Коспект: Определение и свойства алгоритма. Графический исполнитель

Определение и свойства алгоритма(Ȿ27)

Цель урока

Приобретение теоретических знаний по алгоритмам и приемам их графического описания.

Задачи урока

• Образовательная: организовать познавательную деятельность учащихся на понимание сути алгоритмов, свойств и способов описания.

• Развивающая: развитие внимания, восприятия, самостоятельного анализа, познавательного интереса у учащихся, умения обобщать и сравнивать; формирование ключевых компетенций, а также активизация творческой деятельности учащихся.

• Воспитательная: показать связь данной темы с практикой.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы: словесные, наглядные, практические.

Ход урока:

Постановка цели

Сегодня поговорим о разнообразных событиях - простых и сложных, но имеющих нечто общее.

Рассмотрим ряд задач:

• распланировать свой день;

• испечь торт;

• как добраться до пункта назначения, если известен маршрут;

• решить задачу на компьютере;

• тронуться с места на автомобиле (велосипеде);

Что важно при решении этих задач, с чего начинается решение?

Да, порядок выполнения отдельных действий, приводящий к поставленной цели. Следовательно, чтобы решить задачу, сначала ее необходимо алгоритмизировать, т.е. составить алгоритм.

Итак, определена тема урока: "Определение и свойства алгоритма".

Изучение нового материала

Умение строить алгоритмы очень важно для человека любой профессии.

Алгоритмическое мышление - умение размышлять, умение планировать свои действия, способность предусматривать различные обстоятельства и поступать соответственно с ними.

Понятие алгоритма ценно не только практическим использованием, оно имеет важное общеобразовательное и мировоззренческое значение. Навыки алгоритмического мышления способствуют формированию особого стиля культуры человека, составляющими которого являются:

• целеустремленность и сосредоточенность;

• объективность и точность;

• логичность и последовательность в планировании и выполнении своих действий;

• умение четко и лаконично выражать свои мысли;

• правильно ставить задачу и находить окончательные пути ее решения;

• быстро ориентироваться в стремительном потоке информации.

Слово "алгоритм" пришло с Востока, это искаженное на европейский лад имени ученого IX века Аль-Хорезми, который изложил правила математических действий над числами в позиционной десятичной системе счисления.

Таким образом, понятие алгоритм возникло много раньше появления ЭВМ. Сейчас алгоритмы и алгоритмические процессы неотделимы от нашей жизни.

Определение алгоритма:

Алгоритм - понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.

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. Например, вы хорошо знаете, как открывать ключом дверь. Однако, чтобы научить этому ребенка, придется четко разъяснить и сами эти действия и порядок их выполнения:
1. Достать ключ из кармана.
2. Вставить ключ в замочную скважину.
3. Повернуть ключ два раза против часовой стрелки.
4. Вынуть ключ.

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.

Стадии создания алгоритма:
1. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной человеку, который его разрабатывает.
2. Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной тому объекту (в том числе и человеку), который будет выполнять описанные в алгоритме действия.

Объект, который будет выполнять алгоритм, обычно называют исполнителем.

Исполнитель - объект, который выполняет алгоритм.

Идеальными исполнителями являются машины, роботы, компьютеры...

Исполнитель способен выполнить только ограниченное количество команд. Поэтому алгоритм разрабатывается и детализируется так, чтобы в нем присутствовали только те команды и конструкции, которые может выполнить исполнитель.

Исполнитель, как и любой объект, находится в определенной среде и может выполнять только допустимые в нем действия. Если исполнитель встретит в алгоритме неизвестную ему команду, то выполнение алгоритма прекратится.

Компьютер - автоматический исполнитель алгоритмов.

Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой.

Программирование - процесс составления программы для компьютера. Для первых ЭВМ программы записывались в виде последовательности элементарных операций. Это была очень трудоемкая и неэффективная работа. Поэтому в последствии были разработанные специальные языки программирования. В настоящее время существует множество искусственных языков для составления программ. Однако, так и не удалось создать идеальный язык, который бы устроил бы всех.

Свойства алгоритмов:

1. Конечность(результативность) алгоритма означает, что за конечное число шагов должен быть получен результат;

2. Дискретность алгоритма означает, что алгоритм должен быть разбит на последовательность выполняемых шагов;

3. Понятность алгоритма означает, что алгоритм должен содержать только те команды, которые входят в набор команд, который может выполнить конкретный исполнитель;

4. Точность алгоритма означает, что каждая команда должна пониматься однозначно;

5. Массовость - выражается в том, что с помощью алгоритма можно решать не одну конкретную задачу, а любую задачу из некоторого класса однотипных задач при всех допустимых значениях исходных данных.

6. Детерминированность (определенность). Алгоритм обладает свойством детерминированности, если для одних и тех же наборов исходных данных он будет выдавать один и тот же результат, т.е. результат однозначно определяется исходными данными.

Виды алгоритмов:
1. Линейный алгоритм (описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке);
2. Циклический алгоритм (описание действий, которые должны повторятся указанное число раз или пока не выполнено задание);
3. Разветвляющий алгоритм (алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий)
4. Вспомогательный алгоритм (алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя).

Для более наглядного представления алгоритма широко используется графическая форма - блок-схема, которая составляется из стандартных графических объектов.

Графический учебный исполнитель (Ȿ28)

Задачи урока: познакомиться с назначением и возможностями графического исполнителя ГРИС, изучить простые команды, поработать в программном режиме, разработать первую линейную программу( написать рисунок буквы Т)

ГРИС (графический учебный исполнитель) - это графический исполнитель, назначение которого - получение чертежей, рисунков на экране дисплея.

Что умеет делать ГРИС? Он может перемещаться по полю и своим хвостом рисовать на этом поле

Обстановка, в которой действует исполнитель, называется средой исполнителя. Среда графического исполнителя показана на рисунке .Это лист (страница экрана) для рисования. ГРИС может перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях с постоянным шагом. На рисунке пунктиром показана сетка с шагом, равным шагу исполнителя. Исполнитель может двигаться только по линиям этой сетки. ГРИС не может выходить за границы поля.

Простые команды ГРИС:

• Управление ГРИС может происходить в режиме прямого управления или в режиме программного управления.

В режиме прямого управления система команд исполнителя следующая:

• шаг - перемещение ГРИС на один шаг вперед с рисованием линии;

• поворот - поворот на 90° против часовой стрелки;

• прыжок - перемещение на один шаг вперед без рисования линии.

Эти команды будем называть простыми командами.

Работа в программном режиме.

Работа в программном режиме имитирует автоматическое управление исполнителем. Управляющая система (компьютер) обладает памятью, в которую заносится программа. Человек составляет программу и вводит ее в память. Затем ГРИС переводится в режим установки и человек вручную (с помощью определенных клавиш) устанавливает исходное состояние исполнителя. После этого производится переход в режим исполнения и ГРИС начинает работать по программе. Если возникает ситуация, при которой он не может выполнить очередную команду (выход за границу поля), то выполнение программы завершается аварийно. Если аварии не происходит, то работа исполнителя заканчивается на последней команде.

Задание: Составим и выполним программу, по которой ГРИС нарисует на поле букву «Т».

Самостоятельно:

Написать программы для рисования следующих букв: А,П,Р,О,Д,Ц,Е,В,Щ,Ц,Ч,Ф,С,Н (на выбор по 2 буквы)