Конспект занятия "Алгоритм и свойства алгоритма"

Тема урока: Алгоритм и свойства алгоритма

Предмет информатика

Класс 9

Ключевые слова: информатика, конспект, урок, схемы, определения

Цель: ввести понятия алгоритма, его свойств

Задачи:

Образовательные – познакомить с понятием алгоритм, рассказать о его свойствах

Развивающие –  развитие внимательности, памяти, алгоритмического мышления школьников.

Воспитательные – развитие познавательного интереса, логического мышления.

Тип урока: формирования новых знаний.

Форма урока: мультимедиа – урок, практикум, лекция.

Оборудование урока: мультимедийный проектор, экран, раздаточный материал

План урока:

1. Организационный момент

2. Сообщение темы, цели урока

3. Ознакомление с новым материалом

4. Закрепление знаний

5. Домашнее задание

Ход урока:

Что такое программирование?

Сейчас, наверное, практически невозможно найти человека, кото­рый бы не слышал таких слов, как информатика, программирование, а профессия программиста стала одной из самых многочисленных.

Чем же занимаются программисты? Наверное, самый простой от­вет - создают программы для решения задач с помощью компьютера.

Попробуем разобраться, из чего состоит процесс написания програм­мы:

• Прежде всего, перед программистом ставится определенная зада­ча.

• Для решения задачи самое главное - найти спо­соб ее решения, алгоритм.

• Сама программа - это запись алгоритма на каком-либо языке, понятном машине.

• Процесс перевода на этот язык и называется программированием, а язык, на который осуществ­ляется перевод, называется алгоритмическим языком.

Именно поэтому самым важным в профессии программиста является умение создавать алгоритмы, которые выполняют поставленную задачу.

Понятие алгоритма

Алгоритм является фундаментальным понятием информатики. Представление о нем необходимо для эффективного применения вы­числительной техники к решению практических задач.

Алгоритм - это последовательность действий, которая должна быть выполнена для достижения желаемого результата.

Алгоритм решения некоторой задачи - это алгоритм, приводящий к решению этой задачи за конечное число действий

История понятия «алгоритм» – работа на дом.

Свойства алгоритма и его исполнители

1. Дискретность.

Разде­ление алгоритма на последовательность законченных действий – шагов. Каждое действие должно быть закончено прежде, чем исполнитель приступит к выполнению следующего шага.

Пример: Алгоритмы кулинарных рецептов состоят из отдельных действий, которые обычно нумеруются.

1. Результативность.

Получение из исходных данных результа­та за конечное число шагов.

Пример: Алгоритм сложения целых чисел в десятичной системе счисления.

1. Записать числа в столбик, так чтобы цифры самого млад­шего разряда чисел (единицы) расположились одна под другой (на одной вертикали).

2. Сложить цифры младшего разряда.

3. Записать результат под горизонтальной чертой на вертикали единиц, если при этом полученная сумма больше или равна величине основания системы счисления (в данном случае 10), перенести десятки в старший разряд десятков.

4. Повторить пункты 2 и 3 для всех разрядов с учетом пере­носов из младших разрядов.

1. Массовость.

Возможность применения алгоритма к большому коли­честву различных исходных данных.

1. Детерминированность.

Выполнение команд алгоритма в строго определенной последовательности.

Пример: 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.

1. Выполнимость и понятность.

Алгоритм не должен содержать предписаний, смысл которых может восприниматься неоднозначно.

Пример: 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.

1. Точность.

Запись алгоритма должна быть такой, чтобы на каждом шаге его выполнения было известно, какую команду нужно выполнять следующей.

1. Конечность.

Завершение работы алгоритма за конечное число шагов.

Вопрос о рассмотрении бесконечных алгоритмов остается за рамками теории алгоритмов.

Способы описания алгоритма

Найти сумму двух чисел 2 и 3

1. Словесный способ

Алгоритм представляет собой описание на естественном языке последовательных этапов обработки данных.

К двум прибавляем три получаем пять.

1. Графический способ

И зображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков.

Блок-схема позволяет сделать алгоритм более нагляд­ным и выделяет в алгоритме основные алгоритмические структуры (линейная, ветвление, выбор и цикл). Если испол­нителем алгоритма является человек, он может по блок- схеме легко проследить выполнение алгоритма, так как эле­менты блок-схемы соединены стрелками, указывающими шаги выполнения алгоритма.

Элементы алгоритма изображаются на блок-схеме с по­мощью различных геометрических фигур, внутри которых записывается программный код

Элемент блок-схемы	Назначение элемента блок-схемы
	Прямоугольник с закругленными углами, применяет­ся для обозначения начала или конца алгоритма
	Параллелограмм, предназначен для описания ввода или вывода данных, имеет один вход вверху и один выход внизу
	Прямоугольник, применяется для описания линей­ной последовательности команд, имеет один вход вверху и один выход внизу
	Ромб, служит для обозначения условий в алгоритми­ческих структурах «ветвление» и «выбор», имеет один вход верху и два выхода (налево, если условие вы­полняется, и направо, если условие не выполняется)

1. Псевдокод

Система обозначений и правил, предназначенная для единообразной записи алгоритмов.

Алг Сумма

дано а, b, с;

надо с=а+b;

нач а:=2, b:=3;

с:= а+b;

кон.

1. Программный способ (алгоритмический )

Алгоритм, предназначенный для записи на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. Такой язык называется языком программирования, а запись алгоритма на этом языке – программа.

Закрепление знаний

Разбор примеров

Пример 1. Некий злоумышленник выдал следующий алгоритм за алгоритм получения кипятка:

1. Налить в чайник воду.

2. Открыть кран газовой горелки.

3. Поставить чайник на плиту.

4. Ждать, пока не закипит вода.

5. Поднести спичку к горелке.

6. Зажечь спичку.

7. Выключить газ.

Исправьте алгоритм, чтобы предотвратить несчастный случай.

П ример 2.

П

Да

Нет

еред выходным днем папа сказал своему сыну: «Давай спланируем свой завтрашний день. Если будет хорошая погода, то проведем день в лесу. Если же погода будет плохая, то сначала займемся уборкой квартиры, а во второй половине дня сходим в зоопарк». Что получится на выходе блок-схемы, если:

а) погода хорошая;

б) погода плохая?

Построили Цикл с “ветвлением”

Пример 3.

У исполнителя Калькулятор две команды, которым присвоены номера:

1. Прибавь 3

2. Умножь на 4

Выполняя первую из них, Калькулятор прибавляет к числу на экране 3, а выполняя вторую, умножает его на 4. Запишите порядок команд в программе получения из числа 2 числа 104, содержащей не более 6 команд, указывая лишь номера команд.

Ответ: 1 2 1 1 2

Пример 4

Исполнитель Черепашка перемещается на экране компьютера, оставляя след в виде линии. В каждый конкретный момент известно положение исполнителя и направление его движения. У исполнителя существует две команды:

Вперед n (где n – целое число), вызывающее передвижение черепашки на n шагов в направлении движения;

Налево m (где m – целое число), вызывающее изменение направления движения на m градусов против часовой стрелки.

Алгоритм Повтори k [Команда1 Команда2 Команда3] означает, последовательность команд в скобках повторится k раз.

Черепашке был дан для исполнения следующий алгоритм:

Повтори 4 [Налево 90 Вперед 2 ]

Какая фигура появится на экране?

Ответ: Квадрат

Пример 5.

Составьте алгоритм рисования фигуры так, чтобы в процессе перо не отрывалось от бумаги, и ни одна линия не проводилась дважды.

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Переведи в точку (1;1)

Опусти перо

Сдвинь на вектор (4;4)

Сдвинь на вектор (0;-4)

Сдвинь на вектор (4;4)

Сдвинь на вектор (0;-4)

Сдвинь на вектор (-8;0)

Сдвинь на вектор (0;4)

Сдвинь на вектор (8;0)

Повторение

• Определение алгоритма.

• Свойства алгоритма.

• Способы описания алгоритма.

Домашнее задание

1. § 4.4.1, 4.1.2

2. История понятия “алгоритм”

3. Задача. Имеются два кувшина емкостью 3 л и 8 л. Напишите алгоритм на естественном языке, выполняя который можно набрать из реки 7 л воды. (Разрешается пользоваться только этими кувшинами.)

Ответ:

1. 3 раза налить 3 литровым кувшином в 8 литровый кувшин

2. Останется 1 литр в 3 литровом кувшине

3. Выливаем из 8 литрового кувшина всю воду

4. Выливаем в него 1 литр из 3 литрового кувшина

5. Доливаем 2 раза 3 литра

1. Составьте алгоритм рисования слова МИР.

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Элемент блок-схемы	Назначение элемента блок-схемы
	Прямоугольник с закругленными углами, применяет­ся для обозначения начала или конца алгоритма
	Параллелограмм, предназначен для описания ввода или вывода данных, имеет один вход вверху и один выход внизу
	Прямоугольник, применяется для описания линей­ной последовательности команд, имеет один вход вверху и один выход внизу
	Ромб, служит для обозначения условий в алгоритми­ческих структурах «ветвление» и «выбор», имеет один вход верху и два выхода (налево, если условие вы­полняется, и направо, если условие не выполняется)

Элемент блок-схемы	Назначение элемента блок-схемы
	Прямоугольник с закругленными углами, применяет­ся для обозначения начала или конца алгоритма
	Параллелограмм, предназначен для описания ввода или вывода данных, имеет один вход вверху и один выход внизу
	Прямоугольник, применяется для описания линей­ной последовательности команд, имеет один вход вверху и один выход внизу
	Ромб, служит для обозначения условий в алгоритми­ческих структурах «ветвление» и «выбор», имеет один вход верху и два выхода (налево, если условие вы­полняется, и направо, если условие не выполняется)

Домашнее задание

1. § 4.4.1, 4.1.2

2. История понятия “алгоритм”

3. Задача. Имеются два кувшина емкостью 3 л и 8 л. Напишите алгоритм на естественном языке, выполняя который можно набрать из реки 7 л воды. (Разрешается пользоваться только этими кувшинами.)

4. Составьте алгоритм рисования слова МИР.

7
6
5
4
3
2
1
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Домашнее задание

1. § 4.4.1, 4.1.2

2. История понятия “алгоритм”

3. Задача. Имеются два кувшина емкостью 3 л и 8 л. Напишите алгоритм на естественном языке, выполняя который можно набрать из реки 7 л воды. (Разрешается пользоваться только этими кувшинами.)

4. Составьте алгоритм рисования слова МИР.

6
5
4
3
2
1
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Литература:

1. Н. Культин TP в примерах и задачах. – СПб.: БХВ – Петербург, 2012. – 256с.

2. Е. Алексеев TP 7.0. – М.: НТ Пресс, 2004. – 320с.

3. Тимошевская Н.Е. Основы алгоритмизации и программирования на языке Pascal. Справочник: Учеб. Пособие.– Томск, 2005. – 135с.