Практическая работа «Управление алгоритмическим исполнителем. Алгоритм как модель деятельности

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Алгоритм как модель деятельности 900igr.net

Ч то такое алгоритмическая модель Алгоритм – это понятное и точное предписание конкретному исполнителю совершить конкретную последовательность действий, приводящую к поставленной цели. Этапы деятельности от определения цели (постановки задач) до получения результата такие: определение цели; планирование работы исполнителя; работа исполнителя; получение результата.

Алгоритм – это детальный план работы исполнителя, это описание последовательности элементарных действий, которые должен совершить исполнитель. Но всякий план или описание есть информационная модель. Следовательно: Алгоритм является информационной моделью деятельности исполнителя

Алгоритмическая модель: Определение цели (постановка задач) Построение плана - алгоритма Работа исполнителя Получение результата Модель работы исполнителя

Чтобы построить реальный план-алгоритм, который окажется выполненным, нужно точно знать возможности исполнителя. Эти возможности определяются системой команд исполнителя (СКИ). Составляя алгоритм, нельзя выходить за рамки СКИ. В этом состоит свойство понятности алгоритма. Язык программирования – формализированный язык описания алгоритмов.

Пример алгоритмической модели Алгоритм: Угадывание числа Дано: диапазон чисел от А до В Надо: угадать число Х, задуманное игроком, используя алгоритм половинного деления. Начало Задать вопрос: Х менее среднего значения между А и В? Если ответ «да», то принять за значение В целую часть среднего значения Если ответ «нет», то принять значение А ближайшее целое число, большее, чем среднее Если значение А и В равны, то их общее значение и есть искомое число Х Если значение А и В не равны, то вернуться к выполнению пункта 1 Конец

нет да нет Алг Половинное деление Цел А, В, Х Начало Ввод А, В, Х Пока А≠В, повторять Нц Если Х≤(А+В)/2 То В: = цел (А+В)/2 Иначе А:=цел((А+В)/2)+1 Кв Кц Вывод А Конец начало конец Ввод А, В, Х А≠В Х≤(А+В)/2 В: = цел(А+В)/2 А:=цел((А+В)/2)+1 Вывод А

Трассировка алгоритма – модель работы процессора Выполняя ручную трассировку, человек моделирует работу процессора.

Трассировочная таблица алгоритма «Половинное деление» № шага Команда алгоритма переменные Выполняемые действия Х А В 1 Ввод А, В, Х 3 1 8 2 А≠В 1≠8, да 3 Х≤(А+В)/2 3≤4,5, да 4 В: = цел((А+В)/2 4 В: =4 5 А≠В 1≠4, да 6 Х≤(А+В)/2 3≤2,5, нет 7 А:=цел((А+В)/2)+1 3 А: =3 8 А≠В 3=4,да 9 Х≤(А+В)/2 3≤3,5,да 10 В: = цел((А+В)/2 3 В:3 11 А≠В 3≠3,нет 12 Вывод А Ответ: 3

Трассировочная таблица является моделью работы процессора при выполнения программы. Программа выполняется (первый столбец таблицы). В столбце «Команда алгоритма» отображается содержимое регистра команд процессора, куда помещается очередная команда. В столбце «Переменные» отображается содержимое ячеек памяти компьютера (или регистров памяти процессора), отведенных под переменные величины. В графе «Выполняемое действие» отражаются действия, выполняемое арифметико-логическим устройством процессора. Таким образом, алгоритм в совокупности с трассировочной таблицей полностью моделируют процесс обработки информации, происходящий в компьютере.

Система основных понятий Алгоритм – модель деятельности Объект моделирования – целенаправленная деятельность исполнителя Исполнитель-человек Исполнитель-автомат (в том числе компьютер) Неформализованная СКИ Формализованная СКИ Формы представления алгоритмов Блок-схема Учебный алгоритмический язык Язык программирования Трассировка алгоритма – пошаговое исполнение алгоритма с тестовым вариантом исходных данных «Ручная» трассировка – заполнение трассировочной таблицы Трассировочная таблица – модель работы процессора при исполнение алгоритма

Выполнили ученицы 10 класса: Слободенюк Олеся Кудрук Виктория Прокопив Олеся

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Открытый урок по информатике 10 класс "Алгоритм - модель деятельности"

На данном уроке прослеживаются все этапы урока. Урок построен по проектной технологии. Учащиеся на уроке создают мини проекты...

Тема урока: «Алгоритм – модель деятельности исполнителя алгоритмов. Исполнитель Чертежник. Управление Чертежником. Работа в среде Кумир»

Тема урока: «Алгоритм – модель деятельности исполнителя алгоритмов. Исполнитель Чертежник. Управление Чертежником. Работа в среде Кумир»Цели урока:Систематизировать представления учащихся об исп...

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Чубуклинская средняя общеобразовательная школа»

Заинского муниципального района Республики Татарстан

Алгоритм как модель деятельности

(план-конспект урока информатики в 10 классе)

Учитель информатики: Сафиуллина Р.И.

Тема: Алгоритм как модель деятельности

Цели: Повторить определение алгоритма, вспомнить понятие модели и дать определение алгоритмической модели; Научиться представлять любую деятельностную в виде алгоритма графическим образом; вспомнить основные формы представления алгоритма в виде блок-схем. Развивать умения планировать последовательность действий для достижения поставленной цели. Формирование познавательного интереса как компонента учебной мотивации.

Ход урока

Организационный момент

Приветствие учеников

Актуализация полученных знаний

Что такое граф? Из чего он состоит?

Какой граф называется неориентированным (ориентированным)?

Что такое сеть? Какие характерные особенности имеет сеть?

Какие системы называют иерархическими?

В чем состоит удобство табличного представления информации?

Что такое двоичная матрица? Какую информацию она в себе содержит?

Решение задач

№2. В бутылке, стакане, кувшине и банке находится молоко, лимонад, квас и вода. Известно, что вода и молоко находятся не в бутылке, сосуд с лимонадом стоит между кувшином и сосудом с квасом, в банке не лимонад и не вода. Стакан стоит около банки и сосуда с молоком. Куда налита каждая жидкость?

№3. В соревнованиях по гимнастике Аня, Вера, Галя и Наташа заняли первые четыре места. Определите, кто какое место занял, если известно, что Галя вторая, Наташа хотя и не стала победителем, но в призеры попала, а Вера проиграла Ане.

Изучение нового материала

Алгоритм - это понятное и точное предписание конкретному исполнителю совершить конечную последовательность действий, приводящую к поставленной цели.

Этапы деятельности от определения цели до получения результата:

Примеры алгоритмической модели

Первый игрок загадывает целое число из заданного диапазона чисел, например от 1 до 100. Второй должен угадать это число за наименьшее количество вопросов.

Запишем алгоритм угадывания числа методом половинного деления, ориентированный на исполнителя - человека

Дано: диапазон чисел от А до В

Надо: угадать число Х, задуманное игроком, используя алгоритм половинного деления

Начало

1. Задать вопрос: Х меньше среднего значения между А и В?

2. Если ответ «да», то принять за значение В целую часть среднего значения

3. если ответ «нет», то принять за значение А ближайшее целое число, большее чем среднее

4. Если значение А и В равны, то их общее значение и есть искомое число Х

5. Если значение А и В не равны, то вернуться к выполнению пункта 1

Конец

Приведем алгоритм в форму блок – схемы.

Для того, чтобы проверить правильность алгоритма, нужно выполнить трассировку.

Закрепление изученного материала

А) В 48 странице учебника описан алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (алгоритм Евклида), ориентированный на исполнителя – человека. Представьте его в виде блок схемы и на алгоритмическом языке для исполнителя компьютера.

Б) Выполнив предыдущее задание, проведите трассировку алгоритма Евклида для нахождения НОД чисел 128 и 56.

«Академический университет» как модель интеграции фундаментальной науки... в учебный процесс. Конкретный алгоритм реализации такого подхода понятен... технического прогресса. Принципиальные вопросы деятельности решаются советом «Академического университета...

Тема урока: «Алгоритм как модель деятельности».

Цель: интересно и понятно объяснить новую тему.

Ознакомить учащихся с темой: “Понятие алгоритма. Виды алгоритмов и их свойства”;

Учащиеся должны знать понятие алгоритма, свойства алгоритмов;

Учащиеся должны уметь приводить примеры алгоритмов.

Ход урока:

1.Организационный момент.

2.Изучение новой темы.

Повторение понятия алгоритма начнем с рассмотрения примера. Предположим, вы хотите вырезать из бумаги модель автомобиля. Результат во многом будет зависеть от вашего умения и опыта. Однако достичь поставленной цели окажется гораздо легче, если вы предварительно наметите план действий, например следующий:

1. Изучить образ автомобиля по имеющейся модели.

2. Начертить двери, кузов машины на бумаге.

3. Вырезать эскизы.

4. Попробовать скрепить эскизы, откорректировать ошибки.

5. Склеить части модели.

Следуя подготовленному плану, любой человек, даже не обладающий художественными способностями, но имеющий терпение, обязательно получит хороший результат. Подобный план с подробным описанием действий, необходимых для получения ожидаемого результата, получил название алгоритма.

Понятие алгоритма. ( Привести доп.информацию)

Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) ученый из города Хорезма Абдулла (или Абу Джафар) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми создал книгу по математике, в которой описал спо¬ собы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Само слово «алгоритм» возникло в Европе после перевода на латынь книги этого среднеазиатского математика, в которой его имя писалось как «Алгоритми».

Алгоритм - описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Алгоритмизация - процесс разработки алгоритма (плана дейст вий) для решения задачи.

Примеры алгоритмов:

Любой прибор, купленный в магазине, снабжается инструкцией по его использованию.

Каждый шофер должен знать правила дорожного движения.

Массовый выпуск автомобилей стал возможен только тогда, когда был придуман порядок сборки машины на конвейере.

Свойства алгоритмов.

Мы на каждом шагу встречаем алгоритмы. Некоторые из них мы выполняем машинально, даже не задумываясь об этом. Выполняя некоторые действия мы даже не подозреваем, что выполняем определенный алгоритм.

Эти примеры не что иное, как алгоритм. Несмотря на значительное различие в сути самих действий этих примеров, можно найти в них много общего. Эти общие характеристики называют свойствами алгоритма. Рассмотрим их.

Дискретность (от лат. discretus - разделенный, прерывистый) – это разбиение алгоритма на ряд отдельных законченных действий (шагов). В приведенных выше алгоритмах общим является необходимость строгого соблюдения последовательности выполнения действий. Попробуем пе реставить в первом примере второе и третье действия. Вы, конечно, сможете выполнить и этот алгоритм, но дверь вряд ли откроется. А если поменять местами, предположим, пятое и второе действия во втором примере, алгоритм станет невыполнимым.

Детерминированность (от лат. determinate - определенность, точность) - любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно опре¬делено в каждом случае.

Например, если к остановке подходят автобусы разных маршрутов, то в алгоритме должен быть указан конкретный номер маршрута - 5. Кроме того, необходимо указать точное количество остановок, которое надо проехать, - скажем, три.

Конечность - каждое действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения. В приведенных примерах каждое описанное действие реально и может быть выполнено. Поэтому и алгоритм имеет предел, то есть - конечен.

Массовость - один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными.

Результативность - в алгоритме не было ошибок.

Виды алгоритмов.

Существует 4 вида алгоритмов: линейный, циклический, разветвляющийся, вспомогательный.

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

Линейными являются алгоритмы отпирания дверей, заваривания чая, приготовления одного бутерброда. Линейный алгоритм применяется при вычислении арифметического выражения, если в нем используются только действия сложения и вычитания.

Циклический алгоритм - описание действий, которые должны по вторяться указанное число раз или пока не выполнено заданное условие. Перечень повторяющихся действий называется телом цикла.

Многие процессы в окружающем мире основаны на многократном повторении одной и той же последовательности действий. Каждый год наступают весна, лето, осень и зима. Жизнь растений в течение года проходит одни и те же циклы. Подсчитывая число полных поворотов минутной или часовой стрелки, человек измеряет время.

Условие - выражение, находящееся между словом «если» и словом «то» и принимающее значение «истина» или «ложь».

Разветвляющийся алгоритм - алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий.

Примеры разветвляющих алгоритмов: если пошел дождь, то надо открыть зонт; если болит горло, то прогулку следует отменить; если билет в кино стоит не больше десяти рублей, то купить билет и занять свое место в зале, иначе (если стоимость билета больше 10 руб.) вернуться домой.

В общем случае схема разветвляющего алгоритма будет выглядеть так: «если условие, то..., иначе...». Такое представление алгоритма получило название полной формы.

Неполная форма, в которой действия пропускаются: «если условие, то...».

Вспомогательный алгоритм - алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя.

Домашняя работа. § 16,

1.Придумать свои примеры на каждый вид алгоритма.

2. Составить алгоритм перехода автодороги при наличии светофора и без него.

Итог урока.

Дети, что нового вы сегодня узнали?

Сегодня мы узнали, что такое алгоритм, узнали виды и свойства алгоритмов

Что такое алгоритмическая модель Алгоритм- это понятное и точное предписание конкретному исполнителю совершить конечную последовательность действий, приводящую к поставленной цели. Этапы деятельности от определения цели(постановки задачи) до получения результата такие: 1)Определение цели 2) Планирование работы исполнителя 3)Работа исполнителя 4)Получение результата Алгоритм является информационной моделью деятельности исполнителя. Такую модель будем называть алгоритмической.

Система команд исполнителя Чтобы построить реальный план – алгоритм, который окажется выполнимым, нужно точно знать возможности исполнителя. Эти возможности определяются системой команд исполнителя(СКИ). Составляя алгоритм, нельзя выходить за рамки СКИ. В этом состоит свойство понятности алгоритма. Для автомата СКИ – это строго определенный конечный набор команд, заложенный в него конструкторами. Поэтому алгоритм представляет собой точное описание его работы, и автомат выполняет работу, формально следуя указаниям алгоритма. Для управления автоматом или компьютером не трудно придумать формализованный язык описания алгоритмов. Такие языки называются языками программирования, а алгоритм, представленный на языке программирования, называется программой.

Пример алгоритмической модели Первый игрок загадывает целое число из заданного диапазона чисел, например от 1 до 100. Второй должен угадать это число за наименьшее количество вопросов. Алгоритм угадывания числа методом половинного деления, ориентированный на исполнителя-человека. Алгоритм Угадывание числа Дано: диапазон чисел от А до В Надо: угадать число X, задуманное игроком, используя алгоритм половинного деления Начало 1) Задать вопрос: Х меньше среднего значения между А и В? 2) Если ответ «ДА», то принять за значение В целую часть среднего значения. 3) Если ответ «НЕТ», то принять за значение А ближайшее целое число, большее, чем среднее. 4) Если значения А и В равны, то их общее значение и есть искомое число Х. 5) Если значения А и В не равны, то вернуться к выполнению пункта 1. Конец Данный алгоритм ориентирован на исполнителя-человека, а не на компьютер.

Алгоритм «Половинное деление» Алг Половинное деление Цел А, В, Х Начало Ввод А, В, Х Пока А В, повторять Нц Если Х(А+В)/2 То В:= Цел((А+В)/2) Иначе А:=Цел ((А+В)/2)+1 Кв Кц Вывод А Конец Н ачало Конец Ввод А, В, Х Вывод А АВ Х(А+В)/2 В:=ЦЕЛ ((А+В)/2)А:=ЦЕЛ ((А+В)/2)+1 нет да нетда

Блок-схема Блок-схема – это ориентированный граф, указывающий порядок исполнения команд алгоритма исполнителем. Блоки - вершины этого графа – обозначают отдельные команды, которые отдаются исполнителю, а дуги указывают на последовательность переходов от одной команды к другой. В прямоугольниках на блок-схемах записываются команды – действия, в ромбах – условия, определяющие направление дальнейшего исполнения команд; в параллелограммах – команды ввода или вывода информации; в овалах – начало или конец исполнения алгоритма. Здесь можно говорить о пути прохождения графа в ходе выполнения алгоритма. Любой путь начинается от вершины «Начало» и заканчивается выходом на вершину «Конец».Внутри же путь может быть разным в зависимости от исходных данных и от результатов проверки условий. Блок-схема – графическая форма, алгоритмический язык - две разные формы представления алгоритмической модели.

Структурное программирование Структура построенного алгоритма - цикл с вложенным ветвлением. Любой алгоритм можно построить из сочетания трех основных алгоритмических структур: следования, ветвления и цикла. Это утверждение - основа методики, которая называется структурным программированием. Современные языки программирования позволяют легко переходить от описания алгоритма к программе, если алгоритм построен структурно. Поэтому наиболее рациональной моделью деятельности исполнителя является структурная алгоритмическая модель.

Трассировка алгоритма - модель работы процессора Для того чтобы проверить правильность алгоритма совсем не обязательно переводить его на язык программирования и выполнять тесты на компьютере. Протестировать алгоритм может и человек – путем трассировки. Выполняя ручную трассировку, человек моделирует работу процессора, исполняя каждую команду алгоритма и занося результаты выполнения команд в трассировочную таблицу. Она является моделью работы процессора при выполнении программы. Программа выполняется по шагам (первый столбец таблицы). В столбце «Команда алгоритма» отображается содержимое регистра команд процессора. Куда помещается очередная команда. В столбце «Переменные» отображается содержимое ячеек памяти компьютера(или регистров памяти процессора), отведенных под переменные величины. В графе «Выполняемые действие» отражаются действия, выполняемые арифметико-логическим устройством процессора.