Конспект урока "Понятие алгоритмов, свойства алгоритма. Исполнители алгоритмов, система команд исполнителя. Способы записей алгоритмов" 9 класс

Тема: Понятие алгоритмов, свойства алгоритма. Исполнители алгоритмов, система команд исполнителя. Способы записей алгоритмов. Формальное исполнение алгоритмов.

Тип урока: ознакомление с новым материалом.

Цели: 

·        Способствовать развитию алгоритмического мышления;

·        Дать понятие алгоритма, рассказать о свойствах, дать классификацию алгоритмов;

·        Познакомить с формой записи алгоритмов – блок-схема.

Оборудование: проектор, презентация.

Ход урока

 1 орг. Момент  

Приветствие, посадка, перекличка.

2 Актуализация опорного материала

Ребята, скажите пожалуйста, как вы понимаете слово  алгоритм? Где нам приходится сталкиваться с этим понятием?

3 Изложение материала

Происхождение термина «алгоритм» связано с математикой. История его возникновения такова. В IX веке в Багдаде жил ученый ал(аль)-Хорезми (полное имя - Мухаммед бен Муса ал-Хорезми, т.е. Мухаммед сын Мусы из Хорезма), математик, астроном, географ. В одном из своих трудов он описал десятичную систему счисления и впервые сформулирован правила выполнения арифметических действии над целыми числами и обыкновенными дробями. Арабский оригинал этой книги был утерян, но остался латинский перевод XII в., по которому Западная Европа ознакомилась с десятичной системой счисления и правилами выполнения арифметических действий.

Ал-Хорезми стремился к тому, чтобы сформулированные им правила были понятными. Достичь этого в IX в., когда еще не была разработана математическая символика (знаки операций, скобки, буквенные обозначения и т.д.), было трудно. Однако ему удаюсь выработать четкий стиль строгого словесного предписания, который не давал читателю возможность уклониться от предписанного или пропустить какие-нибудь действия.

Правила в книгах см-Хорезми в латинском переводе начинались словами «Алгоризми сказал». В других латинских переводах автор именовался как Алгоритмус. Со временем было забыто, что Алгоризми (Алгоритмус) - это автор правил, и эти правила стали называть алгоритмами. Многие столетия разрабатывались алгоритмы для решения все новых и новых классов задач, но само понятие алгоритма не имело точного математического определения.

В настоящее время понятие алгоритма уточнено, и сделано в XX веке в рамках науки, называемой теорией алгоритмов.

Алгоритм - точное и понятное предписания исполнителю  совершить последовательность действий направленных на решение поставленной задачи.

Алгоритм- четко организованное последовательное действие, приводящие к определенному результату.

Исполнитель алгоритма -  это некоторая абстрактная  или реальная  система способная выполнять действие  предписываемые алгоритмом (техническое, биологическое или биотехническое).

Технический исполнитель – банкомат;

Биологический - человек, живой организм;

Биотехника - искусственный интеллект.

Свойства алгоритмов

Дискретность (раздельность, прерывность) – алгоритм должен быть записан  в виде последовательности шагов или этапов.

Понятность исполнитель алгоритма должен знать, как этот алгоритм выполнять.

Определенность (детерминированность) каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола.

Благодаря этому  свойству выполнения алгоритма носит механический характер  и не требует дополнительных указаний .

Результативность (конечность ) алгоритм должен приводить к решению задачи  за конечное число шагов.

Массовость алгоритм разрабатывается в  общем виде, чтобы его можно было применить для решения однотипных задач. При этом исходные данные выбираются из некоторых областей, которые называются областью применения алгоритмов.

Способы записи алгоритмов

Если свойства  определенности и дискретности сохраняются с некоторой степенью точности т.е.  в программе возможна  перестановка  шагов  или она содержит  желательные, но не обязательные шаги, то это не алгоритм, а алгоритмическое предписание.

 Всякий алгоритм рассчитан на определенного исполнителя. Им может быть человек, робот, компьютер и т.д. у каждого исполнителя есть своя система команд. Составляя алгоритм нужно учитывать на какого исполнителя он рассчитан. Выполнять алгоритм, исполнитель может не вникая  в смысл того, что он делает, для чего делает и тем не менее получит нужный результат. В таких случаях говорят, что алгоритм  выполняется формальна.

Формы записи алгоритмов:

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

Графический  - последовательности связанных между собой блоков каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

Такое графическое представление называется блок схемой  -ориентированный граф указывающий порядок  исполнения  команд алгоритма.

Графические формы записи алгоритмов:

				Вычисление

 

Основные алгоритмические структуры

Следование (линейный алгоритм)                                        Циклы

 

Ветвление

+

 

Следование – команды выполняются одна за другой  в том порядке, в котором они записаны в алгоритме.( (Пример. Алгоритм открывания двери в квартиру: достать ключ, вставить в замочную скважину, повернуть нужное количество раз, достать ключ, открыть дверь. закрыть дверь)

Ветвление - данные влияют на ход выполнения алгоритма, т.е. в зависимости от условия выполняются те или иные действия алгоритма. (Пример, Алгоритм «попадания» в свою  квартиру: позвонить в квартиру; если есть кто-то дома дождаться когда откроют дверь и войти в квартиру, если нет никого дома достать ключ; ...)

Цикл (повторение) - в процессе выполнения алгоритма многократно повторяется определенный  набор команд. (Пример. (Мытье 10 тарелок: взять тарелку, помыть, поставить в сушку, взять тарелку, помыть, поставить в сушку и т. д. пока не закончатся тарелки.)

Первичная проверка знаний

1.     Что такое алгоритм?

2.     Какими свойствами должен обладать алгоритм?

3.     Приведите  примеры исполнителей алгоритмов?

4.     Какие способы записи существуют?

5.      Приведите пример алгоритмических структур?