Урок по информатике в 8 классе по теме «Алгоритмы. Их свойства и способы описания»

Вид материала

Содержание

Исполнитель алгоритмов.
Кто может являться исполнителем алгоритмов?
Блок-схема алгоритма –
В тетради запишем основные элементы блок-схемы
Подобная ситуация постоянно встречается в повседневной жизни.
Готовь сани летом, а телегу зимой.
Куй железо, пока горячо.

Подобный материал:

МОУ Евлановская основная общеобразовательная школа

Открытый урок по информатике

в 8 классе по теме

«Алгоритмы. Их свойства и способы описания»

Учитель: Мартынова У.Н.

МО учителей информатики

2010 г.

Задачи:

Ознакомить со способами описания алгоритмов и основными типами алгоритмов.
Научить записывать основные типы алгоритмов в виде блок-схемы.
Развивать логическое мышление, умение оценивать логическую правильность рассуждений.
Воспитывать информационную культуру и коммуникабельность.

Учащиеся должны знать:

Назначение алгоритма и его определение
Формы представления алгоритма
Освоить основные алгоритмические конструкции
Представлять алгоритм в виде блок-схемы

Учащиеся должны уметь:

Приводить примеры алгоритмов;
Уметь применять их для построения блок-схем
Уметь составлять и записывать алгоритм одним из способов.

Оборудование: компьютер, презентация, вспомогательные конспекты.

Ход урока

Орг. начало

Приветствие.

Повторительно-обобщающая работа

а) интеллектуальная разминка

1.Какая система счисления используется в ЭВМ: бинарная или двоичная? (Эти слова — синонимы.)

2. Если бы осьминоги умели считать, то какой бы системой они скорее всего пользовались? (Восьмеричной.)

3. На какой плате компьютера размещен процессор: на системной или материнской? (И на той, и на другой одновременно, ведь это разные названия одной платы.)

4. Сколько байт информации необходимо человеку, который понимает все с полуслова? (Один байт, ведь слово — это два байта.)

5. 1 байт = …битов- 8

1 Кб=…байтов - 2¹⁰

1 Мб=…Кб - 2¹⁰

6. Какое отношение к истории вычислительной техники имеет Леонардо да Винчи? (Он создал эскиз тринадцатиразрядного суммирующего устройства с десятизубными колёсами)

7. Какая запись может существовать в 2-ой, 8-ой СС? (слайд 2)

147, 122, 1001, 851

8. В каком редакторе выполнены следующие файлы:

Kukla.jpg

Витраж.zip

Volvo.txt

Kukla.mp3

Volvo.exe

Lida.xls

9. Минимальная единица измерения информация. (Бит)

10. Файл, предназначенный для чтения человеком, называется …(Текстовым)

11. Сколько символов можно использовать в расширении файла? (Три)

12. Файл, который человек не может прочитать, называется… (Двоичным)

13. Устройство ЭВМ для вывода звуковой информации (Колонки)

14. Какую систему счисления мы используем в жизни? (Десятичную)

15. Каким знаком разделяется имя файла и расширение? (Точкой)

3. Объяснение нового материала

а) сообщение темы и цели

И начать сегодняшний наш с вами урок я хочу со слов из знаменитого произведения Льюиса Кэррола "Алиса в стране чудес":

"Алиса спрашивает у кролика:
Куда мне надо идти?
Мудрый кролик ей отвечает:
Все зависит от того, куда Вам надо прийти"

Эти слова имеют глубокий смысл. Зачастую мы не находим решения задачи или какой-нибудь проблемы из-за того, что не можем выстроить правильно последовательность своих действий. Умный человек знает: чтобы не попасть впросак и добиться желаемой цели, нужно заранее продумывать и планировать свои действия. А как это сделать?

(Ученики: Нужно составить план.)

Сегодня поговорим о разнообразных событиях - привычных и сложных, но имеющих нечто общее.Тема урока: «Алгоритмы. Их свойства и способы описания». (слайд 3)

Один из важнейших этапов решения задач на ЭВМ – составление алгоритма. О том, что такое алгоритмы, какими общими свойствами они обладают и как исполняются, мы и поговорим на этом уроке.

б) историческая справка (слайд 4)

В 1983 году отмечалось 1200-летие со дня рождения одного из величайших ученых Средней Азии и средневекового Востока Мухамада ибн Мусы аль-Хорезми. Он написал ряд трактатов по арифметике и алгебре, в том числе книгу "Арифметика индусскими цифрами" – о счете с помощью десяти цифр и правилах арифметических действий с числами.

Имя ученого аль-Хорезми превратилось в понятие algorithmi, первоначально обозначавшее десятичную систему исчисления и правила арифметических действий в этой системе. Отсюда и возник современный научный термин "алгоритм".

в) примеры алгоритмов

Каждый из нас ежедневно использует различные алгоритмы: инструкции, правила, рецепты и т.п. Обычно мы это делаем не задумываясь. Например, открывая дверь ключом, никто не размышляет над тем, в какой последовательности выполнять действия. Однако чтобы научить кого-нибудь открывать дверь, придется четко указать и сами действия, и порядок их выполнения. То же потребуется и при указании маршрута поездки.

Сравним эти алгоритмы. На первый взгляд, между ними нет ничего общего. Одно дело – открывать дверь, другое – ехать в гости. Но если приглядеться внимательно, можно заметить существенное сходство между ними. Прежде всего, это строгий порядок выполнения действий.

Давайте составим алгоритм открывания двери.

Алгоритм открывания двери: (слайд 5)

Достать ключ.
Вставить ключ в замочную скважину
Повернуть ключ дважды против часовой стрелки.
Вынуть ключ.

Умение выделять алгоритмическую суть явления и строить алгоритмы очень важно для человека любой профессии.

Алгоритмическое мышление – искусство размышлять, умение планировать свои действия, способность предусматривать различные обстоятельства и поступать соответственно с ними.

Понятие алгоритма ценно не только практическим использованием, оно имеет важное общеобразовательное и мировоззренческое значение. Навыки алгоритмического мышления способствуют формированию особого стиля культуры человека, составляющими которого являются:

целеустремленность и сосредоточенность;
объективность и точность;
логичность и последовательность в планировании и выполнении своих действий;
умение четко и лаконично выражать свои мысли;
правильно ставить задачу и находить окончательные пути ее решения;
быстро ориентироваться в стремительном потоке информации;

Как сформулировать понятие алгоритма?

Определение алгоритма.

Алгоритм – система точных и понятных предписаний (команд, инструкций, директив) о содержании и последовательности выполнения конечного числа действий, необходимых для решения любой задачи данного типа. Как всякий объект, алгоритм имеет название (имя). Также алгоритм имеет начало и конец.

Понятие алгоритма в информатике является фундаментальным, т. е. таким, которое не определяется через другие, более простые понятия.

Исполнитель алгоритмов.

Задача составления алгоритма не имеет смысла, если не известны или не учитываются возможности его исполнителя, ведь выполнимость алгоритма зависит от того, какие действия может совершить исполнитель (СКИ – система команд исполнителя).

Например, прочесть алгоритм решения уравнения сможет и первоклассник, а выполнить его, конечно же, нет.

С другой стороны, малыш трех лет не сможет прочесть правила (алгоритм) поведения за столом во время еды, но выполнить их сможет, если ему о них рассказать и показать, что они обозначают.

Команда алгоритма правильна, если исполнитель ее понял и умеет выполнить.

Кто может являться исполнителем алгоритмов?

В качестве исполнителя алгоритмов можно рассматривать человека, любые технические устройства, среди которых особое место занимает компьютер. Компьютер может выполнять только точно определенные операции, в отличии от человека, получившего команду: «Купи чего-нибудь вкусненького» и имеющего возможность сориентироваться в ситуации.

-Назовите исполнителей следующих видов работ:

уборка мусора во дворе;
перевозка пассажиров;
выдача заработной платы;
приём экзаменов;
сдача экзаменов;
обучение детей в школе.

Алгоритм обладает следующими свойствами. (слайд 6)

Дискретность (от лат. discretus – разделенный, прерывистый) указывает, что любой алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке. Образованная структура алгоритма оказывается дискретной: только выполнив одну команду, исполнитель сможет приступить к выполнению следующей.
Детерминированность (от лат. determinate – определенность, точность) указывает, что любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае. При этом каждая команда алгоритма входит в состав системы команд исполнителя.
Конечность определяет, что каждое действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения.
Результативность требует, чтобы в алгоритме не было ошибок, т.е. при точном исполнении всех команд процесс решения задачи должен прекратиться за конечное число шагов и при этом должен быть получен определенный постановкой задачи результат (ответ).
Массовость. Это свойство показывает, что один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными, т.е. применять при решении всего класса задач данного типа, отвечающих общей постановке задачи. Пример: алгоритмы «Решение квадратного уравнения», «Приготовить бутерброд».

Алгоритмом также называется информационный процесс, обладающий следующими свойствами:

Наличие исполнителя преобразований (с его системой команд).

Разбиение всего процесса преобразования на отдельные команды (понятные исполнителю).

Определено начальное состояние объекта (над которым производится преобразование) и его требуемое конечное состояние (цель преобразования).

Тип алгоритма определяется характером решаемой (в соответствии с его командами) задачи. (слайд 7)

Способы описания алгоритмов.

на естественном языке;
на специальном (формальном) языке;
с помощью формул, рисунков, таблиц;
с помощью стандартных графических объектов (геометрических фигур) – блок-схемы.

Что такое программа? (Алгоритм, записанный на одном из языков программирования).

Программирование можно сравнить с огромной страной, полной чудес, сюрпризов, замечательных находок и даже… опасностей! В историю программирования вошла ошибка программиста, создавшего программу для американского межпланетного зонда и «набившего» вместо запятой точку. Запятая потеряла хвостик, а межпланетный зонд «промахнулся» мимо Венеры на несколько миллионов километров. Представляете, если нечто подобное произойдет в программе, управляющей, например, полетом боевой ракеты?

Блок-схема алгоритма – наглядное графическое изображение структуры алгоритма.

Она строится из блоков, соединенных стрелками. Стрелки изображают последовательность вычислений.

Текстовый процессор Word из офисного пакета Microsoft Office позволяет создавать блок-схемы для графического описания алгоритмов.

В тетради запишем основные элементы блок-схемы: (слайд 8)

- Начало, конец

- ввод, вывод данных

- операция, действие

- ветвление по условию

Типовые конструкции алгоритмов: (слайд 9)

Линейная.
Циклическая.
Разветвляющаяся.
Вспомогательная.

Линейный (последовательный) алгоритм – описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке. (слайд 10-11)

Циклический – описание действий или группы действий, которые должны повторяться указанное число раз или пока не выполнено заданное условие. Совокупность повторяющихся действий – тело цикла. Например «Покрасить забор» (слайд 12)

1.Покрасить доску.

2.Если есть еще доска, переместиться к следующей; перейти к действию 1.

3.Если доски закончились, завершить работу.

Почисти картошку (слайд 13)

Возьми картошку из ведра

Почисти картошку

Положи картошку в кастрюлю

да нет

Помой картошку

Разветвляющийся – алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий. Условие – выражение, находящееся между словом «если» и словом «то» и принимающее значение «истина» (ветвь «да») или «ложь» (ветвь «нет»). Возможна полная и неполная форма ветвления.

Подобная ситуация постоянно встречается в повседневной жизни.

Если пошел дождь, то надо открыть зонт.

Если болит горло, то прогулку следует отменить . (слайд 14)

Составим блок схему сказочного алгоритма: “Поехал Иван – Царевич на сером волке за Жар – Птицей. Ехал он, ехал, глядь – перед ним лежит огромный камень. На камне надпись: “Направо пойдешь – коня потеряешь, налево пойдешь – голову сложишь…”

Ответ: Рисунок (слайд 15)

Вспомогательный – алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя. Вспомогательному алгоритму должно быть присвоено имя.

Обобщение:

Какие виды алгоритмов вы узнали? (слайд 16)

4. Закрепление нового материала.

а) Физкультпауза

Физкультминутка. Гимнастика для глаз.

Упражнение 1. Закрыть глаза, сильно напрягая глазные мыщцы, на счет 1-4, затем раскрыть глаза, расслабить мышцы глаз, посмотреть вдаль через окно на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.

Упражнение 2. Не поворачивая головы (голова прямо), делать медленно круговые движения глазами вверх-вправо-вниз-влево и в обратную сторону: вверх-влево-вниз-вправо. Затем посмотреть вдаль на счет 1-6.

б) Алгоритм не алгоритм. (дополнительно)

У вас на столе и на презентации лежат инструкции, но не все из них являются алгоритмами. Давайте попытаемся определить какие из них алгоритмы. Для этого вспомним свойства алгоритмов.

Содержание файла Инструкции.

1. Инструкция по лепке дракона.

Изучить образ дракона по имеющейся картинке.
Вылепить голову.
Вылепить туловище.
Вылепить хвост.
Вылепить четыре ноги.
Сравнивая с картинкой, уточнить детали каждой вылепленной части дракона.

2. Инструкция по варке манной каши

Молоко вскипятить добавить соль, сахар, засыпать тонкой струйкой, непрерывно помешивая манную крупу, довести до кипения, прокипятить минут 5-7, добавить масло и дать остыть.

3. Инструкция приготовления коржиков

Разогреть духовку до 220 градусов.
Просеять 225 гр муки в миску и размешать с 40 гр масла.
Добавить в муку 1/2 стакана сахара, взять нож и рубить им тесто, добавляя 150 мл молока небольшими порциями.
Замесить тесто.
С помощью круглой формы вырезать несколько булочек и положить их на противень, смазанный маслом.
После того, как вы вырезали столько булочек, сколько возможно, раскатайте тесто еще раз.
Выпекать в духовке 12-15 минут.

4. Инструкция нахождения большего из двух данных чисел.

1. Из числа А вычесть число В.

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

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

5. Инструкция приготовления бутерброда.

Отрезать ломтик хлеба
Намазать его маслом
Отрезать кусок колбасы или сыра.
Наложить отрезанный кусок на ломоть хлеба

6. Инструкция покраски забора.

Покрасить первую доску.
Переместиться к следующей доске.
Перейти к действию 1.

Верный ответ: алгоритмами можно считать инструкции № 1 и № 5.

в) «Угадай пословицу» (слайд 17-24)

На презентации в виде блок схемы представлены пословицы. Нужно угадать её.

Готовь сани летом, а телегу зимой.