Технология решения задач с помощью компьютера. Алгоритм. Свойства алгоритма

Информатика, 9 класс

Технология решения задач с помощью компьютера.

Алгоритм. Свойства алгоритма

, учитель информатики и ИКТ

высшей квалификационной категории

МОУ гимназия № 6 Красноармейского района г. Волгограда

Учебник: , Информатика и информационно-коммуникационные технологии. 8-9 класс. Базовый уровень, Питер, 2006.

Тип урока: изучения нового материала.

Цель урока:

Сформировать четкие представления о технологии решения задач с помощью компьютера, понятии – алгоритм, свойствах алгоритма.

Задачи урока:

1.Познавательные:

§  Ввести понятия «алгоритм», «исполнитель алгоритма», «алгоритмизация».

§  Показать значение алгоритмического принципа деятельности.

2.Развивающие:

§  Используя интегрированный подход, показать учащимся значение, которое имеет понятие алгоритм в природе, быту, технике и повседневной жизни.

§  Создать условия для развития у учащихся навыков моделирования, сравнения, обобщения, конкретизации;

3.Воспитывающие:

§  Способствовать формированию рефлексивных умений обучающихся

§  Воспитывать культуру речи при ответах у доски, уважение ко всем участникам образовательного процесса.

Межпредметные связи: физика, математика, естествознание.

Домашнее задание:

обязательное –

·  прочитать §12.1, 12.2, ответить на вопросы, выучить новые определения;

дополнительное –

·  решить задачи индивидуального домашнего задания (какие и сколько определяют сами обучающиеся) (Приложение )

·  подготовить доклад о жизни и деятельности ученого Абдулле (или Абу Джафаре) Мухаммеде бен Муса аль-Хорезми;

Ход урока

С самого детства вы сталкиваетесь с алгоритмами, не осознавая этого. Алгоритмы появляются в ситуациях, которые можно описать в виде последовательности действий.

Например, с утра вас призывает радио «На зарядку становись!» Вам предлагается выполнить одно из упражнений в следующей последовательности:

1.  Потянитесь, лежа в постели.

2.  Сядьте на кровати, поставив ноги на пол.

3.  Нагнитесь вперед, пытаясь достать руками пальцы ног.

4.  Выгните спину дугой.

5.  Сосчитайте до 10.

6.  Вернитесь в исходное положение.

Рассмотрим еще пример.

Вы решили зайти к другу, а у него в подъезде установлен домофон. Вы выполняете действия, следуя инструкции, вывешенной на входной двери:

1.  Наберите номер квартиры.

2.  Нажмите кнопку «Вызов».

3.  Услышав прерывистый сигнал, ждите ответа.

4.  Услышав ответ, говорите.

5.  Услышав звуковой сигнал — входите.

В первом примере вашими действиями управляет спортивный инструктор по радио. Во втором случае вы сами в соответствии с инструкцией управляете техническим устройством (домофоном), с помощью которого осуществляется голосовая связь и дистанционное открытие двери. В обоих случаях вы совершаете заданную последовательность действий для достижения определенной цели. А если вместо вас будет кто-то другой, сможет ли он выполнить то, что делали вы?

Конечно, сможет, ведь эти инструкции адресованы любому человеку.

Из этого можно сделать важный вывод:

«Строго следуя плану, любой человек, не знакомый ранее с описанной в плане последовательностью действий, получит ожидаемый результат».

Подробное описание действий, необходимых для получения ожидаемого результата, получило название алгоритма.

С этим понятием вы сталкиваетесь постоянно.

Объявление цели урока:

Тема сегодняшнего урока «Технология решения задач с помощью компьютера. Алгоритм. Свойства алгоритма”.

Цель – сформировать четкие представления о технологии решения задач с помощью компьютера, понятии – алгоритм, свойствах алгоритма, алгоритмическом способе деятельности человека.

Объяснение нового материала:

Принцип работы вычислительных машин был высказан еще в 1834 году Чарльзом Бэббиджем. Только после истечение ста лет были реализованы эти принципы, только не в механических, а в электронных вычислительных системах. Теперь на этих же принципах продолжают работать современные компьютеры.

Компьютером управляет программа, заранее разработанная человеком. Об этом мы говорили, когда рассматривали архитектуру компьютера. Теперь конкретизируем процесс создания программ, тем более, что данный процесс позволяет выстраивать схему решения любой жизненной задачи.

Этапы решения задачи с использованием компьютера:

1.  Постановка задачи;

2.  Определение условий;

3.  Построение модели задачи;

4.  Описание алгоритма решения задачи;

5.  Выбор оптимальных компьютерных средств для решения;

6.  Описание алгоритма с помощью выбранных программных средств;

7.  Тестирование решения задачи.

8.  При необходимости, коррекция решения задачи.

Для нас описанные этапы решения задачи не являются новым и фактически при работе с любым программным средством мы проходим эти этапы решения задач. Мы должны научиться конкретизировать данный процесс, с использованием понятий информатики, что позволит нам усвоить одно из основных направлений курса школьной информатики.

Прежде чем мы с помощью компьютера конкретизируем каждый этап решения задачи, познакомимся с новыми понятиями.

Алгоритм решения задачи - это конечная последовательность четко сформулированных правил решения определенного класса задач. Любой результат деятельности человека - это последовательно выполненная совокупность действий. Вопрос лишь в том, насколько оптимально подобное решение задачи.

Получается, что, продумывая ход решения задачи, можно найти оптимальную последовательность действий. Это означает, что нужно не просто решить задачу, а решить ее с минимальными затратами.

Что такое исполнитель алгоритма?

Исполнитель алгоритма - это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.

Исполнителя характеризуют:

·  среда;

·  элементарные действия;

·  система команд;

·  отказы.

­  Среда (или обстановка) — это «место обитания» исполнителя. Например, для исполнителя Робота из школьного учебника [I] среда — это бесконечное клеточное поле. Стены и закрашенные клетки тоже часть среды, а их расположение и положение самого Робота задают конкретное состояние среды.

­  Система команд. Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка - системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнено заданное действие).

Любой алгоритм должен быть построен с соблюдением определенных правил, согласованных с его свойствами.

Основные свойства алгоритма:

1.  дискретность,

2.  точность,

3.  понятность,

4.  результативность,

5.  массовость.

Дискретность означает разбиение алгоритма на последовательность отдельных законченных действий.

Точность или детерминированность - строго определенная последовательность шагов. В одном случае задаются номера строк, но даже при отсутствии нумерации предполагается строгая последовательность выполняемых действий.

Однозначное понимание исполнителем каждого шага алгоритма задает свойство понятности. При этом алгоритм должен выполняться для решения целого класса однотипных задач (массовость).

Прежде чем писать алгоритм нужно выяснить, возможно ли решение данной группы задач с помощью строго заданного алгоритма, в противном случае подобные алгоритмы относят к неразрешимым алгоритмам.

. При этом алгоритм должен выполняться за конечное число шагов (результативност и конечность).

Практическое задание:

1.  Исправить ошибки в алгоритме (инструкции) использования домофона, чтобы выполнялось условие конечности и результативности.

2.  Исправить алгоритм получения кипятка.

3.  Определить какой из названных документов является алгоритмом:

·  Расписание движения самолетов.

·  Список файлов на диске.

·  Порядок оказания первой медицинской помощи при ожоге.

Проверка правильности выполнения заданий.

Итог:

•  Этапы решения задач включают последовательно: постановку задачи; определение условий; построение модели задачи; описание алгоритма решения задачи; выбор оптимальных компьютерных средств для решения; описание алгоритма с помощью выбранных программных средств; тестирование решения задачи.

•  Построение модели предполагает приведение задачи к виду, удобному для обработки техническим устройством (компьютером).

При создании алгоритмов необходимо придерживаться основных требований, базирующихся на свойствах алгоритма

Диалог:

·  Что нового Вы узнали на уроке?

·  Какова практическая значимость изучаемого вопроса?

·  Каковы положительные моменты урока.

·  Пожелания

Домашнее задание:

обязательное –

·  прочитать §12.1, 12.2, ответить на вопросы, выучить новые определения;

дополнительное –

·  решить задачи индивидуального домашнего задания (какие и сколько определяют сами обучающиеся) (Приложение )

·  подготовить доклад о жизни и деятельности ученого Абдулле (или Абу Джафаре) Мухаммеде бен Муса аль-Хорезми

Слайд 1		Слайд 2
Слайд 3		Слайд 4
Слайд 5		Слайд 6
Слайд 7		Слайд 8
Слайд 9		Слайд 10
Слайд 11		Слайд 12
Слайд 13		Слайд 14
Слайд 15		Слайд 16

Слайд 17		Слайд 18
Слайд 19		Слайд 20
Слайд 21		Слайд 22
Слайд 23		Слайд 24
Слайд 25		Слайд 26
Слайд 27		Слайд 28
Слайд 29		Слайд 30
Слайд 31		Слайд 32
Слайд 33		Слайд 34
Слайд 35		Слайд 36
Слайд 37		Слайд 38
Слайд 39