Тема № 3.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.

Алг.        имя алгоритма Дано       условие применимости алгоритма Надо       цель выполнения алгоритма      нач                 Последовательность команд                         ( тело алгоритма )       кон.

Общая 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).

5.       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.

2)      

П  О  С  Л  Е  Д  О  В  А  Т  Е  Л  Ь  Н  О  С  Т  Ь

Составление 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.