Конспект урока «Алгоритмы и исполнители»

Конспект урока «Алгоритмы и исполнители»

Цель:

• понимает смысл понятия «алгоритм», «исполнитель»;

• умеет анализировать предлагаемые последовательности команд на предмет наличия у них свойств алгоритма, как дискретность, определенность, понятность, результативность, массовость;

• умеет исполнять алгоритм для формального исполнителя с заданной системой команд.

Задачи:

• обобщить первоначальные представления учащихся о понятиях «алгоритм» и «исполнитель»;

• рассмотреть свойств алгоритма;

• рассмотреть возможности автоматизации деятельности человека за счет возможности формального исполнения алгоритма;

• формировать навыки записи алгоритмов на формальных языках.

Тип урока: урок изучения нового материала

Методы обучения:

• Словесные (рассказ, беседа, объяснение)

• Наглядные (презентация)

• Практические (упражнения)

Формы организации УД: групповая, индивидуальная, фронтальная

Оборудование: учебник, презентация

План урока:

I.Организационный момент

II.Актуализация знаний

III.Объяснение темы

IV. Закрепление. Работа в паре + самопроверка

V.Компьютерный практикум

VI.Рефлексия. Итоги урока.

Ход урока

I.Организационный момент

II.Актуализация знаний. Постановка цели урока.

Понятие алгоритма вводится через жизненные примеры: рецепт какого-либо блюда, заваривание чая, расписание уроков, режим для, переход дороги по светофору, решение уравнения и т. п.

Для изучения свойств алгоритмов учитель организует работу учащихся таким образом, чтобы они сами их выявили.

Класс делится на несколько групп. Каждая группа должна составить подробную инструкцию для какого-либо действия: заваривание чая, решение уравнения, переход дороги по светофору и др. Инструкцию ученики оформляют на альбомных листах или ватмане (раздает учитель).

Инструкции учащихся вывешиваются на доске и обсуждаются по следующим вопросам:

• Что общего во всех инструкциях, алгоритмах?(Пошаговое выполнение - свойство дискретности.)

• Что получается после выполнения алгоритма?(Конкретный результат - свойство результативности.)

• Можно ли один алгоритм, например инструкцию по завариванию чая, применить для выполнения аналогичного действия, например заваривания травяного сбора?(Свойство массовости.)

• Все ли инструкции просты и понятны?(Свойство выполнимости и понятности команд.)

• Все ли команды четко прописаны и в правильной последовательности?(Свойство детерминированности.)

Определение алгоритма и свойства ученики записывают в тетрадь.

III.Объяснение темы

Давайте узнаем, что такое алгоритм, и какие существуют виды его исполнителей. Алгоритм – это описание последовательности шагов в решении задачи, приводящих от исходных данных к требуемому результату.

Исполнитель - это объект, способный выполнять алгоритмы с помощью набора команд

Теперь давайте немного поговорим об истории происхождения слова алгоритм. Происхождение слова «алгоритм». Правила выполнения арифметических действий над целыми числами и простыми дробями в десятичной системе счисления впервые были сформулированы выдающимся средневековым ученым по имени Мухаммед ибн Муса ал-Хорезми (в переводе с арабского это означает «Мухаммед, сын Мусы из Хорезма»), сокращенно Ал-Хорезми.

Ал-Хорезми жил и творил в IX веке. Арабский оригинал его арифметического труда утерян, но имеется латинский перевод XII века, по которому Западная Европа ознакомилась с десятичной позиционной системой счисления и правилами выполнения в ней арифметических действий.

Ал-Хорезми стремился к тому, чтобы сформулированные им правила были понятны для всех грамотных людей. Достичь этого в веке, когда еще не была разработана математическая символика (знаки операций, скобки, буквенные обозначения и т. п.), было очень трудно. Но Ал-Хорезми удалось выработать в своих трудах такой стиль четкого, строгого словесного предписания, который не давал читателю никакой возможности уклониться от предписанного или пропустить какие-нибудь действия.

В латинском переводе книги Ал-Хорезми правила начинались словами «Алгоризми сказал». С течением времени люди забыли, что «Алгоризми» — это автор правил, и стали сами эти правила называть алгоритмами. Постепенно «Алгоризми сказал» преобразовалось в «алгоритм гласит».

Таким образом, слово «алгоритм» происходит от имени ученого Ал-Хорезми. Как научный термин первоначально оно обозначало лишь правила выполнения действий в десятичной системе счисления. С течением времени это слово приобрело более широкий смысл и стало обозначать любые точные правила действий. В настоящее время слово «алгоритм» является одним из важнейших понятий науки информатики.

Процесс создания алгоритмов называется –алгоритмизацией.

Всякий алгоритм составляется в расчете на определенного исполнителя. Им может быть человек, робот, компьютер и др.

• Исполнитель алгоритма – это человек или автоматическое устройство, которое способно воспринимать и исполнять алгоритм.

Запишите исполнителей для приведённых ниже видов работ:

• Уборка мусора во дворе – дворник

• Перевозка пассажиров в поезде – машинист

• Приём экзаменов в школе – учитель

• Приготовление еды в ресторане – повар

• Выполнение домашнего задания – ученик

Чтобы составить алгоритм для исполнителя, нужно знать, какие команды исполнитель может понять и исполнить, а какие нет.

• Система команд исполнителя (СКИ) – это перечень элементарных предписаний (команд), которые исполнитель может исполнять.

Приведите еще примеры алгоритмов. Ответы учащихся …

Из приведенных вами примеров видно, что мир алгоритмов очень разнообразен. Но, несмотря на это, можно выделить общие свойства, которыми обладает любой алгоритм.

Алгоритм обладает следующими свойствами:

• Целенаправленность – любой алгоритм направлен на достижение определенной цели. Чаще всего целью алгоритма является получение результата при решении какой-нибудь задачи.

• Дискретность– алгоритм состоит из элементарных предписаний (команд).

• Понятность – элементарные предписания (команды) алгоритма должны быть точно сформулированы и однозначно понятны исполнителю, а исполнитель должен быть в состоянии их выполнить.

• Однозначность – после исполнения очередного элементарного предписания (команды) исполнителю точно определено, что делать дальше.

• Массовость – алгоритм можно использовать для решения той же задачи при других допустимых исходных данных.

Формы представления алгоритмов могут быть разными: словесной; графической; на языке программирования.

Рассмотрим их:

1.Словесная форма– это форма описания алгоритма на естественном языке. Если алгоритм предназначен для человека, то в качестве предписаний можно использовать привычные для человека предложения и фразы.

Правила записи алгоритмов в словестной форме просты: предписания записываются одно за другим и нумеруются; в записи алгоритма могут использоваться служебные слова Начало и Конец.

Пример: Алгоритм нахождения большего из двух данных чисел.

1. Начало.

2. Из числа А вычесть число В.

3. Если получилось отрицательное значение, то сообщить, что число В больше.

4. Если получилось положительное значение, то сообщить, что число А больше.

5. Если получился ноль, сообщить, что числа равны.

6. Конец.

Данная форма очень удобна, если нужно приближенно описать суть алгоритма. Однако при словесном описании не всегда удается ясно и точно выразить идею.

2. Для более наглядного представления алгоритма используется графическая форма. Графическая форма – изображение алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

3. При записи алгоритма в словесной и в графической форме допускается определенный произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись точна на столько, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм. Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы – компьютеры. Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на компьютере, должен быть записан на понятном ему языке. Такой язык принято называть языком программирования, а форму представления алгоритма - программной. То есть программная форма записи алгоритма – это запись на языке программирования.

IV. Закрепление. Работа в паре + самопроверка

V.Компьютерный практикум

-Выполни задание с помощью компьютера. №98(а) + исполнитель Чертежник в системе Кумир.

VI.Рефлексия. Итоги урока.

Можете ли вы назвать тему урока?

- Вам было легко или были трудности?

- Что у вас получилось лучше всего и без ошибок?

- Какое задание было самым интересным и почему?

- Как бы вы оценили свою работу?