Алгоритм и его формальное исполнение.

Урок  информатики и ИКТ, 8 класс.

Тема урока: Алгоритм и его формальное исполнение. Свойства алгоритма и его исполнители. Блок-схемы алгоритмов.

Цели: усвоить основные понятия раздела «Алгоритмизация»: алгоритм, свойства алгоритма, способы представления алгоритмов, блок-схема алгоритма.

Развивать навыки построения алгоритмов для решения различных задач.

Развивать внимание, творческое воображение, логическое мышление.

Воспитывать самостоятельность, серьёзное отношение к работе, любовь к предмету.

Ход урока.

I.                   Организационный момент.

II.                Актуализация знаний.

- Приходилось ли вам сталкиваться с понятием «алгоритм»? Если да, то где?

- Попытайтесь дать своё определение понятия «алгоритм».

III.             Теоретический материал урока.

- Во многих отраслях человеческой деятельности для достижения требуемого результата используются алгоритмы, содержащие четкие описания последовательности действий.

Алгоритм – предписание, задающее на основе системы правил последовательность операций, точное выполнение которых позволяет решать задачи определённого класса.

         Любой результат деятельности человека – последовательность выполнения совокупности действий. Вопрос лишь в том, насколько оптимально подобное решение задачи. Получается что, продумывая ход решения задачи, можно найти оптимальную последовательность действий. Это означает, что нужно не просто решить задачу, а решить её с минимальными затратами.

Любой алгоритм должен быть построен с соблюдением определенных правил, согласованных с его свойствами. Основные свойства алгоритма: дискретность, точность, понятность, результативность, массовость, выполнимость.

•         дискретность – разбиение алгоритма на последовательность отдельных законченных действий.

•         детерминированность (точность) – строго определённая последовательность шагов. В одном случае задаются номера строк, но даже при отсутствии нумерации предполагается строгая последовательность выполняемых действий.

•         понятность – однозначное понимание исполнителем каждого шага алгоритма.

•         результативность – получение из исходных данных результата за конечное число шагов.

•         массовость – возможность применения алгоритма для решения целого класса однотипных задач.

•         выполнимость – алгоритм должен содержать команды, входящие в систему команд исполнителя.

Прежде чем писать алгоритм нужно выяснить, возможно ли решение данной группы задач с помощью строго заданного алгоритма, в противном случае подобные алгоритмы относят к неразрешимым алгоритмам.

- Кто может быть исполнителем алгоритма? (Человек, компьютер, робот, автомат, механическое устройство и т.д.)

Исполнитель – объект или субъект, выполняющий инструкции, предписания алгоритма, программы, последовательности команд.

Между человеком и автоматическим устройством есть существенная разница. Если для человека имеют значения не только указания, которые даны  в алгоритме, но и большой фактор заложен в степени эмоциональности изложения, то для компьютера или другого устройства важно лишь – понимает он заданную команду или нет. Выполнив необходимые действия, автоматическое устройство прекращает работу. Поэтому исполнителя, выполняющего команды определённого алгоритма без анализа действий и ситуации, называют формальным исполнителем.

Формальное исполнение алгоритма и предполагает, что могут быть созданы  технические устройства, которые выполняют алгоритм, не вникая в содержание поставленной задачи, а только строго выполняя последовательность действий, описанных в алгоритме.

Для представления алгоритмов используют несколько способов:

·        словесный;

·        графический;

·        с помощью алгоритмического языка.

Самый простой способ – словесный. При данном способе в каждой строке перечисляется определённая команда, последовательное выполнение команд приводит исполнителя к нужному результату. Посмотрим на примере алгоритма «Заварка чая»:

1.     вскипятить воду;

2.     окатить заварочный чайник кипятком;

3.     засыпать заварку в чайник;

4.     залить кипятком;

5.     закрыть крышкой;

6.     накрыть полотенцем.

Составьте алгоритм «Соберись в школу» используя в правильном порядке следующие команды алгоритма: позавтракай, сделай зарядку, собери портфель, встань, оденься, умойся. (Проверка алгоритма)

Почему у вас получились такие разные алгоритмы? (Каждый ученик по-разному собирается в школу). И каждый из вас продумывал свою оптимальную последовательность действий для решения поставленной задачи.

Мы записали словесный алгоритм с помощью действий.

Второй способ  представления алгоритма – графический. При графическом описании алгоритма могут использоваться условные обозначения.

Выполним алгоритм «Рисование фигуры» (один ученик выполняет у доски).

- Поставьте точку.

- Проведите 1 клетку вправо, 2 клетки вниз, 3 клетки вправо, 1 клетку вверх, 1 клетку вправо, 4 клетки вниз, 2 клетки влево, 1 клетку вверх, 1 клетку влево, 1 клетку вниз, 2 клетки влево, 2 клетки вверх, 2 клетки влево, 2 клетки вверх, 2 клетки вправо, 1 клетку вверх.

Физкультминутка.

Запишем этот алгоритм с помощью условных обозначений. Направление рисования собаки можно задать в виде стрелок:

вправо     ®

влево     ¬

вверх      ­

вниз        ¯

- Запишите алгоритм таким способом.

Задание. Опишите алгоритм рисования буквы «С».

         При графическом описании алгоритма могут использоваться геометрические фигуры для обозначения каких-либо команд, называемых блоками.

Блок – геометрическая фигура для обозначения каких-либо команд при графическом описании алгоритма.

         Каждый блок соответствует конечному этапу процесса. Внутри каждого блока даётся описание тех операций, которые необходимо выполнить. Рассмотрим каждый блок:

 

Блок начала и конца

Блок ввода-вывода данных

Функциональный блок

Блок условия

         Схемы строятся в соответствии с заданной задачей, в которой с помощью стрелок отслеживается направление движения по алгоритму. Блок-схема позволяет сделать алгоритм более наглядным и выделяет в алгоритме основные алгоритмические структуры (линейная, ветвление, выбор и цикл). Если исполнителем алгоритма является человек, то он может по блок-схеме легко проследить выполнение алгоритма.

 Рассмотрим сказанное на примере решения задачи.

Задача: определить расстояние, пройденное человеком, если известно время движения, а так же известно, что движение было равномерным.

Условия задачи: заданы скорость движения и время.

Решите следующую задачу самостоятельно: Представить схематически алгоритм решения задачи по нахождению периметра прямоугольника.

IV.            Итог урока.

- Что нового узнали? Чему научились?

V. Домашнее задание.

Учебник п. 2.1 и выполнить творческое задание:

•         Составить словесный алгоритм приготовления любого блюда.

•         Составить алгоритм рисования любого рисунка.

• 1 слайд

  ИНФОРМАТИКА
  8 класс
  

• 2 слайд

  Тема урока:
  СВОЙСТВА АЛГОРИТМА
  И ЕГО ИСПОЛНИТЕЛИ
  

• 3 слайд

  Приходилось ли вам встречаться с понятием «алгоритм»? Если да, то где?
  Попытайтесь дать своё определение понятия «алгоритм».
  

• 4 слайд

  Алгоритм – предписание, задающее на основе системы правил последовательность операций, точное выполнение которых позволяет решать задачи определённого класса.
  

• 5 слайд

  Свойства алгоритма:
  дискретность – разбиение алгоритма на последовательность отдельных законченных действий.
  детерминированность (точность) – строго определённая последовательность шагов.
  понятность – однозначное понимание исполнителем каждого шага алгоритма.
  

• 6 слайд

  Свойства алгоритма:
  результативность – получение из исходных данных результата за конечное число шагов.
  массовость – возможность применения алгоритма для решения целого класса однотипных задач.
  выполнимость – алгоритм должен содержать команды, входящие в систему команд исполнителя.
  

• 7 слайд

  Исполнитель – объект или субъект, выполняющий инструкции, предписания алгоритма, программы, последовательности команд.
  

• 8 слайд

  Задание: Назови исполнителей следующих видов работы:
  Уборка мусора во дворе
  Обучение детей в школе
  Вождение автомобиля
  Ответ у доски
  Приготовление пищи
  Печатание документа на принтере
  

• 9 слайд

  Способы представления алгоритмов:
  словесный;
  графический;
  с помощью алгоритмического языка.
  

• 10 слайд

  Алгоритм «Заварка чая»
  вскипятить воду;
  окатить заварочный чайник кипятком;
  засыпать заварку в чайник;
  залить кипятком;
  закрыть крышкой;
  накрыть полотенцем.
  

• 11 слайд

  Составьте алгоритм
  «Соберись в школу»
  Почему у вас получились такие разные алгоритмы?
  

• 12 слайд

  1 – 1 клетка влево
  Графический способ представления алгоритма
  Опишите алгоритм рисования буквы «С»
  1 – 1 клетка вниз
  1 – 1 клетка вверх
  2 – 2 клетки вправо
  С помощью символов
  

• 13 слайд

  Графический способ представления алгоритма
  С помощью блок-схем
  Блок – геометрическая фигура для обозначения каких-либо команд при графическом описании алгоритма.
  

• 14 слайд

  Блок-схемы алгоритмов
  Блок начала и конца
  Функциональный блок
  Блок ввода-вывода данных
  Блок условия
  

• 15 слайд

  Основные алгоритмические структуры:
  линейная;
  ветвление;
  выбор;
  цикл.
  

• 16 слайд

  Задача.
  Определить расстояние пройденное человеком, если известно время движения, а так же известно, что движение было равномерным.
  

• 17 слайд

  Задание.
  Представить схематически алгоритм решения задачи по нахождению периметра прямоугольника.
  

• 18 слайд

  Домашнее задание:
  Учебник п. 2.1.
  Творческое задание.
  Составить словесный алгоритм приготовления любого блюда.
  Составить алгоритм рисования любого рисунка.
  (задания выполняются в тетради)