Урок информатики в 8 классе "Циклические алгоритмы"

Предмет: Информатика. Урок ознакомления с новым материалом

Тема: «Циклические алгоритмы»

Продолжительность: 1 урок - 40 минут

Класс: 8 класс

Технологии: Презентация, интерактивная доска

Цель: изучение алгоритмической структуры циклы, создание моделей и алгоритмов для решения практических задач.

Ход урока

I.                    Актуализация знаний

·                                 Повторить понятие алгоритма, основные конструкции алгоритмического языка.

·                                 Уметь разрабатывать математическую модель, алгоритм и блок схему решения задачи.

·                                 Иметь понятие о языках программирования и их назначении.

·                                 Уметь работать в среде программирования.

·                                 Знать структуры программы.

·                                 Уметь записывать выражения, содержащие числовые и символьные величины.

·                                 Знать структуры операторов и особенности их работы.

·                                 Уметь применять операторы при написании программ с линейными и ветвящимися структурами.

·                                 Уметь на компьютере создавать и запускать программы на отладку.

II.        Теоретический материал урока

Большинство практических задач требует многократного повторения одних и тех же действий, т. е. повторного использования одного или нескольких операторов.

Пусть требуется ввести и обработать последовательность чисел. Если чисел всего пять, можно составить линейный алгоритм. Если их тысяча, записать линейный алгоритм можно, но очень утомительно и нерационально. Если количество чисел к моменту разработки алгоритма неизвестно, то линейный алгоритм принципиально невозможен.

Другой пример. Чтобы найти фамилию человека в списке, надо проверить первую фамилию списка, затем вторую, третью и т.д. до тех пор, пока не будет найдена нужная или не будет достигнут конец списка. Преодолеть подобные трудности можно с помощью циклов.

Циклом называется многократно исполняемый участок алгоритма (программы). Соответственно циклический алгоритм — это алгоритм, содержащий циклы.

Различают два типа циклов: с известным числом повторений и с неизвестным числом повторений. При этом в обоих случаях имеется в виду число повторений на стадии разработки алгоритма.

Существует 3 типа циклических структур:

Ø    Цикл  с предусловием;

Ø    Цикл с постусловием;

Ø    Цикл с параметром;

 Иначе данные структуры называют циклами типа «Пока», «До»,  «Для».

Графическая форма записи данных алгоритмических структур:

Цикл с предусловием (иначе цикл пока) имеет вид:

Форматы записи операторов алгоритма	Блок-схема	Форматы записи операторов на Паскале
Пока (условие)       нц серия команд кц		while условие do begin             серия команд; end;

где

условие – выражение логического типа.

Цикл может не выполняться ни разу, если значение логического выражения сразу же оказывается ложь.

Серия команд, находящихся между begin и end, выполняются до тех пор, пока условие истинно.

Для того чтобы цикл завершился, необходимо, чтобы последовательность инструкций между BEGIN и END изменяла значение переменных, входящих в условие.

Цикл с постусловием (иначе цикл до) имеет вид:

Форматы записи операторов алгоритма	Блок-схема	Форматы записи операторов на Паскале
В алгоритмическом языке нет  команды которая могла бы описать данную структуру, но ее можно выразить с помощью других команд(Например, ветвления).		repeat   серия команд until  условие

где

условие – выражение логического типа.

Обратите внимание:

Последовательность инструкций между repeat и until всегда будет выполнено хотя бы один раз;

Для того чтобы цикл завершился, необходимо, чтобы последовательность операторов между repeat и until изменяла значения переменных, входящих в выражение условие.

Инструкция repeat, как и инструкция while, используется в программе, если надо провести некоторые повторяющиеся вычисления (цикл), однако число повторов заранее не известно и определяется самим ходом вычисления.

Цикл с параметром (иначе цикл для) имеет вид:

Форматы записи операторов алгоритма	Блок-схема	Форматы записи операторов на Паскале
Для i от а до b шаг h делай Нц Серия команд кц		h = +1 for  i:= a to b do     begin                серия команд     end; h = -1 for  i:= b downto a do     begin                Cерия команд;     end;

где

i- параметр цикла;

a – начальное значение цикла;

b- конечное значение цикла;

h-шаг изменения параметра.

Структура данного цикла иначе называют циклом i раз.

Эта команда выполняется таким образом: параметру i присваивается начальное значение а, сравнивается с конечным значением b и, если оно меньше или равно конечному значению b, выполняется серия команд. Параметру присваивается значение предыдущего, увеличенного на величину h - шага изменения параметра и вновь сравнивается с конечным значением b.

На языке программирования Паскаль шаг изменения параметра может быть равным одному или минус одному.

Если между begin и  end находится только один оператор, то операторные скобки можно не писать. Это правило работает для цикла типа «Пока» и «Для».

Рассмотрим пример решения задач с использованием данных структур

Пример.

Вычислить произведение чисел от 1 до 5 используя различные варианты цикла

Математическая модель:

Р= 1· 2· 3· 4· 5=120

Составим алгоритм в виде блок-схемы.

 

Для проверки правильности алгоритма заполним трассировочную таблицу.

Шаг	Операция	Р	i	Проверка условия
1	P:=1	1
2	i:=1;	1	1
3	i<=5 P:=P*I i:=i+1	1	1	1<=5, да (истина)
4	i<=5 P:=P*I i:=i+1	2	2	2<=5, да (истина)
5	i<=5 P:=P*I i:=i+1	6	3	3<=5, да (истина)
6	i<=5 P:=P*I i:=i+1	24	4	4<=5, да (истина)
7	i<=5 P:=P*I i:=i+1	120	5	5<=5, да (истина)
8	i<=5 P:=P*I i:=i+1			6<=5, нет (ложь)

Проверка условия происходит в несколько шагов: проверка условия и выполнение команд на одной из ветвей. Поэтому в трассировочной таблице записываются не команды  алгоритма, а отдельные операции, выполняемые компьютером на каждом шаге.

Шаг первый: Р присваивается значение один.

Шаг второй: i  присваивается значение один.

Шаг третий: при i равном единице проверяем условие один меньше или равен пяти, да, условие истинно, значит Р присваивается значение один умноженное на один, будет два. Для i: один плюс один, будет два.

Шаг четвертый: при i равном двум проверяем условие два меньше или равен пяти, да, условие истинно, значит Р присваивается значение 2 умноженное на один, будет 2. Для i: два плюс один, будет три.

Шаг пятый: при i равном трем проверяем условие три меньше или равен пяти, да, условие истинно, значит Р присваивается значение два умноженное на три, будет шесть. Для i: три плюс один, будет четыре.

Шаг шестой: при i равном четырем проверяем условие четыре меньше или равен пяти, да, условие истинно, значит Р присваивается значение шесть умноженное на четыре, будет двадцать четыре. Для i: четыре плюс один, будет пять.

Шаг седьмой: при i равном пяти проверяем условие пять меньше или равен пяти, да ,условие истинно, значит Р присваивается значение двадцать четыре умноженное на пять, будет сто двадцать. Для i: пять плюс один, будет шесть.

Шаг восьмой:  при i равном шести проверяем условие шесть меньше или равен пяти,  нет, условие ложно, тогда мы выходим из цикла, а в результате получаем последнее значение равное сто двадцати.

Program Pr1;

Var i: integer;

Begin

P:=1;

i:=1;

While i<=5 do

            begin

   P:=P*i;

   i:=i+1;

end;

Write (‘P=’, P);

end.

Для цикла с постусловием построим блок-схему и трассировочную таблицу.

В результате получаем последнее значение равное сто двадцати на седьмом шаге

И для Цикла с параметром построим блок-схему и трассировочную таблицу.

В результате получаем последнее значение равное сто двадцати на шестом шаге

Задача:

Вывести на экран числа от 1 до 5 в:

a) прямом порядке;

b) обратном порядке.

Математическая модель:

a) 1 2 3 4 5;

b) 5 4 3 2 1.

Блок-схема и программа решения задачи представлена для чисел в прямом порядке и обратном порядке.

Запишем рассмотренные алгоритмы на языке программирования Паскаль.

III. Подведение итогов урока

И так мы рассмотрели следующие вопросы:

1.                  Алгоритмическая структура цикл;

2.                  Виды алгоритмических структур:

a.                   Цикл  с предусловием;

b.                   Цикл с послеусловием;

c.                   Цикл с параметром;

3.                  Рассмотрели способы записи данных структур;

4.                  Разобрали примеры решения задач с помощью этих структур.

Список использованной литературы

1.      Программы для общеобразовательных учреждений.      Информатика 2-11 класс. / Составитель М. Н. Бородин. – 2-е изд., М. Бином. Лаборатория знаний, 2007.- 463 с.: ил.

2.      Информатика и ИКТ. Базовый курс: Учебник для 9 класса / И. Г. Семакин, Л. А. Залогова, С. В. Русаков, Л. В. Шестакова.-3-е изд.- 2-е изд., М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007.- 359 с.: ил.

3.      Преподавание базового курса информатики в средней школе: Методическое пособие /  И. Г. Семакин, Т. Ю. Шеина. – 2-е изд., исп. И доп.- М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004.- 540 с.: ил.

4.      Задачник-практикум.  Том 1. под ред. И. Г. Семакина - М. Бином. Лаборатория знаний,  2007.- 309 с.: ил.

5.      Задачник-практикум.  Том 2. под ред. И. Г. Семакина   М. Бином. Лаборатория знаний,  2007.- 294 с.: ил.

6.      http://pas1.ru/file Программирование для начинающих.

7.      http://www.pascal7.ru/ Все о языке программирования Turbo Pascal.

8.      http://tp7.info/ Сайт о языке программирования Turbo Pascal.