Что означает формальное исполнение алгоритма
Алгоритм и его формальное исполнение
Цель урока: дать понятие об алгоритме, его свойствах, видах и о способах записи алгоритмов.
Обучающие:
– дать понятие об алгоритме;
– формировать представление: о линейном, разветвляющем и циклическом алгоритмах, о способах записи алгоритмов.
Формировать умение:
– выполнять и составлять алгоритмы в виде блок-схем.
Развивающие
– развитие алгоритмического мышления, познавательных интересов, навыков работы на компьютере;
– развивать память и внимание через активное использование информации;
– развивать умение анализировать;
– развивать рациональное мышление.
Воспитательные:
– воспитание творческого подхода к работе и желания экспериментировать;
– формирование коммуникативных компетенций учащихся через работу в группах;
– воспитание уважения к мнению других, умения слушать;
– воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости;
– формирование и развитие информационного видения окружающего мира.
Тип урока: Изучение нового материала.
Формы работы учащихся: беседа, работа в группах (парах).
Необходимое техническое оборудование.
I. Организационный момент.
Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.
II. Актуализация знаний.
Для решения большинства задач существует множество готовых программ. Но для того чтобы лучше понимать все происходящее с компьютером и уверенно принимать правильные решения, рядовому пользователю необходимо обладать определенной компьютерной грамотностью.
Следует отметить, что большинство редакторов (например, Microsoft Office Word, Excel) имеют встроенные средства программирования, освоив которые можно значительно расширить свои возможности.
III. Теоретическая часть.
Один из важнейших этапов решения задач на ЭВМ – составление алгоритма. О том, что такое алгоритмы, какими общими свойствами они обладают и как исполняются, мы и поговорим на этом уроке.
В 1983 году отмечалось 1200-летие со дня рождения одного из величайших ученых Средней Азии и средневекового Востока Мухамада ибн Мусы аль-Хорезми. Он написал ряд трактатов по арифметике и алгебре, в том числе книгу «Арифметика индусскими цифрами» – о счете с помощью десяти цифр и правилах арифметических действий с числами.
Имя ученого аль-Хорезми превратилось в понятие algorithmi, первоначально обозначавшее десятичную систему исчисления и правила арифметических действий в этой системе. Отсюда и возник современный научный термин «алгоритм».
Вы постоянно сталкиваетесь с этим понятием в различных сферах деятельности человека (кулинарные книги, инструкции по использованию различных приборов, правила решения математических задач. ). Обычно мы выполняем привычные действия не задумываясь, механически.
Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов. (Слайд 3) Приложение
Существует несколько форм представления алгоритмов: (Слайд 4)
Например, вы хорошо знаете, как открывать ключом дверь. Однако, чтобы научить этому малыша, придется четко разъяснить и сами эти действия и порядок их выполнения: (Слайд 5)
В повседневной жизни алгоритм часто записывается в виде предложений, расположенных в порядке выполнения. Запись алгоритма с помощью слов называется словесным представлением алгоритма.
Составьте алгоритм задачи “Слепить снеговика”. Такого как на картинке. Пронумеруйте шаги так чтобы выполнив их последовательно мы слепили снеговика. (Слайд 6)
Если вы внимательно оглянитесь вокруг, то обнаружите множество алгоритмов которые мы с вами постоянно выполняем. Мир алгоритмов очень разнообразен. Несмотря на это, удается выделить общие свойства, которыми обладает любой алгоритм.
Свойства алгоритмов: (Слайд 8)
В алгоритме команды записаны одна за другой в определенном порядке. Исполняются они не обязательно в том же порядке. В зависимости от того, каков порядок исполнения команд, можно выделить три типа алгоритмов: линейный, разветвляющий, циклический. (Слайд9) и вспомогательные.
Виды алгоритмов: (Слайд 10)
Для более наглядного представления алгоритма широко используется графическая форма – блок-схема, (Слайд 12) которая составляется из стандартных графических объектов.. Каждое графически обозначенное предложение алгоритма называется блоком. В блок записывается только одна команда. Блоки (шаги) алгоритма соединены стрелочками.
Примеры записи алгоритмов в виде блок-схемы:
Линейный алгоритм. (Слайд 13)
Вычислить площадь прямоугольника со сторонами А, В. (Слайд 14)
Разветвляющий алгоритм. (Слайд15)
Циклический алгоритм. (Слайд 17, 18)
Стадии создания алгоритма: (Слайд 19)
Объект, который будет выполнять алгоритм, обычно называют исполнителем. (Слайд 20)
Исполнитель – объект, который выполняет алгоритм.
Идеальными исполнителями являются машины, роботы, компьютеры.
Компьютер – автоматический исполнитель алгоритмов.
Алгоритм, записанный на “понятном” компьютеру языке программирования, называется программой.
Закрепление: ответить на вопросы теста http://school-collection.edu.ru/catalog/res/ef6533fd-06d1-4b38-9498-ac58430f845e/view/
Ответить на вопросы теста.
IV. Домашнее задание.
Ответить на вопросы кроссворда: http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/a30a9550-6a62-11da-8cd6-0800200c9a66/63387/?interface=pupil&class=51
V. Вопросы учеников.
Ответы на вопросы учащихся.
Подведение итога урока. Выставление оценок.
На уроке мы познакомились с тем, что такое алгоритм, какими свойствами он обладает и как его можно записать.
Н.Д. Угринович. Базовый учебник “Информатика и ИКТ”. 9-й класс. БИНОМ. 2011 г.
Алгоритм и его формальное исполнение. Свойства алгоритма и его исполнители
Свойства алгоритма и его исполнители
Дискретность. Разделение алгоритма на последовательность законченных действий – шагов. Каждое действие должно быть закончено прежде, чем исполнитель приступит к выполнению следующего шага.
Результативность. Получение из исходных данных результата за конечное число шагов.
Понятность . Алгоритм не должен содержать предписаний, смысл которых может восприниматься неоднозначно.
Массовость. Возможность применения алгоритма к большому количеству различных исходных данных.
Детерминированность. Выполнение команд алгоритма в строго определенной последовательности.
Точность. Запись алгоритма должна быть такой, чтобы на каждом шаге его выполнения было известно, какую команду нужно выполнять следующей.
Конечность. Завершение работы алгоритма за конечное число шагов.Вопрос о рассмотрении бесконечных алгоритмов остается за рамками теории алгоритмов.
Способы описания алгоритма
Словесный способ Алгоритм представляет собой описание на естественном языкепоследовательных этапов обработки данных.
Графический способ Изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков.
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.
Линейный (последовательный) алгоритм — описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке
Разветвляющийся алгоритм — алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий
Циклический алгоритм — описание действий, которые должны повторяться указанное число раз или пока не выполнено заданное условие.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-1072198
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
В России утвердили новый порядок формирования федерального перечня учебников
Время чтения: 1 минута
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Время чтения: 2 минуты
Онлайн-конференция о профориентации и перспективах рынка труда
Время чтения: 3 минуты
Пик использования смартфонов приходится на 16 лет
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
§ 1.1. Алгоритм и его формальное исполнение
Содержание урока
1.1.1. Свойства алгоритма и его исполнители
1.1.1. Свойства алгоритма и его исполнители
Дискретность. Во многих отраслях человеческой деятельности для достижения требуемого результата используются алгоритмы, содержащие четкие описания последовательности действий. Примерами алгоритмов являются кулинарные рецепты, в которых подробно описана последовательность действий по приготовлению пищи.
Алгоритмы кулинарных рецептов состоят из отдельных действий, которые обычно нумеруются. Разделение алгоритма на последовательность шагов является важным свойством алгоритма и называется дискретностью.
Алгоритм приготовления блюда быстрого питания:
1. Высыпать в емкость содержимое пакетика.
2. Налить в емкость 200 мл горячей воды.
3. Тщательно перемешать.
Результативность. Алгоритмами являются известные из начальной школы правила сложения, вычитания, умножения и деления столбиком. Применение этих алгоритмов независимо от количества разрядов в числах и, соответственно, количества вычислительных шагов алгоритма всегда приводит к результату. Получение из исходных данных результата за конечное число шагов называется результативностью алгоритма.
Алгоритм сложения целых чисел в десятичной системе счисления:
1. Записать числа в столбик так, чтобы цифры самого младшего разряда чисел (единицы) расположились одна под другой (на одной вертикали).
2. Сложить цифры младшего разряда.
3. Записать результат под горизонтальной чертой на вертикали единиц, если при этом полученная сумма больше или равна величине основания системы счисления (в данном случае 10), перенести десятки в старший разряд десятков.
4. Повторить пункты 2 и 3 для всех разрядов с учетом переносов из младших разрядов.
Массовость. Алгоритмы сложения, вычитания, умножения и деления могут быть применены для любых чисел, причем не только в десятичной, но и в других позиционных системах счисления (двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и др.). Возможность применения алгоритма к большому количеству различных исходных данных называется массовостью.
Само слово «алгоритм» происходит от «algorithmi» — латинской формы написания имени выдающегося математика IX века аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических операций.
Исполнители алгоритмов. Алгоритмы широко используются в технике в системах управления объектами. В любой системе управления существует управляющий объект, который является исполнителем алгоритма управления. Так, в системах терморегуляции для поддержания определенной температуры в помещении исполнителем алгоритма может являться как человек, так и микропроцессор.
Алгоритм терморегуляции:
1. Измерить температуру в помещении.
2. Если измеренная температура ниже заданной, включить обогреватель.
Детерминированность (определенность). При управлении самолетом используются сложные алгоритмы, исполнителями которых являются пилот или бортовой компьютер. При этом важно, чтобы каждая команда определяла однозначное действие исполнителя. Кроме того, последовательность выполнения действий, например, при взлете должна быть строго определенной (например, нельзя отрываться от взлетной полосы, пока самолет не набрал необходимую взлетную скорость). Исполнитель алгоритма, выполнив очередную команду, должен точно знать, какую команду необходимо исполнять следующей.
Понятность. После включения компьютера начинают выполняться алгоритмы тестирования компьютера и загрузки операционной системы. Исполнителем этих алгоритмов является компьютер, поэтому они должны быть записаны на понятном компьютеру машинном языке.
Каждый исполнитель обладает определенным набором, системой команд, которые он может выполнить. Алгоритм должен быть понятен исполнителю, т. е. должен содержать только те команды, которые входят в систему команд исполнителя.
Свойства алгоритма. Выше были приведены примеры алгоритмов из различных областей человеческой деятельности и знаний. В этих алгоритмах различные исполнители выполняли операции над объектами различной природы (материальными объектами и числами). При этом во всех примерах можно выделить следующие основные свойства алгоритма:
Результативность и дискретность. Алгоритм должен обеспечивать получение из исходных данных результата за конечное число дискретных шагов.
Массовость. Один и тот же алгоритм может применяться к большому количеству однотипных объектов.
Понятность. Алгоритм должен содержать команды, входящие в систему команд исполнителя и записанные на понятном исполнителю языке.
Алгоритм — это описание детерминированной последовательности действий, направленных на получение из исходных данных результата за конечное число дискретных шагов с помощью понятных исполнителю команд.
Формальное исполнение алгоритма. Из приведенных выше свойств алгоритма вытекает возможность его формального выполнения. Это означает, что алгоритм можно выполнять, не вникая в содержание поставленной задачи, а только строго выполняя последовательность действий, описанных в алгоритме.
Контрольные вопросы
1. Приведите примеры известных вам алгоритмов.
2. Перечислите основные свойства алгоритмов и проиллюстрируйте их примерами.
3. Как вы понимаете формальное исполнение алгоритма?
Задания для самостоятельного выполнения
1.1. Задание с развернутым ответом. Запишите алгоритм вычитания столбиком целых чисел в десятичной системе счисления.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные элементы блок-схем и их назначение.
Cкачать материалы урока
Ищу ответы на билеты по информатике попался такой вопрос
Алгоритм и его формальное исполнение
Свойства алгоритма и его исполнители
Дискретность. Во многих отраслях человеческой деятельности для достижения требуемого результата используются алгоритмы, содержащие четкие описания последовательностей действий. Примерами алгоритмов являются кулинарные рецепты, в которых подробно описана последовательность действий по приготовлению пищи.
Алгоритм приготовления блюда быстрого питания:
1. Высыпать в емкость содержимое пакетика.
2. Налить в емкость 200 мл горячей воды.
3. Тщательно перемешать.
Результативность. Алгоритмами являются известные из начальной школы правила сложения, вычитания, умножения и деления столбиком. Применение этих алгоритмов всегда приводит к результату. Возможность получения из исходных данных результата за конечное число шагов называется результативностью алгоритма.
2. Сложить цифры младшего разряда.
3. Записать результат под горизонтальной чертой на вертикали единиц. Если полученная сумма больше или равна величине основания системы счисления (в данном случае 10), перенести десятки в старший разряд десятков.
4. Повторить пункты 2 и 3 для всех разрядов с учетом переносов из младших разрядов.
Исполнители алгоритмов. Алгоритмы широко используются в технике в системах управления объектами. В любой системе управления существует управляющий объект, который является исполнителем алгоритма управления. Так, в системах терморегуляции для поддержания определенной температуры в помещении исполнителем алгоритма может являться как человек, так и микропроцессор.
Алгоритм и его формальное исполнение. 9-й класс
Класс: 9
Цель урока: приобретение теоретических знаний в области алгоритмики и навыков словесного описания алгоритма.
Задачи урока:
Тип урока: изучение и первичное закрепление нового материала
Методы обучения: словесные, наглядные, практические, ИКТ, поощрения
Формы работы: фронтальная работа; работа в парах
Межпредметные связи: предметы учебного плана
Материалы и оборудование: маркерная доска; ПК для учителя и учеников; мультимедийное оборудование (проектор, экран); программа «Роботландия» (Приложение2), установленная на все ПК; презентация «Алгоритм» (Приложение1), конфеты или фишки (по 21 на каждую пару учеников), «Словарики» (Приложение3), 3 пирамидки без колец и 3 кольца для пирамидки разного цвета и размера.
План урока
Ход урока
I. Орг. момент
И снова утро, полседьмого.
Пора вставать, режим таков.
О, как дождаться выходного,
Чтобы не слышать мне будильника звонок!
Итак, я встала и умылась,
Позавтракала, скушав бутерброд.
Таких же бутербродов налепила,
Чтобы позавтракать мог остальной в семье народ.
Переоделась, помогла собраться детям.
Накрасила глаза, прическу навела.
Как раз позавтракали дети.
Все в сборе, восемь скоро, выходить пора.
Дочь сразу убегает в школу,
А сына в садик я веду.
Потом сама уже иду до школы…
И вот я перед вами здесь стою.
II. Актуализация знаний
(Слайд 1, Приложение1)
А вы когда-нибудь задумывались над тем, что делаете с самого утра и до вечера? Кто-нибудь обращал внимание, что большинство ваших действий повторяется изо дня в день? Что для того, чтобы прийти к определенному результату, нужно выполнить определенную последовательность действий?
Ведь, если задуматься: вся наша жизнь состоит из постоянной последовательности действий, нарушение которых может привести к разным последствиям (как к хорошим, так и к плохим). Помните сказку «Репка»? По-моему, яркий пример действий, который привел к положительному результату.
Но прежде чем мы непосредственно перейдем к изучению темы урока, я вам предлагаю поиграть в игру.
Перед вами на столах лежат конфеты. На каждом столе их ровно 21. Играете в парах. Каждый игрок должен последовательно брать конфеты. За один раз можно брать одну, две, три или четыре конфеты. Кто будет брать первым, решаете сами. Проигрывает тот, кто последний забирает конфеты.
Давайте договоримся: играем 2 раза.
Поднимите руку те, кто оба раза выиграл.
Если такие окажутся, задать вопрос: когда играли, ты брал конфеты просто так, не задумываясь, или у тебя была какая-то стратегия, нацеленная на выигрыш?
III. Теоретическая часть
Дело все в том, что большинство игр имеют стратегию выигрыша, в том числе и эта игра. А стратегия – это некоторая последовательность действий, последовательное выполнение которых приводит к выигрышу.
В информатике такая последовательность действий называется алгоритмом. И тема нашего сегодняшнего урока «Алгоритм. Свойства алгоритма. Выполнение алгоритмов» (Слайд 2, Приложение1).
Попросить попробовать сформулировать определение алгоритма.
Перед вами на партах лежат распечатки, которые я назвала «Словарь урока», и с которыми мы с вами будем работать в течение урока.
Определение алгоритма в нем уже записано. (Попросить одного из учеников зачитать его: алгоритм – это конечная последовательность строго определенных действий, приводящих к однозначному решению поставленной задачи.) (Слайд 3.1, Приложение1)
Обычно, мы, выполняем привычные действия не задумываясь, механически. Например, вы хорошо знаете, как открывать ключом дверь. Однако чтобы научить этому малыша, придется четко разъяснить и сами действия, и порядок их выполнения. Какие действия нужно совершить, чтобы малыш смог, следуя им, открыть ключом дверь?
Это пример алгоритма из жизни. А приведите мне, пожалуйста, примеры алгоритмов с ваших уроков. Т.е., примеры алгоритмов, которыми вы пользуетесь на уроках. (Разбор слова по составу в русском языке; выполнение лабораторной работы на уроках физики и химии; надевание противогаза или разбор-сбор автомата на ОБЖ; моделирование на уроках технологии; …) (Слайд 3.2, Приложение1)
Вот вы сейчас приводили примеры алгоритмов. Ответьте мне, пожалуйста на вопрос: а зачем нужен алгоритм? (чтобы наша жизнь была стабильной, безопасной, управляемой)
Мир алгоритмов очень разнообразен. Несмотря на это, удается выделить общие свойства, которыми обладает любой алгоритм, и вы мне сейчас поможете их определить, используя «Словарик» (Приложение3).
Вот я вам говорю (обратиться к одному из учеников): «Съешь конфету, которая лежит у тебя на столе». (Слайд 4.1, Приложение1) Этот пример будет являться примером алгоритма? Почему? Как должен выглядеть алгоритм? Помогите мне составить алгоритм съедания конфеты. Ученики:
Так вот, разделение алгоритма на последовательность шагов является важным свойством алгоритма и называется. (дискретность – разделенный, прерывистый)
Выполнение получившегося алгоритма съедания конфеты приведет нас к результату? Каждый раз можно съесть, используя этот алгоритм, конфету? Как такое свойство алгоритма называется. (результативность)
А если я буду брать другие конфеты в обертках, то алгоритм, описанный нами, измениться или будет работать в каждом случае? Как будет называться такое свойство алгоритма. (массовость)
При этом кто бы ни был исполнителем алгоритма, выполнив очередную команду, он должен точно знать, какую команду необходимо исполнять следующей, чтобы прийти к нужному результату? Это свойство алгоритма называется. (детерминированностью – определенность, точность)
А теперь посмотрите на такой алгоритм (Слайд 4.2, Приложение1). Здесь тоже описан алгоритм поедания конфеты. Но он вам понятен? Вы сможете выполнить команды, которые здесь описаны? Т.е., каким должен быть алгоритм? (понятным) Или, если быть точнее, то алгоритм должен быть написан на языке, понятном исполнителю.
Итак, мы получили свойства, которыми обладает любой алгоритм. (Слайд 5, Приложение1)
Главная особенность любого алгоритма – формальное исполнение. Т.е., составленный алгоритм может исполнить кто угодно.
До сих пор нами рассматривались примеры, где исполнителем являлся кто? (человек) А кто еще может быть исполнителем алгоритма? (бытовая техника, робот, компьютер) А кто из перечисленных, включая человека, будет являться идеальным исполнителем? (бытовая техника, робот, компьютер) А почему, как вы думаете? (не умеет думать, а просто выполняет команды; отсутствие человеческого фактора)
Кто-нибудь задумывался из вас, какую роль играет компьютер как исполнитель в нашей жизни? Думаю, что не многие. На данном этапе вашей жизни компьютер является в основном средством развлечения. И все-таки подумайте и попробуйте привести несколько примеров. Если в голову ничего не приходит, посмотрите на картинки слайда, может они вам помогут. (Слайд 6 (скрытый, переход на него по кнопке внизу слайда), Приложение1)
Ученики приводят примеры использования компьютера.
А почему компьютеры работают? (в них заложена программа)
А кто составляет эти программы? (человек)
IV. Физкультпауза
Далее вам предстоит работа за компьютером. Давайте настроим на работу глаза.
Не поворачивая головы, одними глазами, посмотрите в правый верхний угол кабинета. Теперь в левый нижний. В левый верхний. В правый нижний. В правый верхний. В левый верхний. В левый нижний. В правый нижний. Молодцы.
Теперь зажмурьте глаза. (примерно через 3 секунды) Откройте глаза. Еще раз: зажмурьте глаза. (примерно через 3 секунды) Откройте глаза. Молодцы.
V. Практическая часть
Работа в парах (кто с кем сидит за партой)
Сегодня вы побудете в роли неформального исполнителя, который, используя формальный исполнитель – компьютер, решит алгоритмическую задачу «Ханойская башня». Работать будете в парах, кто как сидит за партами. (Слайд 7, Приложение1)
Алгоритм запуска нужной программы описан у вас в «Словариках» (Приложение3). Нужно за меньшее число шагов переставить пирамиду с одной площадки на другую, следуя определенным правилам. Каковы правила выполнения алгоритма у вас тоже написано.
Алгоритм решения записать на листе-словарике.
Первый удачно решивший задачу, может показать алгоритм решения через проектор в программе «Роботландия» (Приложение2) или на приготовленных пирамидках.
VI. Итог урока
Возвращайтесь, пожалуйста, на свои рабочие места за парты.
Давайте вернемся к нашей игре, в которую мы с вами играли в начале урока. Думаю, вам интересно узнать стратегию выигрыша? (Слайд 8, Приложение1)
Рассказать стратегию выигрыша. Предложить попробовать поиграть дома или с одноклассниками.
Ну, вот и время пролетело,
Подходит наш урок к концу.
Работали вы все умело
По алгоритму моему.
Была поставлена задача
С которой справились вы все.
Пусть вам сопутствует и дальше
Удача и в учебе, и в труде!
Большое спасибо за урок. Вы хорошо сегодня поработали. Можете быть свободны!
Конфеты, которые находятся у вас на столах, возьмите, пожалуйста, с собой и вместе с одноклассниками попейте чаю.
Список литературы, электронных пособий,
используемых при подготовке и проведении урока: