Алгоритм конспект урока информатика

Обновлено: 07.07.2024

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: алгоритм, свойства алгоритма: дискретность, детерминированность, понятность, результативность, конечность, массовость, исполнитель алгоритма, сложность алгоритма

Глоссарий по теме: алгоритм, исполнитель алгоритма, дискретность, детерминированность, понятность, конечность, массовость, сложность алгоритма.

Основная литература по теме урока:

Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. Информатика. Базовый уровень: учебник для 11 класса

— М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017

Дополнительная литература по теме урока:

К. Ю. Поляков, Е. А. Еремин. Информатика углубленный уровень: учебник для 10 класса: часть 2 — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013

И. Г. Семакин, Т. Ю. Шеина, Л. В. Шестакова Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010

Теоретический материал для самостоятельного изучения

На протяжении всей жизни, в учебе, на работе или в быту человек сталкивается с необходимостью решения огромного количества задач.

Для решения любой задачи надо знать, что дано и что следует получить. Для получения результатов необходимо знать способ решения задачи, т. е. располагать алгоритмом.

Алгоритм — это точная конечная система предписаний, определяющая содержание и порядок действий исполнителя над некоторыми объектами для получения искомого результата.

Исполнитель алгоритма — это субъект или устройство, способные правильно интерпретировать описание алгоритма и выполнить содержащийся в нем перечень действий.

Исполнители бывают неформальными и формальными.

В информатике рассматривают только формальных исполнителей, которые не понимают и не могут понять смысл даваемых команд. К этому типу относятся все технические устройства, в том числе и компьютер.

Свойства алгоритма

Дискретность — алгоритм состоит из отдельных команд, каждая из которых выполняется за конечное число шагов.

Детерминированность (или определенность) — при каждом запуске алгоритма с одними и теми же исходными данными должен быть получен один и тот же результат.

Понятность — алгоритм содержит только те команды, которые входят в систему команд исполнителя, для которого он предназначен.

Массовость — алгоритм предназначен для решения не одной частной задачи, а для некоторого класса задач.

Способы записи алгоритмов

Алгоритмы можно записывать разными способами:

— на естественном языке;

— графически в виде блок-схем;

— в виде программы на каком-либо языке программирования.

Если задача имеет алгоритмическое решение вообще, то можно придумать множество алгоритмов ее решения. Критерием выбора наилучшего алгоритма является сложность алгоритма — количество элементарных действий, которые выполняет исполнитель при решении задачи, пользуясь данным алгоритмом.

Что такое алгоритм? Свойства алгоритма. Форма записи алгоритмов. Базовые алгоритмические структуры.

Человек ежедневно встречается с необходимостью следовать тем или иным правилам, выполнять различные инструкции и указания. Например, переходя через дорогу на перекрестке без светофора надо сначала посмотреть направо. Если машин нет, то перейти полдороги, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, затем перейти полдороги. После этого посмотреть налево и, если машин нет, то перейти дорогу до конца, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, а затем перейти дорогу до конца. В математике для решения типовых задач мы используем определенные правила, описывающие последовательности действий. Например, правила сложения дробных чисел, решения квадратных уравнений и т. д. Обычно любые инструкции и правила представляют собой последовательность действий, которые необходимо выполнить в определенном порядке. Для решения задачи надо знать, что дано, что следует получить и какие действия и в каком порядке следует для этого выполнить. Предписание, определяющее порядок выполнения действий над данными с целью получения искомых результатов, и есть алгоритм. Далее

Основные свойства алгоритмов следующие: 1. Понятность для исполнителя — исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Иными словами, имея алгоритм и произвольный вариант исходных данных, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма. 2. Дискpетность (прерывность, раздельность) — алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых (или pанее опpеделенных) шагов (этапов). 3.Опpеделенность — каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола. Благодаpя этому свойству выполнение алгоpитма носит механический хаpактеp и не тpебует никаких дополнительных указаний или сведений о pешаемой задаче. Далее

На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов: словесная (запись на естественном языке); графическая (изображения из графических символов); псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.); программная (тексты на языках программирования). Далее

Далее Выделяют следующие виды алгоритмов:линейный, разветвляющийся, циклический и комбинированный. При определении вида алгоритма пользуются ключевыми словами. Вид алгоритма. Ключевые слова Структура Алгоритм, в котором есть структура СЛЕДОВАНИЕ называется линейным. Следование – расположение действий друг за другом Ключевых слов нет. Алгоритм, в котором есть структура ВЕТВЛЕНИЕ называется разветвляющимся. Ветвление – выбор действия от какого-либо условия. Если…то…иначе…; При…(в значении если) Алгоритм, в котором есть структура ЦИКЛ называется циклическим. Цикл – неоднократное повторение каких-либо действий. От…до…; … раз; Пока…; Если…(в значении пока…);

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

знать определение управления, алгоритма, свойства алгоритмов;
стимулировать интерес учащихся к данной теме и учебному процессу в целом,
уметь составлять алгоритмы на естественном языке.

Развивающие:

развитие коммуникативно-технических умений,
развитие умения оценивать результаты выполненных действий,
развитие умения применять полученные знания при решении задач различной направленности,
развитие умения пользоваться предложенными инструментами.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, карточки.

I. Организационный момент (2 мин)

II. Актуализация знаний (33 мин)

Повторяем термины с предыдущего урока:

Кто был основателем кибернетики? (американский математик Норберт Винер)

Что такое управление? (Управление есть целенаправленное воздействие одних объектов, которые являются управляющими, на другие объекты – управляемыми.

Определите, кто играет роль управляющего и кто (или что) играет роль объекта управления в следующих системах: школа, класс, самолет, стая волков, стадо коров.

Ребята, скажите пожалуйста, как вы понимаете слово алгоритм? Где нам приходится сталкиваться с этим понятием?

Объяснение нового материала.

План с подробным описанием действий, необходимых для получения ожидаемого результата, получил название алгоритма.

Область математики, известная как теория алгоритмов, посвящена исследованию свойств, способов записи, видов и сферы применения различных алгоритмов, созданию новых алгоритмов. Научное определение понятия алгоритма дал А. Черч в 1930 году. Позже и другие математики вносили свои уточнения в это определение. В школьном курсе информатики будем пользоваться следующим определением: алгоритм - описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Выполнение заданий

Оцениваемое умение: определение информации (нахождение в тексте информации, заданной в явном и неявном виде)

Время на выполнение: 7-10 минут

Содержание файла Алгоритмы.doc x

Алгоритм и его свойства

Понятие алгоритма - фундаментальное понятие. Слово "алгоритм" происходит от имени выдающегося математика средневекового Востока Мухаммеда аль-Хорезми. Им были предложены приёмы выполнения арифметических вычислений с многозначными числами. Позже в Европе эти приёмы назвали алгоритмами от "algoritрmi" - латинского написания имени аль-Хорезми. В наше время понятие алгоритма понимается шире, не ограничиваясь только арифметическими вычислениями.

Термин "алгоритм" стал достаточно распространённым не только в информатике, но и в быту. Под алгоритмом понимают описание какой-либо последовательности действий для достижения заданной цели. В этом смысле, например, алгоритмами можно назвать инструкцию по использованию кухонного комбайна, кулинарный рецепт, правила перехода улицы и пр.

Для использования понятия алгоритма в информатике требуется более точное определение, чем данное выше. Алгоритмом называется организованная последовательность действий допустимая для некоторых исполнителей. Исполнителем может быть человек, группа людей, робот, станок, компьютер, язык программирования и т.д. Одно из принципиальных обстоятельств состоит в том, что исполнитель не вникает в смысл того, что он делает, но получает необходимый результат. В таком случае говорят, что исполнитель действует формально, т.е. отвлекается от содержания поставленной задачи и только строго выполняет некоторые правила, инструкции.

Это - важная особенность алгоритмов. Наличие алгоритма формализует процесс решения задачи, исключает рассуждение исполнителя. Использование алгоритма даёт возможность решать задачу формально, механически исполняя команды алгоритма в указанной последовательности. Целесообразность предусматриваемых алгоритмом действий обеспечивается точным анализом со стороны того, кто составляет этот алгоритм.

Алгоритм представляет собой последовательность команд (ещё говорят - инструкций, директив), определяющих действия исполнителя (субъекта или управляемого объекта). Всякий алгоритм составляется в расчёте на конкретного исполнителя с учётом его возможностей. Для того, чтобы алгоритм был выполним, нельзя включать в него команды, которые исполнитель не в состоянии выполнить. Нельзя повару поручать работу токаря, какая бы подробная инструкция ему не давалась. У каждого исполнителя имеется свой перечень команд, которые он может исполнить. Такой перечень называется системой команд исполнителя (СКИ).

Процесс решения задачи должен быть разбит на последовательность отдельных шагов, быть дискретным. Любая команда выполняется только после выполнения предыдущей команды. Необходимо, чтобы каждая команда алгоритма точно определяла однозначное действие исполнителя, а также алгоритм, составленный для конкретного исполнителя, должен включать только те команды, которые входят в его СКИ, т.е. понятны исполнителю. Алгоритм не должен быть рассчитан на принятие каких-либо самостоятельных решений исполнителем, не предусмотренных составителем алгоритма. Исполнение алгоритма сводится к конечному числу действий, которые приводят к конкретному результату. Свойство массовости для алгоритмов не является обязательным: с помощью одного и того же алгоритма можно решать однотипные задачи и делать это неоднократно. Алгоритм должен быть составлен так, чтобы исполнитель мог его выполнить не задумываясь, автоматически, формально. Значим также строгий порядок действий: важно то, как организован алгоритм. Эти общие характеристики называют свойствами алгоритма.

Форма проведения: урок-лекция.

Методы обучения: эвристическая беседа, метод стимулирования и мотивации учения, индуктивный метод, наглядный метод обучения, фронтальный опрос и др.

Оргмомент
Актуализация знаний.
Мотивация и целеполагание.
Новый материал и первичное закрепление:
- историческая справка;
- выведение определения и свойств алгоритма;
- первичное закрепление;
- способы записи алгоритмов.
Закрепление.
Обобщение и систематизация знаний.
Домашнее задание.

Приветствие.
Проверка готовности к уроку.
Раздаточный материал (инструкции и рецепты).

2. Актуализация знаний

Перед вами три документа: инструкция по эксплуатации; порядок сборки кухонного шкафа; рецепт приготовления манной каши.
Что общего у этих документов? (Это всё последовательности действий, порядок действий и т.д.)
Для всех этих последовательностей есть общее название – алгоритм.

3. Мотивация и целеполагание

узнать что такое алгоритм, выявить его свойства;
научиться составлять простейшие алгоритмы, уметь находить их в повседневной жизни;
продолжить развивать логическое мышление, активизировать мыслительную деятельность. (Слайд 2.)

4. Новый материал и первичное закрепление

Выведение определения и свойств алгоритма

Что такое, на ваш взгляд, алгоритм? (Последовательность действий.)

Налить в чайник воды.
Поставить чайник на газовую плиту.
Открыть кран газовой горелки.
Ждать пока чайник закипит.
Зажечь спичку.
Выключить газ. (Слайд 4.)

Подойди к реке Волга.
Войди в воду.
Иди по дну, пока не выйдешь на другой берег. (Слайд 5.)

Возьми желтую кастрюлю без ручки.
Налей два литра воды.
Вскипяти воду.
И т.д. (Слайд 6.)

Проверьте, выполнимость предыдущих условий в данном алгоритме. (Порядок действий правильный, алгоритм выполнимый.)
У кого дома есть желтая кастрюля без ручки?
Без неё нельзя выполнить данный алгоритм.
Какой вывод можно сделать?
(Алгоритм должен быть рассчитан на большое число людей или компьютеров.)
Как назвать одним словом тех, кто исполняет алгоритм? (Исполнитель.)
Итак, алгоритм должен быть рассчитан на большое число исполнителей.

Преобразовать дроби, записав со знаменателем 12 ( и ).
Сложить 3 и 8.
Знаменатель равен 12.
Получим .

Скажите, будет ли, полученная последовательность алгоритмом?
Что мы сделали не так? (Составили алгоритм только для одного случая, для конкретной дроби.)
Вывод?
(Алгоритм должен быть предназначен для решения группы примеров или задач.)
Свойство МАССОВОСТИ. (Слайд 8.)

Назови число 1.
Назови следующее число.
Повторяй 2 действие, пока не назовешь число миллиард. (Слайд 7.)

Возможно ли выполнить данный алгоритм? (Да, только долго.)
Проверьте выполнимость предыдущих свойств алгоритма?
Сколько времени необходимо для того, чтобы сосчитать до миллиарда? (Часа 2, два дня, недолго, за вечер.)
Вычислим время, необходимое для выполнения данного алгоритма. (Один ученик у доски)
Пусть, мы называем 2 числа в секунду. В часе 3600 секунд
3600 х 2 = 7200 – до этого числа можно досчитать за час;

1000000000:63072000 > 15 лет.
До конца не досчитать, результата не получить.
Вывод? (Алгоритм должен привести к конечному результату.)
Свойство КОНЕЧНОСТИ или РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ. (Слайд 8.)

Первичное закрепление

Давайте ещё раз вспомним все выводы, которые мы получили. (Проговаривают выводы.)

Записи в тетради
Алгоритм – это организованная последовательность действий, предназначенная для решения целого класса задач и приводящая к конечному результату. (Слайд 9.)
Свойства
1.Точность.
2.Понятность.
3.Массовость.
4.Результативность. (Слайд 10.)

Следующее понятие: программа. Попробуйте дать определение самостоятельно. (Попросить детей самостоятельно сформулировать определение, обобщить и записать.)
Программа – это алгоритм, записанный на языке исполнителя. (Слайд 10.)

Способы записи алгоритмов

алг
нач
команда № 1
команда № 2
…
команда № n
кон

5. Закрепление

Задача:

Алгоритм на УАЯ

Блок-схема алгоритма:

Перечислите основные свойства алгоритма, поясните каждое свойство (спросить 4 учащихся).
Приведите примеры алгоритмов, с которыми вы встречались на биологии, математике, физике.
Дайте определения понятиям программа, исполнитель, СКИ. (Слайд 16.)

7. Домашнее задание

Знать определения понятий: алгоритм, программа, исполнитель, СКИ; основные свойства алгоритма и способы записи. (Приложение 2.)

Читайте также: