Управление и кибернетика. Управление с обратной связью.

Тема: «Управление и кибернетика» (9 класс) Предмет: Информатика и ИКТ Цель урока: Познакомить учащихся с основами кибернетики, с кибернетической моделью процессов управления. Задачи: Образовательные: ? Дать представление о применении компьютера для автоматизации процессов управления; ? Ввести понятие алгоритма управления; ? Познакомить со способами описания алгоритмов. Развивающие: ? развивать способности правильно формулировать свои мысли в процессе обобщения изученного (подведение итогов, актуализации знаний); ? развивать умение вести учебный диалог, отстаивать свою точку зрения при решении задач; Воспитательные: ? воспитание ценностей личного отношения к изучаемым знаниям при решении целого ряда задач; ? воспитание в учениках уверенности в своих силах при решении задач. Оборудование: ? проектор, ? экран, ? персональный компьютерПлан 1. Введение 2. Актуализация опорных знаний 3. Понятие управления 4. Алгоритм управления 5. Кибернетика I. Вводная часть Каждый из нас слышал легенды о джине, человеке-волшебнике. Так вот эти легенды породили идею сказочного помощника человека, всемогущего, выполняющего его желания. Позже с развитием технических средств отраслей знаний, таких как точная механика, электроника, техническая кибернетика, появились и помощники человека. Помощники нужны были не только техническим специалистам. Надо сказать, что деятельность людей приводит к активному развитию науки и техники, особенно за последние 50-100 лет. И образ помощника принимает все более интеллектуальный характер. II. Актуализация опорных знаний Учитель: Давайте вспомним, когда же вошел компьютер в нашу жизнь?(1946). А теперь сравним возможности первого ЭВМ и ЭВМ в настоящее время. Во многих отраслях используются роботы: (в автомобильной промышленности, робот-шахматист). Учитель: Вы часто по телевизору слышите выражение: «Стыковка космического корабля прошла в автоматическом режиме». О чем это говорит? Ответ: Этой стыковкой управлял компьютер. Вопрос: А кто все сделал, чтобы действия выполнял компьютер? (человек). И сегодня мы с вами узнаем как компьютер управляет процессами, и тема сегодняшнего урока «Управление и кибернетика». (учащиеся записывают тему) III. Понятие управления А теперь рассмотрим примеры. Скажите, что изображено? Что происходит? Сколько объектов? Что можно сказать о взаимодействии светофора и автомобилем?Т.е. образуется следующая система управления: Управляющий объект Управляемый объект Один из учащихся еще раз формулирует определение и все записывают. Управление – целенаправленное воздействие одного объекта - управляющего на другой – управляемого. Для усвоения рассмотрим пример: Определите, кто играет роль управляющего и кто играет роль объекта управления в следующих системах: Школа, класс, стая волков, стадо коров, дрессировщик, собака, автомобиль, водитель. Управляющий объект Управляемый объект А с какой целью управляющий объект воздействует на управляемого? Назовите некоторые команды управления. IV. Алгоритм управления ЗАДАНИЕ: А сейчас проведем опыт: Один ученик выходит из класса. Остальные учащиеся должны написать команды для нахождения клада. Затем ученик заходит и пытается выполнить команды одного из учащихся. Учитель: Итак, сейчас вы были в роли управляющего объекта и составили последовательность команд, а одноклассник в роли объекта управления. Мы увидели, что объект управления не достиг цели (либо наоборот: достиг цели). Вопрос: А почему робот не достиг цели? (учащиеся предлагают варианты) Управляющее воздействиеТ.е. команды для исполнителя должны быть краткими, понятными, точными!!! В этом случае: Последовательность команд, которая приводит к достижению поставленной цели называется алгоритмом управления. Учитель: А сейчас предлагаю Вам побывать в роли строителей: Перед вами составные части дома: фундамент, кирпичи, крыша. Если бы вы строили этот дом, что бы вы в первую очередь положили? А если бы мы эту же задачу задали компьютеру? Что нам нужно сделать для этого компьютера? (составить алгоритм). П-р 2: Предлагается управляющая система: ПОВАР – КУХНЯ. Составить алгоритм управления лепки пельменей. 1) Дана управляющая система КЛАСС - УЧЕНИК. Составить алгоритм получения оценки «5». 2) Дана управляющая система СВЕТОФОР - ПЕШЕХОД. Составить алгоритм перехода через дорогу. 3) Дана управляющая система: КОМПЬЮТЕР - ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ. Составить алгоритм управления включения, а затем выключения компьютера. V. Кибернетика Скажите, а о чем все это время мы говорили? (управлении, алгоритме управления). Существует специальная наука, которая изучает процессы управления. Она называется кибернетикой. Проще говоря кибернетика – это наука об управлении. А сейчас немного исторической справки: одним из основателей науки кибернетики был американский математик Норберт Винер, который в 1948 году написал книгу «Кибернетика». Он предвидел, что в будущем управлять различными процессами станет компьютер. А сейчас проверим, насколько вы усвоили изученный материал. (проводится игра «Кто хочет стать отличником») Запасной вариант: (см. файл запасные задачи) Волк, коза и капуста. На берегу реки стоит крестьянин с лодкой, а рядом с ним – волк, коза и капуста. Крестьянин должен переправиться сам и перевезти волка, козу икапусту на другой берег. Однако в лодку, кроме крестьянина, помещается либо только волк, либо только коза, либо только капуста. Оставлять же волка с козой или козу с капустой без присмотра нельзя – волк может съесть козу, а коза – капусту. Как должен вести себя крестьянин? VI. Постановка домашнего задания П. 25