вы познакомились сегодня ?

• Какую форму представления алгоритма мы рассмотрели?

1.Целенаправленность. 2.Дискретность. 3.Понятность

4.Однозначность. 5. Массовость

1.Словесная. 2. Графическая. 3. Программная

1.Словесная.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

• Составить алгоритм определения периметра прямоугольника

МЫ УЗНАЛИ

• Что такое алгоритм

• Разрабатывать алгоритм может только человек

• Исполнять алгоритм могут люди и всевозможные технические устройства

Домашнее задание:

• П.4.1.
• Составить алгоритм старинной русской задачи: некий человек должен перевезти в лодке через реку волка, козу и капусту. За один перевоз он может перевезти только кого-то одного. Составьте алгоритм перевоза так, чтобы никто никого не съел.

Система команд исполнителя (СКИ) - это перечень элементарных предписаний (команд), которые исполнитель может исполнять.

• Лабораторная работа

«Работа с учебным исполнителем алгоритмов»

Исполнитель

РОБОТ

Вспомогательные алгоритмы

Среда исполнителя Робот

Исполнитель Робот «живёт» на клетчатом поле и умеет перемещаться в разных направлениях, а также закрашивать клетки. Стандартный размер поля 10 х 15 клеток (10 клеток в высоту, 15 в ширину). Изначально Робот находится в верхней левой клетке (это стартовая обстановка – хранится в файле start.fil)

СКИ исполнителя РОБОТ

У Робота есть четыре команды перемещения:

• вверх
• вниз
• влево
• вправо

Также у Робота есть команда закрасить , которая закрашивает клетку, в которой Робот находится в настоящий момент.

При выполнении любой из этих команд Робот перемещается на одну клетку соответственно: вверх ↑, вниз ↓, влево ←, вправо →.

Цикл N раз для исполнителя РОБОТ

нц раз

кц

Цикл ПОКА для исполнителя РОБОТ

Условия цикла:

нц пока

кц

слева стена

справа стена

слева свободно

снизу стена

справа свободно

снизу свободно

сверху стена

клетка закрашена

сверху свободно

клетка чистая

ЗАДАНИЕ: Закрасить справа от Робота все клетки до стены и вернуться в исходное положение.

Вспомогательный алгоритм

• Вспомогательный алгоритм — относительно независимая часть алгоритма, имеющая оригинальное имя, по которому её можно вызывать из любой части основного алгоритма.
• Основной алгоритм всегда один, и в программе на языке КУМИР он располагается выше вспомогательного .
• Вспомогательный алгоритм используют в случаях, когда одни и те же действия необходимо выполнить несколько раз в разных местах программы.

Примечание:

• Любую картинку на поле Робота можно мысленно заключить в прямоугольник. При создании вспомогательного алгоритма удобно начинать рисовать из верхнего левого угла такого прямоугольника и в этой же точке заканчивать.
• Тогда вы всегда будете знать, где у вас будет находиться Робот после очередного вызова вспомогательного алгоритма.

Вспомогательный алгоритм для исполнителя Чертежник

Основной алгоритм

Вспом. алг.

Вспомогательный алгоритм для исполнителя Робот

Основной алгоритм

Вспом. алг.

Практическая работа. Задание 1

Составить алгоритм рисования представленного узора с использованием вспомогательного алгоритма фигура .

Примечание: алгоритм управления Роботом представлен в учебнике – стр.82. Используется стартовая обстановка Робота. Конечное положение Робота не имеет значения.

Сохраните созданный алгоритм в личной папке Робот под именем Узор_1.kum

Практическая работа. Задание 2

Составить алгоритм рисования представленного узора с использованием вспомогательного алгоритма квадрат .

Примечание: Используется стартовая обстановка Робота. Конечное положение Робота не имеет значения. Используйте циклы n раз .

Сохраните созданный алгоритм в личной папке Робот под именем Узор_2.kum

Практическая работа. Задание 3

Составить алгоритм рисования представленного узора с использованием вспомогательного алгоритма фигура .

Примечание: Используется стартовая обстановка Робота. Конечное положение Робота не имеет значения. Используйте циклы n раз .

Сохраните созданный алгоритм в личной папке Робот под именем Узор_3.kum

Практическая работа. Задание 4

Составить алгоритм рисования представленного узора с использованием вспомогательного алгоритма фигура .

Примечание: Используется стартовая обстановка Робота. Конечное положение Робота не имеет значения. Используйте циклы n раз .

Сохраните созданный алгоритм в личной папке Робот под именем Узор_4.kum

Практическая работа. Задание 5*

Составить алгоритм рисования представленного узора с использованием вспомогательных алгоритмов ряр1 и ряд2 .

Примечание: Используется стартовая обстановка Робота. Конечное положение Робота не имеет значения. Используйте циклы n раз .

Сохраните созданный алгоритм в личной папке Робот под именем Узор_5.kum