Урок Тема: Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма

Вид материала

Урок

Содержание Левый берег Исполнитель Водолей Что надо знать об исполнителе. 1) В какой среде работает исполнитель и какую работу он может выполнить. Как выполняются Как отдаются Когда НЕ МОГУ Как отдаются Тема: Что надо знать, чтобы написать алгоритм З. Что надо знать, чтобы написать алгоритм. Тема: Работа с исполнителем Автомат. Тема: Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма. Нппк ь"ягй/гтя Угринович Н.Д. Угринович Н.Д. Угринович Н.Д. Тематическо планирование профильного курса «Информатика и ИКТ» на базовом уровне — 70 часов Информация и информационные процессы

Подобный материал:

• Д. С. Осипенко Понятие алгоритма. Примеры алгоритмов. Свойства алгоритмов. Способы, 96.46kb.
• Задача обучения алгоритмизации заключается в том, чтобы научить составлять записи алгоритмов,, 78.61kb.
• Теоретические вопросы, 25.48kb.
• План урока Организационный момент(1 мин) Проверка материала прошлого урока(10 мин.), 53.54kb.
• Понятие алгоритма и вычислимой функции. Частично рекурсивные функции. Тезис Черча., 17.86kb.
• Об одном методе уточнения оценки сложности алгоритма (на примере алгоритма умножения, 32.27kb.
• Применение модифицированного волнового алгоритма для сжатия потокового видеосигнала, 33.24kb.
• Удк 004. 056. 53 Некоторые особенности реализации алгоритма защиты программного обеспечения, 54.51kb.
• Тема урока: Понятие алгоритма, 83.27kb.
• План урока Организационный момент (2 минуты). Актуализация знаний (5 минут). Изучение, 36.57kb.

Урок

Тема: Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма.


Цель: Познакомить учащихся с основными чертами алгоритма способами их записи. Дать представление об исполнителе, системе команд исполнителя.


План

1. Составление плана решения задач:

а) вычисление значения выражения

б) задача о перевозке волка, козы, капусты.

2. Введение понятия алгоритма.
   
3. Общее представление об исполнителе
   
4. Система команд исполнителя.
   
5. Аппаратные исполнители
   

1. Составление плана решения задачи.

а) Вычислить значение выражения: ( 3 * 5 + 7 )(4*5-18)

1. 3*5=15
   
2. 15+7=22
   
3. 4*5=20
   
4. 20 - 18=2
   
5. 22*2=44
   

б) Решение старинной русской задачи о перевозке волка, козы и капусты (текст задачи можно взять из книги Алгоритмика стр.9 или из тетради серии Роботландия, справка в программе Перевозчик).

Сначала на доске нужно записать план, который предлагают учащиеся, а он выглядит так перевезти козу, перевезти волка, перевезти козу обратно, перевезти капусту, перевезти козу. Необходимо проверить этот план на компьютере, используя программу Перевозчик или смоделировать ее на доске. Тогда учащиеся увидят, что по такому плану задачу не решить и предложат новый. На доске можно изобразить решение задачи так:

	Левый берег	Река команда	Правый берег
	Дано: волк, коза, капуста
			Надо: волк, коза, капуста
1	волк, капуста	— > коза
2	волк, капуста	< —	коза
3	капуста	— > волк	коза
4	капуста	< — коза	волк
5	коза	— >капуста	волк
6	коза	< —	волк, капуста
7		— > коза	волк, капуста
			волк, коза, капуста

2. Ввести понятие алгоритма.

По тетради 2, $ 10 разобрать с учащимися рассказ про котенка Ваську Можно разобрать и другие примеры составления плана (кулинарный рецепт, план сочинения, инструкция по сборке модели и т.д.) и на их основе дать учащимся одно из определений алгоритма и записать его в тетрадь. Алгоритм - план решения задачи.

Алгоритм - последовательность действий для решения задачи. Любой алгоритм предназначен для определенного исполнителя.

3. Общие представления об исполнителе,

К обсуждению понятия исполнителя школьники уже подготовлены. Они поработали со многими исполнителями: Перевозчик, Курсор, Мудрый крот, правда не зная ещё, что программы-роботы называются исполнителями.

Прочитать с учащимися в $1 третьей тетради примеры исполнителей. Учащиеся могут привести свои примеры исполнителей (телевизор, дрессированная собачка в цирке, автомобиль и т,д.) и на их основе сделать вывод, что исполнителем может быть и человек, и животное, и любое механическое устройство, в том числе и компьютер.

Обсуждение примеров завершается определением исполнителя. Исполнителем называется человек, коллектив, животное или механическое устройство, которые понимают и умеют точно исполнять задаваемые им команды.

4. Система команд исполнителя.

На основе всех рассмотренных примеров обращаем внимание учащихся на то, что исполнитель умеет выполнять строго определенный набор команд. Набор понятных исполнителю команд называется системой команд исполнителя, или сокращенно СКИ

СКИ Вычислителя: сложение, вычитание, умножение, деление

СКИ Перевозчика: перевезти козу, перевезти волка, перевезти капусту переправиться.


Исполнитель Водолей

Водолей занят переливанием воды. У него имеются две ёмкости: А - 5 литров и В - 3 литра. Надо отмерить 1 литр.

СКИ

налить А, налить В, вылить А, вылить В, перелить из А в В, перепить из В в А

Решение задачи предлагается учащимся и каждый шаг разбирается со всем классом.

1 вариант 2 вариант

Команда	Исполнение		Команда	Исполнение
	А-5	В-3		А-5	В-3
1. Налить В	0	3	1 Налить А	5	0
2. Перелить из В в А	3	0	2 Перелить из А в В	2	3
3. Налить В	3	3	3. Вылить В	2	0
4. Перелить из В в А	5	1	4. Перелить из А в В	0	2
			5 Налить А	5	2
			6. Перелить из А в В	4	3
			7. Вылить В	4	0
			8. Перелить из А в В	1	3

Разобрать с учащимися один из вариантов в зависимости с какого шага они начнут. Второй вариант на дом указав им первый шаг.

Задание на дом: второй вариант решения задачи


Урок

Тема: Что надо знать об исполнителе.

Цель: Показать учащимся основные свойства исполнителей.

План

1. Обсуждение домашнего задания
   

Разобрать второй вариант решения задачи про Водолея и обратить внимание на вариант который короче.

2. Что надо знать про нового исполнителя чтобы начать с ним работать.

Когда мы хотим познакомится с новым исполнителем мы должны выяснить:

1) В какой среде работает исполнитель и какую работу он может выполнить.

Среда исполнителя Курсор - карта, Водолея - вода и два пустых сосуда

Знать названия команд мало. Кроме названия надо знать еще, как каждую из этих команд можно передать исполнителю и как исполнитель выполняет эту команду. В алгоритмах удобные обозначения играют важную роль. Одну и ту же команду можно выразить по разному. Например в задаче про волка, козу и капусту команды можно записать:

перевезти козу через реку, перевезти козу

Любой из этих способов годится, если исполнитель человек. Но записывать команды длинными фразами неудобно Лучше придумать более короткие обозначения.

Пример исполнитель Вычислитель. Команду нахождения суммы двух чисел можно записать:

найди сумму чисел 5 и 9

сложи числа 5 и 9

5 + 9

Ну а если вы работаете на компьютере, то удобнее использовать более короткие команды т.к. программа может понять только то, что заранее предусмотрено. Вспомним как вы работали с программой Компьютер. Введя ответы с грамматическими ошибками компьютер их не понимал. Например для Перевозчика мы давали команды с помощью клавиш пробел и стрелок вправо, влево

И так знакомясь с исполнителем необходимо так же выяснить

2) Какая система команд у исполнителя,

• Какие команды входят в СКИ?
  
• Как команды передаются?
  
• Как команды выполняются?
  
• Когда выполнение команды приводит к ситуации НЕ МОГУ.
  Учащиеся записывают в тетрадь схему знакомств в ввиде таблицы
  

ИСПОЛНИТЕЛЬ
СРЕДА	СКИ
	Команды
	Как отдаются
	Как выполняются
	Когда не могу

3. Анализ исполнителя Мудрый крот.
   

Среда; Крот работает в лабиринте. Кроме Крота в лабиринте находятся мешки с песком. Точками отмечен склад.

СКИ:

Команды: вверх, вниз, влево, вправо

Как отдаются: нажатием на клавиши стрелки.

Как выполняются: Крот перемещается в соответствующем направлении на один шаг или толкает мешок с зерном,

Когда НЕ МОГУ: если у края, в стенку, и если толкает несколько мешков

4, Практическая работа исполнителем Конюх

Среда - шахматная доска 3x3. Конь ходит буквой Т"

СКИ:

Команды указание начального поля (а1) - указание конечного поля (с2)

Как отдаются: а1 - с2

Как выполняются: конь перемещается в указанное поле

Когда не могу если на поле стоит фигура, если ход не буквой «Г»

На дом; Составить алгоритм получения кипятка


Урок

Тема: Что надо знать, чтобы написать алгоритм,


Цель: Познакомить учащихся с основными свойствами алгоритмов и правилами написания алгоритма.


План.

Обсуждение домашнего задания

Основные свойства алгоритмов.

Что надо знать, чтобы написать алгоритм?

Работа с исполнителем.


Литература: Алгоритмика Глава 1, п.4 стр. 15-16

Роботландия тетрадь 3 $ 9 ПО Роботландия - Исполнители - Автомат.


1.Обсуждение домашнего задания.

Прослушать алгоритмы составленные учащимися дома. По книге "Энциклопедия профессора Фортрана" (стр. 86-87 ) проверить правильность алгоритма. Обратить внимание учащихся на соблюдение правил техники безопасности при использовании газовой плиты.

Кто является исполнителем данного алгоритма ?


2. Основные свойства алгоритмов.

Вспомнить с учащимися определение алгоритма. На примере алгоритма для получения кипятка рассмотреть основные свойства.

1. Алгоритм состоит из отдельных команд.
   
2. Алгоритм пишется на языке исполнителя.
   
3. Команды должны быть точными, не должны допускать двусмысленности.
   
4. Алгоритм должен привести к результату.
   

Если мы хотим облегчить себе написание алгоритма и удостоверится, что он работает нам нужно исполнять его самим или использовать для этого компьютер.


З. Что надо знать, чтобы написать алгоритм.


Изучение темы начать с повторения задачи о Водолее Итак чтобы написать алгоритм надо знать

1. Начальные условия - Дано А-0 В-0

2. Конечный результат - Надо 1 литр

4. Работа с исполнителем Автомат Учащиеся читают по книге III 8 9 и отвечают на вопросы 1, Знакомство с исполнителем

1. Среда: экран, четырехзначные числа, пульт управления с двумя кнопками
   
2. С К И:
   

- команды – прибавить 1, умножить на 2

- как отдаются: нажать соответствующую кнопку на пульте (с помощью клавиш стрелка вверх или вниз и Ентер)

- как выполняются - к числу прибавляется один, число умножается на два.

- когда не могу: если получается число большее 9999

2. Решение задач

Задача 1 Получить число 5 Задача 2 получить число 17

Дано; 0 Дано: О

Надо: 5 Надо: 17

Алгоритм Исполнение Алгоритм Исполнение

1. Прибавить 1 1 1. Прибавить 1 1

2. Прибавить 1 2 2 Умножить на 2 2

3. Умножить на 2 4 3. Умножить на 2 4
4. Прибавить 1 5 4. Умножить на 2 8

5. Умножить на 2 16

6. Прибавить 1 17

С учащимися разобрать какое действие должно быть первым в любом алгоритме и какое действие вторым.


На дом; Исполнитель Автомат. Получить число 25


Урок

Тема: Работа с исполнителем Автомат.


Цель: формирование навыков решения задач на составление оптимальных алгоритмов.


План.

1. Разбор домашней работы и оставление алгоритмов для решения задач
   

Решение задач

Разбор домашней задачи начать с алгоритмов учащихся. Рассмотреть все полученные алгоритмы и выбрать самый короткий. Записать его в тетради и проверит на компьютере.

Следующую зада чу получения числа сто учащиеся решают сначала на компьютере. Перед школьниками ставится задача получения заданного числа за минимальное количество шагов.

На доске фиксируются результаты работы на разных компьютерах, уточняя, что план решения желательно сделать короче. Учащиеся нашедшие наиболее короткие решения показывают их на компьютере с проекцией на экран.


Задача домашняя: получить число 25 Задача 2 получить число 100

Дано; 0 Дано: 0

Надо: 25 Надо: 17

Алгоритм Исполнение Алгоритм Исполнение

1. Прибавить 1 1 1. Прибавить 1 1

2. Прибавить 1 2 2 Умножить на 2 2

3. Умножить на 2 4 3. Умножить на 2 4
4. Прибавить 1 5 4. Умножить на 2 8

5. Умножить на 2 16

6. Прибавить 1 17


Затем с учащимися разбирается алгоритм оптимального получения заданного числа. Он подробно описан книге для чтения № 3 ПМК “Роботландия” Он состоит в рассуждении по следующей схеме.

Пока не будет получен 0, повторять следующие рассуждения и действия.

Сначала необходимо ответить на вопрос: “Если на экране число 100, то с помощью какой операции (умножения на 2 или сложения с 1) это число было получено?” Если возможны обе операции (число четное), то предпочтение должно отдаваться умножению, так как оно соответствует более быстрому получению заданного числа. Если число нечетное, то оно могло быть получено только операцией сложения с 1.

Далее вычисляется число, предшествующее числу Х: либо с помощью операции вычитания 1, либо с помощью операции деления на 2.

Когда достигли числа 0, полученные шаги нумеруются с конца. С одной стороны, получено требуемое количество шагов для получения заданного числа. С другой стороны, составлен оптимальный алгоритм получения этого числа.

Для самостоятельной работы предлагается по данной схеме получить оптимальный алгоритм для числа 99.


Задача 2. Нарисовать полследовательно и закрасить окружность, квадрат, треугольник.

1. ок
   
2. за
   
3. оч
   
4. кв
   
5. за
   
6. оч
   7.тр
   

8. за
   
9. оч
   

Разобрать первую задачу с классом, а вторую самостоятельно. Задание на дом: Составить схему знакомства с исполнителем Курсор

Урок 5.

Тема: Самостоятельная работа по знакомству с исполнителем Кузнечик.

Цель: Проверить навыки по изучению нового исполнителя и составлению алгоритмов для решения задач.

План.

1. Разбор домашнего задания.
   
2. Заполнить схему знакомства с исполнителем Кузнечик.
   
3. Составить алгоритм рещения задачи для Кузнечика.
   

Литература: Апгоритмика. Глава 1, п 5, стр. 17-18.

1. Разбор домашней работы

Разобрать с учащимися домашню работу, обратив внимание на основные ошибки. 2. Самостоятельная работа по знакомству с новым исполнителем Кузнечик по книге

"Алгоритмика" $ 5.

Среда - числовая ось.

СКИ: команды - вперед 3, назад 2

как отдаются - команды записываются - вперед 3, назад 2

как выполняются - прыгает на 3 единицы вперед и на 2 единицы назад

когда не могу - вперед не на 3, назад не на 2

3. Составить алгоритм решения задач.

Задача 1.Переведите Кузнечика из Задача 2. Переведите Кузнечика из

точки 0 в точку 7. точки 0 в точку 2.

Дано. О Дано: О

Надо: 7 Надо; 2

Алгоритм, Алгоритм:

1. Вперед 3 1. Вперед 3

2. Вперед 3 2. Вперед 3
   
3. Вперед 3 3, Назад 2
   

4. Назад 2 4. Назад 2
Исполнение. Исполнение:

-а—о—с—а—а—п—а—а—а---п—о- -а—о—а—п—и—а—а—п—п—о-

0 12 3 4 56789 10 0 12 34 5678 9

Урок 6

Тема: Работа с исполнителем Переливашка,

Цель; Отработка навыков работы с новыми исполнителями.

План.

1. Разбор самостоятельной работы.
   
2. Знакомство с исполнителем Переливашка.
   
3. Составление алгоритмов для решения задач.
   

I

Литература: Роботландия тетрадь 2_: $ 9
ПО Роботландия - Алгоритмические этюды - Переливашка.

1. Разбор самостоятельной работы.

Разобрать основные ошибки показать все ответы в учебнике,

2. Знакомство с исполнителем переливашка.

Запустить программу Переливашка на компьютер. Тетрадь II $ 9 Среда - три сосуда, больший с водой СКИ: команды - перелить как отдаются - А-Б, А-В, Б А Б-В, В-А, В-Б как выполняются - вода переливается из сосуда с сосуд

когда не могу - перелить в полный или из пустого. |

Сравнить с учащимися с исполнителем Водолей. I

3. Составление алгоритмов для решения задачи.

Задача 1. В одно ведро вмещается 8 литров,во второе 5 литров, в третье 3 литра. Надо напоить двух лошадей, дав каждой по 4 литра воды. Дано: А-8 л, Б-5 л, В-3 л Надо: А- 4 л,Б-4 л.

Учащиеся пробуют решать самостоятельно на компьютере. Если у кого получится то разобрать со всем классом и дать учащимся приемы составления алгоритма на задачи такого типа. Учащиеся проверяют алгоритм на компьютере и записывают в тетрадь только алгоритм. Решение: один из вариантов

Урок 1

Тема: Понятие алгоритма. Исполнитель алгоритма.

Цель: Познакомить учащихся с основными чертами алгоритма способами их записи.

Дать представление об исполнителе, системе команд исполнителя.

План 1. Составление плана решения задач:

а) вычисление значения выражения

б) задача о перевозке волка.козы, капусты.
2 Введение понятия алгоритма.

3. Сч ыее представление об исполнителе
   
4. Сие. ш команд исполнителя.
   

"\

Литература Роботландия тетрадь 3, $ 1

Алгоритмика Гл,1 п.1 стр. 9 ПО Роботландия - Алгоритмические этюды Перевозчик

1. Составление плана решения задачи.

а) Вычислить значение выражения: ( 3 * 5 + 7 )( 4*5-18)

1. 3*5=15
   
2. 15+7=22
   
3. 4*520
   
4. 20 - 18=2
   
5. 22*2=44
   

б) Решение старинной русской задачи о перевозке волка, козы и капусты ( текст
задачи можно взять из книги Алгоритмика стр.9 или из тетради 2, ;1 серии
Роботландия),

Сначала на доске нуието записать план, который предлагают учащиеся, а он выглядит так

перевезти козу,

перевезти волка,

перевезти козу обратно,

перевезти капусту,

перекати козу.

Необходимо проверить этот план на компьютере, используя прогрг?л*,лу Перевозчик
или смоделировать ее на доске Тогда учащиеся увидят, что по такому плану задачу
не решить и предложат новый На доске можно изобразить решение задачи так:
Левый берег Река Правый берег

волк, коза, капуста

1.	волк, капуста	— > коза
2	н л пи и япиг тя		1ГПЯЯ
А. ,	С?ч«/ |1\, ТЧС71 *|г V 1 С1		1\1АЭ<Я
3	капуста	- — >ВОЛК	коза
4	капуста	< — коза	волк
5	коза	— > капуста	волк
Й	Ы1ЧЯ		НППК Ь"ЯГЙ/ГТЯ
V . 7,		- — > коза	волк, капуста
			волк, коза, капуста

Урок 7 Тема: Работа с исполнителем Переливашка

Цель: Закрепить навыки исполнения алгоритмов.

: План

1. Разбор домашней работы.
   
2. Работа и исполнителем Переливашка по решению задач.
   
3. Самостоятельная работа по исполнению алгоритма.
   

Литература: Роботландия, книга II, $9

ПО Роботландия - Алгоритмические этюды - Переливашка

1. Разбор домашней работы.

Разобрать домашнюю работу и указать на основные ошибки.

А-8 Б-5 В-3

дано надо

8 4

0 4

0 0

Алгоритм Исполнение

1.	А-В	5	0	3
2.	В-Б	5	3	0
3.	А-В	о	3	3
4.	В-Б	2	5	1
5.	Б-А	7	0	1
6.	В-Б	7	1	0
7.	А-В	4	1	3
8.	В-Б	4	4	0

2. Решение задач для исполнителя Переливашка.

Предлагаем учащимся вторую задачу для Переливашки. Изменим условия.

Дано; А-10 л, Б-7 л, В-4 л

Надо: А- 5 л,Б-5 л.

Учащиеся сначала самостоятельно пытаются решить эту задачу и затем разбираем

её со всем классом. Решение проверяем на компьютере.

Решение:

50

2. Преподавание курсов «Информатика и ИКТ» в старшей школе