Что такое алгоритм кратко для детей

Обновлено: 04.07.2024

Сразу хочу предупредить всех тех, кто связан с компьютерами и оптимизацией любых процессов. Они могут не читать первую половину этой статьи. И даже вторую могут не просматривать, т.к. они, скорее всего, уже всё поняли из её названия.

Все наши действия имеют определённую цель (по крайней мере, хочется так думать). Чаще всего эта цель достигается с помощью выполнения нескольких связанных между собой действий. Эта цепочка действий называется алгоритмом. Если вы, например, хотите почистить зубы, ваши действия, думаю, будут выглядеть следующим образом.

Вы берёте в одну руку зубную щётку.
В другую руку вы берёте тюбик зубной пасты.
Вы открываете тюбик с пастой.
Выдавливаете некоторое количество пасты на щётку.
Закрываете тюбик.
Кладёте пасту на место.
Открываете рот.
Энергично трёте зубы щёткой вправо и влево.
Споласкиваете водой рот.

Далее возможны ваши собственные варианты продолжения этого алгоритма. Если вы надумаете сократить количество действий в этом алгоритме, а иными словами, оптимизировать его, вы, вероятно, вместо обычной зубной щётки купите себе электрическую. Другой вариант оптимизации на случай, если у вас совсем нет времени, или разболелась, например, десна, состоит в применении жидкости для полоскания рта.

Вероятно, вы не нуждаетесь сейчас ни в какой оптимизации вашего процесса чистки зубов, но дело в том, что в мире существует огромное количество процессов, которые требуют улучшения или ускорения. Или и того, и другого одновременно.

Понимание концепции алгоритма даёт возможность ребёнку разложить любой процесс на составные элементы (действия), осознать их значение для достижения цели и попробовать устранить те элементы, которые на являются необходимыми, или заменить их на более действенные. Иными словами, ребенок таким образом учится оптимизации.

Можно разобрать с ребёнком тот случай, когда он, например, хочет пить, и у него без особых размышлений появляется алгоритм того, как он будет это делать. Он идёт на кухню (а не в спальню), берёт стакан (а не ложку), берёт бутылку с водой (а не кастрюлю с супом), открывает её (а не выбрасывает в мусорное ведро), наливает в стакан (а не в миску), приближает ко рту (а не к ноге) и выпивает эту воду. В данном случае он решил свою задачу, создав небольшой алгоритм для её решения без каких-либо затруднений.

Попробуйте сыграть с ним в игру "Что мы делаем лишнего", разбирая его день на "составные части". Может, вам повезёт, и ваш ребёнок сам придёт к выводу, что ваши неоднократные уговоры можно сократить за счёт его самостоятельности? И обязательно рассмотрите алгоритм приготовления уроков! Там-то точно есть то, что можно оптимизировать. И необязательно за счёт сокращения задания.

Не знаю, почему концепция алгоритма так мало используется учителями в начальной школе. Она легка для понимания и удобна в использовании, поскольку показывает точные действия на пути решения задачи. Алгоритм помогает ответить на вопрос "А что делать дальше?", помогает подготовиться к работе и выполнить её. Тем самым прибавляет детям уверенности в своих силах.

В качестве небольшой тренировки для решения более трудных проблем рассмотрим одну из известных задач, в которой необходимо пошаговое решение, т.е. составление алгоритма. Всегда, когда это возможно во время наших занятий, я предлагаю ребёнку делать небольшие иллюстрации к заданиям. Это активизирует работу правого полушария мозга. Представленная здесь задача получила наиболее тщательно выполненные рисунки.

На одном берегу реки находятся коза, капуста, волк и фермер. И есть лодка, на которой они должны перебраться на другой берег. Лодка может выдержать только двоих. Но если козу оставить с капустой, то коза её съест. Если волк останется с козой, то фермер её больше не увидит. Как всем перебраться через речку?

Предоставьте ребёнку возможность помочь героям.
Алгоритм решения здесь следующий.

Фермер и коза переплывают реку.
Фермер возвращается один.
Фермер пересекает реку вместе с волком.
Фермер и коза возвращаются вместе.
Фермер переплывает реку с капустой, оставив козу одну.
Фермер возвращается за козой.
Фермер перевозит козу через реку, воссоединив её с капустой и волком.

Вы можете предложить ребёнку составить алгоритмы для описания утреннего сбора в школу, дороги в школу, подготовки компьютера к игре, если он выключен. Пусть он сам выберет процессы, для которых ему захочется составить алгоритмы и проиллюстрировать эти этапы рисунками. Поддержите его!

Во многих отраслях человеческой деятельности для достижения требуемого результата используются инструкции, содержащие описания последовательности действий. Например, такая простая задача, как чистка зубов, разбивается на несколько "шагов": намочить водой зубную щётку, выдавить на неё из тюбика зубную пасту, почистить зубы, сполоснуть рот и щётку. Для решения других задач (например, владение в совершенстве иностранным языком) может выстраиваться более длинная последовательность действий и потребуется гораздо больше усилий. Но решение любой задачи, простой или сложной, обычно осуществляется за несколько последовательных "шагов".

Алгоритм – это упорядоченная конечная последовательность шагов в решении задачи, приводящая от исходных данных к требуемому результату, представленная с помощью точных и понятных команд.

- изготовление бумажного кораблика

- алгоритм подготовки домашнего задания по математике

- алгоритм приготовления кекса

Чтобы составить алгоритм для конкретной задачи, нужно иметь полный набор исходных данных и чёткое представление ожидаемого результата. Например, алгоритмы заваривания чая в заварочном чайнике и с помощью чайного пакетика будут отличаться.

Файл содержит презентацию, конспект урока, дневник урока, музыку для физкультминутки (на выбор), раздаточный материал для учащихся, программу РОБОТЛАНДИЯ для работы с алгоритмами на компьютере.

Описание разработки

Цели: сформировать понятие алгоритма, изучить свойства и способы описания алгоритмов; развивать логическое мышление, память, внимание, умение сравнивать и анализировать, умение решать алгоритмические задачи; воспитывать интерес к предмету, трудолюбие, культуру речи и общения, самостоятельность.

Ход урока

Приветствие учителя и учеников.

Представление гостей. “У нас сегодня открытый урок и у нас в гостях - …”

- Для того чтобы узнать тему нашего урока,

вам необходимо разгадать кроссворд.

Сегодня мы начинаем изучать следующий, один из главных разделов информатики – “Алгоритмы и их исполнители”; образно говоря, продолжим плавание на корабле “Информатика” под флагом “Алгоритмы”. Сегодняшняя тема – “Что такое алгоритм”.

Алгоритмы встречаются нам на каждом шагу и мы ежедневно их исполняем в повседневной жизни: перейти дорогу, купить хлеб, сварить суп, собраться в школу, решить задачу, подготовить д/з и т.д.

Как вы понимаете этот термин?

Алгоритм – это … (Порядок действий, последовательность действий, план и т.д.)

Один алгоритм мы проговорим вместе и более подробно: алгоритм утреннего подъема и собирания в школу.

Рассмотрим рисунок “Режим дня ученика”. Какие последовательные шаги ученик выполняет каждый день? Можно ли переставить местами эти действия?

“Алгоритм – это последовательность действий, которые должен выполнить исполнитель для достижения конкретной цели”.

Что делает бабочка? (Выполняет алгоритм полета).

Мир алгоритмов очень разнообразен. Но удается выделить общие свойства, которыми обладает любой алгоритм.

Дискретность – разбиение алгоритма на шаги, следующие в определенном порядке.

Примером этого свойства служит алгоритм открытия двери ключом:

достать ключ;
вставить ключ в замочную скважину;
повернуть ключ два раза против часовой стрелки;
вынуть ключ из замочной скважины;
открыть дверь.

Сможем ли мы достичь цели, если поменяем местами пункты 2 и 3 этого алгоритма?

Если мы выполним алгоритм, поменяв местами пункты 2 и 3 алгоритма, то мы, конечно, алгоритм выполнить сможем, но дверь откроется навряд ли.

Однозначность – любое действие в алгоритме должно быть строго и четко оговорено.

Для пояснения этого свойства можно привести бытовой пример: вас пригласили в гости на день рождения и объяснили, как доехать (выйти из дома, повернуть направо, подойти к автобусной остановке, сесть на автобус № 5, проехать 3 остановки, выйти, перейти улицу, войти во второй подъезд дома № 20).

Без какой информации, оговоренной в этом примере, мы бы не смогли доехать до нужного места? (номер автобуса, количество остановок, номер подъезда и дома)

Конечность – каждое отдельное действие (и весь алгоритм) должно быть реально и выполнимо.

Если в алгоритме выполнимы все действия, следовательно, выполним весь алгоритм, или он конечен.

4) Результативность – получение результата после конечного числа шагов, предусматривающее все возможные варианты.

Например, одну и ту же задачу можно решить двумя способами: I – в четыре действия, II – в два действия. Какой способ будет более результативным?

5) Массовость – возможность решать множество однотипных задач.

Например, решение уравнений:

- Что можно сказать о решении этих уравнений? Что их решении одинаково, а что разное? (Алгоритм решения одинаков, а данные разные).

Как мы представили алгоритм в “Режиме дня ученика”? (Словами).

1) Словесный (письменно или устно)

Алгоритмы также можно записывать с помощью геометрических фигур, рисунков, чертежей. Этот способ называется графическим.

А как записать алгоритм для компьютера, чтобы ему это было понятно? (В виде программы)

- Как вы думаете, кто же разрабатывает алгоритмы? (Разрабатывать алгоритмы может только человек).

- А кто или что исполняет алгоритмы? (Исполняют алгоритмы люди и различные технические устройства: компьютеры, роботы, станки, сложная бытовая техника и даже некоторые детские игрушки).

Физкультминутка: упражнения для глаз под музыкально-звуковое сопровождение

Давайте, ребята, вы выступите в роли разработчиков алгоритмов. Поделитесь на пары. Каждой паре необходимо разработать алгоритм “Переправа” в программе Роботландия.

Практическая работа

- Что такое алгоритм?

- Приведите примеры алгоритмов, которым вы следуете в повседневной жизни?

- Приведите примеры алгоритмов, изученных вами в школе?

2. Заполнение дневника урока.

Дежурный раздает карточки “Дневник урока”

Если довольны, удовлетворены, разочарованы тем, как проходят наши занятия, то отметьте ваше отношение к элементам урока в соответствующей клетке анкеты.

VI. Домашнее задание

1) выучить основные понятия и определения;

2) записать в тетради алгоритм приготовления любого блюда;

-75%

Алгоритм. Практически все в нашем мире подчиняется каким-то законам и правилам. Современная наука не стоит на месте, благодаря чему человечеству известна масса формул и алгоритмов, следуя которым, можно рассчитать и воссоздать множество действий и строений, созданных природой, и воплотить в жизнь идеи, придуманные человеком. В этой статье мы разберем основные понятия алгоритма.

История появления алгоритмов

Алгоритм

Взаимодействие алгоритма с человеком и машиной

Создание алгоритма требует творческого подхода, поэтому новый список последовательных действий может создать только живое существо. А вот для исполнения уже существующих инструкций фантазию иметь не обязательно, с этим справится даже бездушная техника.

Отличным примером точного исполнения заданной инструкции является пустая микроволновая печь, которая продолжает работать, несмотря на отсутствие пищи внутри нее.

Субъект или объект, которому не обязательно вникать в суть алгоритма, называется формальным исполнителем. Человек тоже может стать формальным исполнителем, однако в случае нерентабельности того или иного действия мыслящий исполнитель может все сделать по-своему. Поэтому основными исполнителями являются компьютеры, микроволновые печи, телефоны и другая техника. Понятие алгоритма в информатике имеет самое важное значение. Каждый алгоритм составляется с расчетом на конкретного субъекта, с учетом допустимых действий. Те объекты к которым субъект может применить инструкции, составляют среду исполнителя.

Практически все в нашем мире подчиняется каким-то законам и правилам. Современная наука не стоит на месте, благодаря чему человечеству известна масса формул и алгоритмов, следуя которым, можно рассчитать и воссоздать множество действий и творений природы и воплотить в жизнь идеи, придуманные человеком. В этой статье мы разберем основные понятия алгоритма.

Что такое алгоритм?

Алгоритм — это понятие, обозначающее подборку инструкций, которые необходимо выполнять человеку для того, чтобы решить определенную задачу.

Вообще, алгоритм имеет множество определений, несколько ученых характеризуют его по-разному.

Если алгоритм, применяемый человеком ежедневно, у каждого свой, и может изменятся в зависимости от возраста и ситуаций, в которых оказывается исполнитель, то свод действий, которые нужно выполнить для решения математической задачи или для использования техники, един для всех и всегда остается неизменным.

Существует разное понятие алгоритма, виды алгоритмов тоже разнятся — к примеру, для человека, который преследует какую-либо цель, и для техники.

В наш век информационных технологий люди ежедневно выполняют свод инструкций, созданных до них другими людьми, ведь техника требует при использовании точного исполнения ряда действий. Поэтому основная задача преподавателей в школах — научить детей пользоваться алгоритмами, быстро схватывать и изменять уже существующие правила в соответствии со сложившейся ситуацией. Структура алгоритма является одним из тех понятий, которое изучается на уроке математики и информатики в каждой школе.

Основные свойства алгоритма

Дискретность (последовательность отдельных действий) — любой алгоритм должен представляться в виде ряда простых действий, каждое из которых должно начинаться после завершения предыдущего.
Определенность — каждое действие алгоритма должно быть настолько простым и понятным, чтобы у исполнителя не возникало вопросов и не оставалось свободы действий.
Результативность — описание алгоритма должно быть понятным и законченным, чтобы после выполнения всех инструкций задача достигала логичного конца.
Массовость — алгоритм должен быть применим к целому классу задач, решить которые можно, лишь поменяв в алгоритме цифры. Хотя есть мнение, что последний пункт относится не к алгоритмам, а ко всем математическим методам в целом.

Часто в школах, чтобы дать детям более понятное описание алгоритмов, учителя приводят в пример приготовление пищи по кулинарной книге, изготовление лекарства по рецепту или процесс мыловарения на основе мастер-класса. Однако, учитывая второе свойство алгоритма, в котором говорится о том, что каждый пункт алгоритма должен быть настолько понятным, чтобы его мог выполнить абсолютно любой человек и даже машина, можно прийти к выводу что любой процесс, требующий проявления хоть какой-то фантазии, алгоритмом назвать нельзя. А готовка и рукоделие требуют определенных навыков и хорошо развитого воображения.

Существуют разные типы алгоритмов, но есть три основных.

Цикличный алгоритм

В таком типе некоторые пункты повторяются по несколько раз. Список действий, которые необходимо повторить для достижения цели, называется телом алгоритма.

Итерация цикла — это выполнение всех пунктов, входящих в тело цикла. Части цикла, которые постоянно выполняются определенное количество раз, называются циклом с фиксированным числом итераций.

Те части цикла, частота повторения которых зависит от ряда условий, называются неопределёнными.

Самый простой вид цикла — это фиксированный.

Цикл с предусловием. В этом случае тело цикла проверяет свое условие до того, как он будет выполнен.
Цикл с постусловием. В цикле с постусловием проверка условия происходит после окончания выполнения цикла.

Линейные типы алгоритмов

Инструкции таких схем выполняются однократно в той последовательности, в которой они представлены. Например, линейным алгоритмом можно считать процесс заправки постели или чистки зубов. Также к этому типу относятся математические примеры, где присутствуют лишь действия сложения и вычитания.

Разветвляющийся алгоритм

В разветвляющимся типе есть несколько вариантов действий, какое из них будет применено, зависит от условия.

Вспомогательный алгоритм

Вспомогательный алгоритм можно использовать в других алгоритмах, указав лишь его название.

Термины, встречающиеся в алгоритмах

Данные — сведения, которые несут определенную смысловую нагрузку и представлены в таком виде, чтобы их можно было передавать и использовать для данного алгоритма.

Алгоритмический процесс — решение задачи по алгоритму с применением определенных данных.

Структура алгоритма

Алгоритм может иметь различную структуру. Для того чтобы описать алгоритм, понятие которого зависит и от его строения, можно воспользоваться целым рядом различных способов, например: словесный, графический, с помощью специально разработанного алгоритмического языка.

Какой из способов будет использован, зависит от нескольких факторов: от сложности задачи, от того, насколько нужно детализировать процесс решения задачи и т. д.

Графический вариант построения алгоритма

Графический алгоритм — понятие, подразумевающие под собой разложение действий, которые нужно выполнить для решения определенной задачи, по определенным геометрическим фигурам.

Графические схемы изображаются не как попало. Для того чтобы их мог понять любой человек применяются чаще всего блок-схемы и структурограммы Насси-Шнейдермана.

Также блок-схемы изображаются в соответствии с ГОСТ-19701-90 и ГОСТ-19.003-80.

Графические фигуры, применяемые в алгоритме, делятся на:

Основные. Основные изображения применяются для обозначения операций, нужных для обработки данных при решении задачи.
Вспомогательные. Вспомогательные изображения нужны для обозначения отдельных, не самых важных, элементов решения задачи.

В графическом алгоритме геометрические фигуры, используемые для обозначения данных, называются блоками.

У правильной схемы алгоритма не должно быть больше одного выхода из обрабатывающих блоков и менее двух выходов из блоков, отвечающих за логические операции и проверку выполнения условий.

Как правильно построить алгоритм?

Структура алгоритма, как было сказано выше, должна строиться по ГОСТ, иначе она не будет понятна и доступна окружающим.

Общая методика по записи включает в себя следующие пункты:

Название, по которому будет понятно, какую задачу можно решить с помощью этой схемы.
У каждого алгоритма должны быть четко обозначены начало и конец.
У алгоритмов должны быть четко и ясно описаны все данные, как входные, так и выходные.

При составлении алгоритма следует отметить действия, которые позволят производить нужные для решения задачи действия над выбранными данными. Примерный вид алгоритма:

Имя схемы.
Данные.
Начало.
Команды.
Конец.

Правильное построение схемы существенно облегчит вычисление алгоритмов.

Геометрические фигуры, отвечающие за разные действия в алгоритме

Горизонтально расположенный овал — начало и конец (знак завершения).

Горизонтально расположенный прямоугольник — вычисление или другие действия (знак процесса).

Горизонтально расположенный параллелограмм — ввод или вывод (знак данных).

Горизонтально расположенный ромб — проверка условия (знак решения).

Вытянутый, горизонтально расположенный шестиугольник — модификация (знак подготовки).

Модели алгоритмов представлены ниже на рисунке.

Формульно-словестный вариант построения алгоритма.

Формульно-словестные алгоритмы записываются в произвольной форме, на профессиональном языке той области, к которой относится задача. Описание действий таким способом осуществляют с помощью слов и формул.

Понятие алгоритма в информатике

В компьютерной сфере все строится на алгоритмах. Без четких указаний, введенных в виде специального кода, не будет работать ни одна техника или программа. На уроках информатики ученикам стараются дать основные понятия алгоритмов, научить пользоваться ими и самостоятельно их создавать.

Создание и использование алгоритмов в информатике — процесс более творческий, чем, например, выполнение указаний к решению задачи в математике.

С другой стороны, любая программа — алгоритм. Но если алгоритм несет в себе лишь действия, которые нужно выполнять, вставляя свои данные, то программа уже несет в себе готовые данные. Еще одно отличие — это то, что программа может быть запатентована и являться частной собственностью, а алгоритм нет. Алгоритм — понятие более обширное, нежели программа.

Вывод

В этой статье мы разобрали понятие алгоритма и его виды, узнали, как правильно записывать графические схемы.

Алгоритм

Читайте также: