Урок на тему: "Понятие программирования. Алгоритмы работы с величинами"

Урок на тему "Понятие программирования. Алгоритмы работы с величинами"

Цели урока: способствовать формированию у учащихся понятий “данные” и “величина”; представления структуры и принципа хранения данных в памяти компьютера; познакомить с системой команд исполнителя-компьютера; разобрать принципы работы команд присваивания, ввода и вывода.

Задачи урока:

• образовательная – формирование навыков составления алгоритмов решения задач с использованием команд присваивания, ввода и вывода;

• развивающая – развитие логического и алгоритмического мышления, информационного видения явлений и процессов окружающего мира памяти, внимательности;

• воспитательная – развитие познавательного интереса, логического мышления, информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, усидчивости.

Тип урока: комбинированный.

Возраст учащихся: 9 класс.

Оборудование урока:

• компьютер учителя;

• мультимедийный проектор;

• презентации, подготовленные в MS PowerPoint;

• компьютеры учащихся;

• программа «Конструктор алгоритмов».

План урока.

1. Организационный момент.

2. Повторение пройденного материала, проверка домашнего задания.

3. Сообщение темы и постановка цели урока.

4. Изучение нового материала

5. Закрепление нового материала: решение задач.

6. Практическая работа.

7. Подведение итогов.

8. Постановка домашнего задания.

Ход урока

1. Организационный момент (1 мин)

Учитель. Здравствуйте, ребята! Садитесь.

2. Повторение пройденного материала (6 мин)

Учитель. Давайте вспомним, какую тему мы изучили на прошлом уроке. (“Алгоритм. Свойства алгоритма. Исполнители алгоритмов”.)

Что же мы будем понимать под словом “алгоритм”? (Под алгоритмом будем понимать понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.)

В вашей формулировке о каком исполнителе идет речь? (Любой алгоритм строится в расчете на определенного исполнителя, способного правильно понимать и точно выполнять все предписания алгоритма. Исполнителем может быть человек, робот, компьютер.)

А какие команды умеет выполнять исполнитель? (Любой исполнитель имеет свою систему команд – СКИ).

А что такое программа? (Программа – это алгоритм, записанный на языке исполнителя.)

Проверим ваше домашнее задание. Обратите внимание на доску, вам предстоит ответить самостоятельно на вопросы теста, записать ответы в тетрадь.

(1. Как называется алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке?

а) программа; б) текст ; в) протокол алгоритма; г) набор команд

2. Как называется свойство алгоритма, заключающееся в том, что каждое действие и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения?

а) дискретность; б) детерминированность; в) результативность; г) конечность.

3. Как называется свойство алгоритма, заключающееся в том, что каждое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае?

а) дискретность; б) детерминированность; в) понятность; г) точность.

4. Как называется свойство алгоритма, заключающееся в том, что один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными?

а) дискретность; б) детерминированность; в) конечность; г) массовость.

5. Что такое графическое задание алгоритма (блок-схема)?

а) схематичное изображение в произвольной форме;

б) система обозначения правил для единообразной и точной записи алгоритмов их исполнения;

в) способ представления алгоритма с помощью геометрических фигур;

г) представление алгоритма в форме таблиц и расчетных формул.

Ответ: 1а; 2г; Зг; 4г; 5в.)

Ответ на тест демонстрируется на следующем слайде. Учащиеся меняются с соседом по парте тетрадями и выполняют взаимопроверку и оценку.

Я вижу, что вы хорошо усвоили пройденный материал, поэтому мы можем приступить к изучению новой темы.

3. Сообщение темы и постановка цели урока (2 мин)

Сегодня мы продолжим изучение раздела “Алгоритмизация. Основы программирования”. Тема нашего урока: “Понятие программирования. Алгоритмы работы с величинами”. Значит, мы будем работать над алгоритмами, и в качестве исполнителя мы будем рассматривать компьютер, оснащенный системой программирования на определенном языке. На уроке мы должны разобрать понятия “данные” и “величина”, СКИ компьютера. Узнаем, что такое программирование, как строятся вычислительные алгоритмы и как составлять программы на языке Паскаль

4. Изучение нового материала (15)

Учитель. Вам уже известно, что всякий алгоритм составляется для конкретного исполнителя. Теперь в качестве исполнителя мы будем рассматривать компьютер, оснащенный системой программирования на определенном языке.

Вы знаете, что компьютер работает с информацией. Информация, обрабатываемая программой, называется данными. Отдельный информационный объект, например число, символ, называется величиной. Данные – это множество величин.

Как вы помните, при составлении алгоритма данные делятся на исходные и результаты. Также в процессе вычислений можно использовать и промежуточные данные.

При работе с данными их нужно где-то хранить. Так как у нас исполнителем является компьютер, то данные, с которыми работает программа, должны находиться в памяти компьютера. Давайте вспомним структуру оперативной памяти компьютера.

Объяснение по интерактивной он-лайн демонстрации «Назначение и средства программирования» - http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/91545cb9-27bf-4b1a-882e-825c28eff4fa/9_74.swf

Как вы видите, память состоит из ячеек, каждая из которых имеет свой порядковый номер, или адрес. В этих ячейках мы и будем хранить данные. Занесение данных в память, а также извлечение их из памяти, производится строго по адресам.

Вывод: всякая величина занимает свое определенное место в памяти компьютера.

Величины, которые меняются в ходе выполнения программы, называются переменными, а те, которые не меняются – постоянными или константами.

У всякой величины имеются три основных свойства: имя, значение и тип.

Для удобства ячейкам памяти принято давать имя, или идентификатор. Идентификатор составляется из латинских букв и цифр, но первым символом должна быть обязательно буква. Например, X, Y, Sum, а также Max, A5, B1, Min и т.д.

Величина, хранящаяся в ячейке, называется значением ячейки или переменной.

Значение константы также хранится в выделенной под нее ячейке памяти.

Теперь рассмотрим типы величин.

Основные типы величин: числовой, символьный и логический. Числовой тип бывает целый и вещественный.

С типом величины связаны три ее свойства: множество допустимых значений, множество допустимых операций, форма внутреннего представления.

Понятие величины, типы величины; константы и переменные; идентификаторы объясняются на интерактивной он-лайн демонстрации - http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f38ea1b0-69c8-485b-aac2-e5bc1bced661/9_75.swf

Перейдем к системе команд исполнителя-компьютера, так как нам необходимо, чтобы алгоритм был понят и точно исполнен нашим исполнителем.

Алгоритм работы с величинами составляется из следующих команд:

• присваивание

• ввод

• вывод

• обращение к вспомогательному алгоритму

• цикл

• ветвление.

Действия над величинами, определяемые алгоритмом, основываются на следующей иерархии понятий: операция – выражение – команда – система команд. Работать с выражениями мы будем на следующих уроках.

На сегодняшнем уроке мы разберем команды присваивания, ввода и вывода.

Понятие команды присваивания объясняются на интерактивной он-лайн демонстрации - http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/dec21a7c-cec4-4b7a-96d7-d761c14a8582/9_76.swf

Команда присваивания – одна из основных команд в алгоритмах работы с величинами. Запись этой команды имеет следующий вид:

:= .

Знак “:=” надо читать как “присвоить”.

Эта команда выполняется справа налево. Это инструкция, которая обозначает последовательность действий:

1. вычислить выражение;

2. присвоить полученное значение переменной.

Это значит, в ячейку под именем переменной посылается значение выражения.

Рассмотрим примеры.

Пример 1. Выполнить команды присваивания:

X := 4

Y := 5*X

Решение. В ячейку Х отправляется число 4, в Y – число 5*4.

Пример 2. Выполнить команды присваивания. Объяснить смысл второй команды.

X := 2

Y := 3

X := X +2

Y := X+Y.

Решение. В этом примере используется только одна ячейка Х. Ход выполнения алгоритма:

1. в ячейку под именем Х отправляется число 2

2. в ячейку под именем Х отправляется число 3

3. из ячейки Х берется число 2, к нему прибавляется 2 и результат снова отправляется в ячейку под именем Х

4. из ячейки Х берется число 4, к нему прибавляется 3 и результат отправляется в ячейку под именем Y.

Значит, смысл команды X := X +2 заключается в том, что к значению переменной Х прибавляется 2 и результат присваивается этой же переменной Х. То есть, данная команда увеличивает значение переменной Х на 2.

Пример 3 (решает ученик c комментированием с места)

a:=2

b:=-3

c:=1

a:=a+b

b:=b-3

c:=a*b

Ответ: a=-1 b=-5 c=5

Понятие команд ввода-вывода объясняются на интерактивной он-лайн демонстрации http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/d1a6e9b7-5eda-4be9-bff2-3197b9f145e7/9_77.swf

Команда ввода. Запись:

ввод . Например, ввод А, В, С.

По команде ввода компьютер прерывает выполнение программы и ждет действий пользователя. Пользователь должен ввести значения переменных с клавиатуры. После ввода эти значения попадают в соответственные ячейки памяти компьютера.

Команда вывода. Запись: вывод . Например, вывод Х1, Х2.

Рассмотрим пример.

Пример 4. Ввести значения переменных А, В, С.

ввод А, В, С.

Компьютер ждет действий пользователя. Пользователь, например, вводит с клавиатуры через пробел: 1 3 5 После нажатия эти значения попадают в ячейки А, В, С.

D:=A+B+C

В ячейку D записывается результат сложения 1+3+5, т.е. 9.

Вывод D

На экран выводится значение ячейки D: 9

Пример 5 (решает ученик c комментированием с места)

Ввод a, b

X:=a+b

Y:=a-b

X:=x*y

Вывод X,y

Ответ: Для а=3, b=8, x=-55, y=-5

Следовательно, можно сделать вывод:

1. Переменные величины получают конкретные значения в результате выполнения команды присваивания или команды ввода.

2. Результаты решения задачи сообщаются компьютером пользователю путем выполнения команды вывода.

5. Закрепление нового материала: решение задач. (10 мин)

Учитель. Итак, мы разобрали три команды, теперь нужно научиться применять полученные знания при решении задач. №7 с 185 учебника.

1) A: =1 B: =2 A: =A+B B: =2xA Ответы: A B A: =1 1 - B: =2 1 2 A: =A+B 3 2 B: =2xA 2 6

2) A: =1 B: =2 C: =A A: =B B: =C A B C A: =1 1 - - B: =2 1 2 - C: =A 1 2 1 A: =B 2 2 1 B: =C 2 1 1

3) A: =1 B: =2 A: =A+B B: =A-B A: =A-B A B A: =1 1 - B: =2 1 2 A: =A+B 3 2 B: =A-B 3 2 A: =A-B 1 2

При решении задачи для наглядности будем использовать таблицу, в которую будем вносить полученные значения переменных. Такая таблица называется трассировочной таблицей, а процесс ее заполнения называется трассировкой алгоритма.

Для решения задачи нужно еще раз вспомнить, как работает команда присваивания: сначала выполняется выражение справа от знака “=”, затем полученное значение отправляется в ячейку под именем переменной, записанной слева от знака “=”.

Пункты а и б разберем вместе, пункт в  решите самостоятельно, а затем вместе выполним проверку. Решение в виде трассировочной таблицы оформите в тетради и запишите ответ.

(Решение каждого пункта задачи проверяется всем классом с использованием слайдов презентации) 

Рассмотрев последовательное выполнение команд присваивания, какой вывод можно сделать?

После обсуждений делается вывод:

В результате выполнения команды присваивания в ячейку памяти помещается новое значение. Старое содержимое пропадает.

1. Практическая работа (7 мин)

Учитель. А теперь решим еще одну задачу, алгоритм решения которой вы оформите на компьютере в программе «Конструктор алгоритмов».

Задача

Разработать схему алгоритма для вычисления выражения:

S= (2x+y)(x-y)

Протестировать алгоритм для следующих исходных данных:

1) x=2, y=1 2) x=3, y=0 3) x=0, y=-2

6. Подведение итогов (4 мин)

Учитель. С задачами вы справились, теперь можно подвести итоги. Давайте проверим, как вы поняли новый материал. Для этого ответьте мне, пожалуйста, на следующие вопросы:

1. Где хранит данные исполнитель-компьютер для решения задач?

2. Какие команды умеет выполнять исполнитель-компьютер?

3. Каким образом переменные величины получают конкретные значения?

4. Какой командой сообщаются пользователю результаты решения задачи?

5. Как называется таблица, с помощью которой проверяется ход выполнения алгоритма?

После обсуждений ответов на вопросы, учителем выставляются оценки.

7. Постановка домашнего задания (1 мин)

1. Прочитать § 32- §34, стр. 178-189 и ответить на вопросы.

2. Решить задачи 6,7 стр. 190.

Резерв:

№1. Указать значение величины S после выполнения следующих команд присваивания:

1. S:=5
S:=57;

1. S:=6
   S:=-5.2*S
   S:=0;

2. S:=-7.5
   S:=2*3;

3. S:=45
   K:=-25
   S:=S+K.