Предмет: информатика

Класс: 9

Раздел: I. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Тема: «Алгоритм и его свойства»

Цель урока: формирование понятий и овладение знаниями по теме «Алгоритм и его свойства», представ­ления о свойствах и основных типах построения алгоритма; продолжить фор­мирование умений выделять главное, существенное в изучаемом материале, ло­гически излагать свои мысли, составлять план параграфа, использовать навыки самостоятельной работы. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к информатике.

образовательная: обеспечить закрепление и систематизацию знаний учащихся по данной теме, продолжить работу по формированию научного мировоззрения.

развивающая: развитие самостоятельности, логического мышления и сообразительности, творческое отношение к процессу обучения, умения анализировать и применять полученные теоретические знания на практике, находить и использовать дополнительную информацию из различных источников.

воспитательная: формирование диалектико-материалистического мировоззрения, проявление интереса к познаваемости мира, продолжить работу по формированию этики и эстетики ответа, аккуратности, внимательности, умение работать в команде, чувство ответственности за индивидуальный и командный результат.

Задачи урока:

Учащиеся должны знать: понятие и свойства алгоритма, способы представления алгоритмов, понятие исполнителя и систем команд исполнителя, типы алгоритмов.

Учащиеся должны уметь: объяснить различия между программой и алгоритмом, переводить алгоритмические конструкции на язык программирования.
Учащиеся должны достичь:

Личностные результаты:

1) способность к планированию собственной индивидуальной и групповой деятельности;
2) коммуникативную компетентность и информационную культуру в учебной и практической деятельности; 3) первичные навыки анализа и критичной оценки получаемой информации;
4) применения средств информационно-коммуникационных технологий и информационных источников в своей деятельности; 5) способность и готовность к принятию ценностей здорового образа жизни за счет знания основных гигиенических, эргономических и технических условий безопасной эксплуатации средств информационно-коммуникационных технологий; 6) уважение к информации о частной жизни; 7) бережное отношение к оргтехнике.
Системно-деятельностные результаты:

1) работы с обучающими, тестирующими программами и программ-тренажеров;
2) управления средствами информационно-коммуникационной технологии, включая цифровую бытовую технику, их настройку; 3) создания простейших составных документов, рисунков;
4) создания информационных объектов, в том числе для оформления результатов учебной работы; 5) организации индивидуального информационного пространства, создания личных коллекций информационных объектов; 6) создания текстовых и мультимедийных объектов;
7) применения возможности электронной таблицы в учебной деятельности;
8) автоматизации вычислений и решения задач средствами табличного процессора;
9) хранения информации в базах данных; 10) моделирование объектов и событий встречающихся в повседневной жизни; 11) создания векторных и растровых графических объектов, видеообъектов; 12) получения информации из мировых информационных ресурсов.

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: комбинированный.

Методы обучения: теория, практическая работа.

Формы обучения: индивидуальная, фронтальная, групповая.

Средства обучения: информационные, технические, программные.

Структура урока:

I Организационный момент.

II Постановка целей и задач урока.

III Проверка знания пройденного материала.

IV Изучение нового материала.

V Закрепление нового материала.

VI Подведение итогов.

VII Рефлексия.

VIII Задание.

ХОД УРОКА

План изложения нового материала

Человек ежедневно встречается с множеством работ, при выполнении которых необходимо учитывать определенные правила (инструкции, предписания), объясняющие, как эту работу осуществить. Примером может служить инструкция по выключению компьютера, состоящая из последовательности действий:
1. Закрыть все открытые окна приложений.
2. Щелкнуть по кнопке «Пуск».
3. В появившемся меню выбрать пункт «Завершение работы».
4. В диалоговом окне выбрать пункт «Выключить компьютер».
5. Щелкнуть по кнопке «да».
Другими примерами предписаний могут быть:
— план написания сочинения;
— последовательность действий при решении квадратного уравнения;
— схема регулирования воды в водопроводе;
— правила проверки орфографии русского текста и т.д.

Исполнителями подобного рода предписаний могут быть как люди, так и технические устройства — автоматы, роботы, компьютеры.
Понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели, называется алгоритмом.

Предписания алгоритма называются также командами.
Каждый алгоритм рассчитан на определенного исполнителя, на понимание исполнителем команд данного алгоритма.
Совокупность команд, которые могут быть выполнены исполнителем, называется системой команд исполнителя.
Исполнитель алгоритма — это тот объект или субъект, для управления которым составлен алгоритм.

При разработке алгоритмов должны учитываться следующие требования:
1. Алгоритм должен быть разбит на отдельные шаги, представляющие собой четкие, законченные действия. Переход исполнителя к следующему шагу возможен лишь после завершения предыдущего. Свойство алгоритма состоять из отдельных шагов называется дискретностью.

2. Каждое предписание алгоритма или его команда должны быть понятны исполнителю, т.е. однозначно им истолкованы, и при одних и тех же исходных данных приводить к одним и тем же результатам. Это свойство алгоритма называется определенностью.

3. Возможности алгоритма решать не одну конкретную задачу, а целый класс однотипных задач. Например, алгоритм решения квадратного уравнения позволяет находить его корни при любых значениях коэффициентов, а правила дорожного движения едины для всех. Данное свойство алгоритма называется массовостью.
4. Результативность. Не каждый перечень четко определенных действий приводит к результату. Например, существует стратегия беспроигрышной игры в шахматы, на осуществление которой требуется очень большое количество ходов, которые практически человек не сможет осуществить за всю свою жизнь. Для исполнителя перечень действий, которые он выполняет, будет являться алгоритмом, если они приводят к решению задачи за разумное время.
Таким образом, алгоритм обладает следующими свойствами:
дискретностью, определенностью, массовостью, результативностью.
Рассмотрим пример на исполнение этих свойств.
Пример 1. Алгоритм кипячения молока:
налить в чашку молоко;
поставить чашку на плиту;
зажечь спичку;
поднести спичку к горелке;
открыть кран газовой горелки;
ждать, пока молоко закипит;
выключить газ.
Но в случае изменения последовательности действий алгоритма и его исполнение кипячения молока не приводит к ожидаемому результату:
налить в чашку молоко;
поставить чашку на плиту;
ждать, пока молоко закипит;
открыть кран газовой горелки;
поднести спичку к горелке;
зажечь спичку;
выключить газ.
Данное предписание не может считаться алгоритмом. Объясните, почему?
Построение алгоритма для решения задач из какой-либо области требует от человека тщательного анализа поставленной задачи, глубоких знаний, сложных рассуждений. На поиск алгоритмов решения некоторых научных и инженерных задач иногда уходят многие годы. Но если алгоритм создан, решение задачи по данному алгоритму не представляет больших сложностей, а требует лишь выполнения отдельных команд алгоритма в той последовательности, в какой они приведены.

Это очень важная особенность алгоритма, которая позволяет исполнителю действовать формально, механически исполняя команды.

Рассмотрим формальность исполнения алгоритма. Возьмите циркуль и линейку и выполните предписания примера 2.
Пример 2.
Начертите произвольный отрезок АВ;
поставьте ножку циркуля в точку А;
установите раствор циркуля равным длине отрезка АВ;
проведите окружность;
поставьте ножку циркуля в точку В;
проведите окружность;
проведите прямую через точки пересечения окружностей;

отметьте точку пересечения этой прямой и отрезка АВ.
Определите, для решения какой задачи предназначен приведенный алгоритм?
Мы убедились, что при выполнении алгоритма нам не понадобились ни знания геометрии, ни знания о том, что этот алгоритм делает и почему. Единственное, что потребовалось — уметь выполнить каждую команду.

В нашем примере решение задачи состояло из двух этапов:
1) построение алгоритма;
2) исполнение алгоритма.
Первый этап - является творческим и может выполняться лишь человеком, хорошо знакомым с поставленной задачей и приемами построения алгоритма.
Второй этап исполнение - требует лишь умения формально, механически выполнять команды алгоритма.
Именно формальность исполнения алгоритма позволяет применять в качестве исполнителей машины технические устройства.

Алгоритм — одно из фундаментальных понятий информатики

Если рассматривать структуру построения алгоритмов, то можно выделить три основных типа: линейный, разветвляющийся, циклический.

Линейным называется алгоритм, при выполнении которого исполнитель выполняет одну команду за другой в порядке их следования. Все рассмотренные выше алгоритмы являются линейными.

Разветвляющимся называется алгоритм, при выполнении которого действия исполнителя определяются результатами проверки некоторых условий.
Алгоритм, при исполнении которого отдельные команды или группы команд повторяются многократно, называется циклическим.

В большинстве случаев алгоритмы содержат в себе все три структуры.
Компьютер, как мы знаем, может обрабатывать числовые, текстовые, графические, звуковые данные.
Данные, которые обрабатываются командами языка программирования, носят название величины. Величины могут быть числовыми (целые, вещественные), символьными и логическими. Величина характеризуется именем, типом и значением.
Например, данным 25, 1.0134, «Я изучаю информатику» мы можем придать имена: 25 обозначить как N, 1.0134 обозначить как В2, «Я изучаю информатику» присвоить имя С, при этом сказать, что значение N — целое число, значение В2 — вещественное,

значение С — текстовое или литерное.
Придание имен величинам, или данным, имеет еще и другой смысл, связанный с однозначным определением места хранения данных в памяти компьютера и последующего их нахождения.
Слова, употребляемые в алгоритмах обработки данных, такие как: «данные», «список данных», «величины», «список величин», «переменные», «список переменных», «параметры», «список параметров», идентичны по своему смыслу.

Основные определения и термины:

Понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели, называется алгоритмом. Предписания алгоритма называются также командами. Каждый алгоритм рассчитан на определенного исполнителя, на понимание исполнителем команд данного алгоритма.

Совокупность команд, которые могут быть выполнены исполнителем, называется системой команд исполнителя.

Исполнитель алгоритма — это тот объект или субъект, для управления которым составлен алгоритм.

Алгоритм обладает свойствами: дискретностью, определенностью, массовостью, результативностью.

V Закрепление нового материала: (опрос учащихся по вопросам )

Вопросы и задания
1. Что такое алгоритм? Приведите примеры алгоритмов.
2. Назовите исполнителей алгоритмов.
З. Что понимается под командой алгоритма?
4. Что называется системой команд исполнителя?
5. Какими свойствами должен обладать алгоритм?
б. Приведите примеры использования формального исполнения алгоритмов на уроках математики, физики.
7. Перечислите известные вам типы алгоритмов по структуре их построения.
8. Имеются два кувшина емкостью З л и 8 л. Написать алгоритм, выполняя который можно набрать из реки 7 л воды.
9.*Придумайте способ нахождения самой легкой и самой тяжелой из ста монет различной массы, если можно сделать не более 150 взвешиваний на чашечных весах без гирь.
10.*Автоматическое устройство имеет 2 кнопки и экран. При включении на экране загорается число 0. При нажатии на одну кнопку число на экране удваивается (вместо Х получается 2 Х). При нажатии на другую кнопку число увеличивается на 1 (вместо Х появляется Х + 1). Составить алгоритм, который рекомендует, в каком порядке надо нажимать на кнопки не более 10 раз, чтобы получить числа: а) 99; б) 100.
1 1.*Из девяти монет одна фальшивая (более легкая). Как ее найти за два взвешивания на чашечных весах без гирь?

VI Подведение итогов: оценка работы и знаний учащихся.

VII Рефлексия: самостоятельная оценка учащихся полученных знаний и выполненной работы на уроке.

VIII Задание: работа по вопросам, самостоятельная подготовка с помощью конспекта.