Алгоритм и его свойства

Тема урока: Алгоритм и свойства алгоритма

Предмет информатика

Класс 9

Учитель Кача Я.Г.

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?

В настоящее время, 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 люди - программисты? Наверное, самый простой ответ - создают программы.

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 приводит к результату.

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. Результативность.

Получение из исходных данных результата.

2. Массовость.

Возможность применения алгоритма к большому количеству различных исходных данных.

3. Детерминированность.

Выполнение команд алгоритма в строго определенной последовательности.

4. Выполнимость и понятность.

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

5. Точность.

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

6. Конечность.

Завершение работы алгоритма за конечное число шагов.

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.

2. Графический способ

начало

Ввод: a, b, c

а:=2

b:=3

с:=а+b

Вывод: c

конец

Изображение 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

начало

Прямоугольник с закругленными углами, применяется для обозначения начала или конца алгоритма

данные

Параллелограмм, предназначен для описания ввода или вывода данных, имеет один вход вверху и один выход внизу

Последовательность команд

Прямоугольник, применяется для описания линейной последовательности команд, имеет один вход вверху и один выход внизу

условие

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)

3. 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.

4. 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.

Хорошая погода?

начало

Прогулка
лесу?

Уборка квартиры

Поход в зоопарк

конец

Пример 2.

Нет

ДаПеред 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

ПРОЦ

буква_М

НАЧАЛО

опусти перо

сдвинь на вектор (0, 4)

сдвинь на вектор (1,

-

2)

сдвинь на вектор (1, 2)

сдвинь на вектор (0,

-

4)

подними перо

сдвинь на вектор (1, 0)

КОНЕЦ

ПРОЦ

буква_И

НАЧАЛО

опусти перо

сдвинь на вектор (0, 4)

сдвинь на вектор (0,

-

4)

сдвинь на вектор (2, 4)

сдвинь на вектор (0,

-

4)

подними перо

сдвинь на вектор (1, 0)

КОНЕЦ

ПРОЦ

буква_Р

НАЧАЛО

опусти перо

сдвинь на вектор (0, 4)

сдвинь на вектор (2, 0)

сдвинь на вектор (0,

-

2)

сдвинь на вектор (

-

2, 0)

подними перо

сдвинь на вектор (3,

-

2)

КОНЕЦ

Элемент блок-схемы

Назначение элемента блок-схемы

Прямоугольник с закругленными углами, применяется для обозначения начала или конца алгоритма

данные

Параллелограмм, предназначен для описания ввода или вывода данных, имеет один вход вверху и один выход внизу

Последовательность команд

Прямоугольник, применяется для описания линейной последовательности команд, имеет один вход вверху и один выход внизу

условие

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

начало

Прямоугольник с закругленными углами, применяется для обозначения начала или конца алгоритма

данные

Параллелограмм, предназначен для описания ввода или вывода данных, имеет один вход вверху и один выход внизу

Последовательность команд

Прямоугольник, применяется для описания линейной последовательности команд, имеет один вход вверху и один выход внизу

условие

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.