Алгоритм ұғымы, қасиеттері, ұсыну тәсілдері

Сабақтың  тақырыбы: Алгоритм  ұғымы, қасиеттері, ұсыну тәсілдері

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушылардың информатика пәні бойынша  алған «алгоритм» туралы түсініктерін жинақтау, олардың қасиеттері мен жазу тәсілдерін  ЕТН  пәні арқылы  толықтыру,білімдерін бақылап, бағалау.

Дамытушылық: Оқушылардың ойлауын, компьютерлік сауаттылығы мен іскерлігін, танымдық қабілетін, логикалық  сауаттылығын дамыта отырып, олардың  пәнге  деген қызығушылығын, белсенділігін арттыру.

Тәрбиелік: Пәнге, білімге, шығармашылыққа, ойын еркін жеткізе білуге, топта бірлесе жұмыс істеуге, тәртіптілікке, сабырлылыққа, еңбек сүйгіштікке, ұқыптылыққа  тәрбиелеу, ұшқыр ойлы, шығармашылық қабілеті бар жеке тұлғаны қалыптастыру.

Сабақтың түрі: жаңа білімді игерту

Сабақтың әдісі: түсіндіру,іздендіру, салыстыру

Сабақта қолданылатын құрал –жабдықтар мен көрнекілік: компьютер, интерактвті тақта, қима қағаздар, суреттер.

Сабақтың барысы:

І.Ұйымдастыру кезеңі

- Оқушылармен амандасу

- Оқушыларды түгелдеу

- Оқушылардың сабаққа дайындықтарын тексеру

- Оқушыларға үй тапсырмасына дайындалуға уақыт беру

ІІ.Үй тапсырмасын тексеру

Көрсетілген суреттер смайликтермен жасырылады. Оқушылар өздеріне ұнаған смайликтерді  таңдайды. Смайликтердің астына үй тапсырмасына қатысты сұрақтар жасырылған. Егер оқушы сұраққа жауап берсе онда смайликтин артынан сурет шығады. Сол суреттерді оқушылар рет –ретімен орналастырып, бүгінгі өтілетін жаңа сабақтың тақырыбын айтады.

1.  Ақпарат дегеніміз не?

2. Адам ақпаратты қалай қабылдайды ?

3. Ақпараттың қандай түрлері бар?

4. Ақпараттың өлшем бірліктерін атаңыз?

5. Ақпараттың  ең кіші өлшем  бірлігі ?

6. Ақпаратты кодтау үшін қандай кесте немесе алфавит қолданылады?

7. Екілік алфавитте кодтау  үшін қандай математикалық сандар қолданылады?

8. Пернетақтадан  терілген сандар  экран бетіне қалай шығады?

9. Әр символ машина тіліне қалай беріледі ?

ІІІ.Жаңа сабақ

             Алгоритм – математикадағы ең бір іргелі ұғымдардың бірі. Информатика ғылымында «алгоритм» түсінігі ақпарат түсінігі сияқты негізгі ұғымдардың бірі болып табылады.
«Алгоритм» сөзі ІХ ғасырда өмір сүрген, адамдардың квадрат теңдеулерді жүйелей құрып оны шеше білуге үйреткен ұлы араб математигі Әбу Жафар Мухаммед ибн Мұса әл-Хорезми (763—850 жж.) есімінің латындық algorithmi сөзінің транскрипциясы болып табылады. Ол санаудың ондық санау жүйесінде көп орынды сандар мен арифметикалық амалдардың орындалу ережесін ұсынған.  Бұл ережелер қосынды мен көбейтіндіні табуға арналған амалдарды орындауға қажетті тізбектен құрылған.

Сол ереже осы күнге дейін қолданылып келеді. Бірақ әл-Хорезмиге дейін де арифметикалық операцияларды орындау ережелері көп болатын. Бірақ ол кезде сандардың ерекшеліктеріне көп мән берілген, ал әл-Хорезми болса, көпорынды сандардың бәріне ортақ және барлық сандарға жарамды ереже ұсынды. Әл-Хорезмидің тәсілін қолдаушыларды алгоритмдіктер деп атады. Алгоритм ұғымы бірнеше қасиеттері бар ережелер жүйесі деген мағынаны білдіреді. Осылайша алгоритм ұғымы математикада ертеден қолданыла бастағанымен, математикалық теорияның объектісі ретінде кейбір проблемаларды зерттеуге байланысты ХХ ғасырдың 30-шы жылдарында зерттеле бастады.
Қазіргі таңда алгоритм ұғымы тек математикалық есептерге ғана емес, сонымен қатар басқада мағыналарда қолданылады. Әрбір  компьютер алдын-ала құрылған алгоритм бойынша, яғни программа бойынша жұмыс істейді. Алгоритм ұғымының анықтамасы өте көп. Берілген  есепті шешу үшін қандай да бір программалау тілінде программа жазғыңыз келсе, онда алдымен есепті шешудің алгоритмін құруыңыз керек.

Алгоритм деп берілген есептің шығару жолын реттелген амалдар тізбегі түріне келтіруді айтамыз. Кез келген есептің шешу кезеңін қарапайым амалдар тізбегіне бөлектеуге болады. Алгоритмді компьютерде орындау үшін оны программа түрінде жазып шығу керек. Программа деп машина тілі түсінетіндей, инструкциялар тізбегі түрінде жазылған алгоритмді айтамыз.  Программа командалар тізбегінен тұрады. Командалар тізбегі орындалған кезде есептің нәтижесі шығады. Әрбір компьютер алдын-ала құрылған программа бойынша жұмыс жасайды. Яғни, программа деп белгілі бір нәтиже алу үшін түсінікті операциялар тізбегін айтамыз. Процессор программа құрамындағы командаларды реті бойынша орындайды. Команда бір қарапайым операцияны орындауға бұйыратын бұйрық түрінде болады. Командалар арифметикалық, логикалық, басқаруды беру, сандарды салыстыру, экранға шығару, принтерге шығару және т.б. болып бөлінеді.

Алгоритм ұғымның мәнін аша түсетін оның мынадай қасиеттері бар:

1. Алгоритмнің  дискреттілігі (үзілісті) –ақпаратпен   жасалатын әрекеттерді тағайындайды және өрнектейді. Алгоритмге қатысты әрекеттердің бәрі дискретті болады. Алгоритмнің жұмысына  қажетті  материалдар  ретінде  символдық мәтіндер және сандар пайдаланылады.

2.Алгоритмннің анықтылығы –біздің   қалауымызға қарай өзгертуге болмайтын нақты нұсқау алгоритмде не істеу керектігі алдын-ала айқын береді. Мысалы, бір есепті шешудің алгоритмі берілсе онда ойланбай-ақ алгоритмде қандай нұсқаулар берілсе, сол нұсқауларды берілу ретімен орындасақ, есеп шығады. Алгоритмнің осы қасиетін оның анықталғандық қасиеті дейміз. Бұл жағдай адам сияқты емес ойлау қабілеті жоқ құрылғылардың мысалы, компьютердің көмегімен есептерді шешу мүмкіндігіне кепілдік берді. Мұндай құрылғылар алгоритмнің жарлықтарын ойланбастан формальды орындайды. Сондықтан алгоритмді  есепті  шығаруға  қажеттінің  бәрі  бір  мәнді  анықталу  және атқарушыға түсінікті әрі нақты болуы тиіс.

3.Алгоритмннің жалпылығы –Бір  алгоритмнің өзін бірнеше есептің шешімін табу үшін пайдалану мүмкіндігі, яғни бастапқы деректер мәндерінің жиынына пайдаланылу мүмкіндігі бар.Алгоритмнің мұндай қасиетін көпшілікке бірдейлік, басқаша айтқанда,жалпылық қасиеті деп атайды.

4.Алгоритмннің нәтижелілігі -Әрбір  алгоритм белгілі бір бастапқы деректердің болуын талап етеді және іздеген нәтижені алуға жеткізеді. Мысалы, екі санды қосу алгоритмнде қосылғыштар бастапқы деректерге, ал қосынды нәтижеге жатады. Осылайша, алгоритмдегі әрекеттердің белгілі бір санның орындалуынан кейін қажетті нәтиже алу мүмкіндігі алгоритімнің нәтижелілігі деп аталады.
Осы айтылғандардан алгоритім бастапқы деректерді пайдаланып іздеген нәтижеге қол жеткізетін реттелген әрекеттер тізбегі деген қлрытынды жасруға болады. Мұндай әректтер тізбегінің орындалуы алгоритмдік процесс, ал әрбір әрекет оның қадамы, әрбір нұсқау алгоритмнің қалыптасуы болып табылады.

Алгоритмнің ең маңызды қасиеті жоғарыда анықталғандық қасиетінде айтылғандай оның орындалу нәтижесінің атқарушыға тәуелсіздігі.

Атқарушы түсінігі

Алгоритм атқарушысының рөлін адам немесе автоматтандырылған құрылғы: компьютер, робот және т.б. орындайды. Осы мысалдағы әрекеттерді орындау үшін алдын-ала абоненттің телефон нөмірін, тұратын қала кодын білу қажет.

Жалпы алғанда, өміріміздің барлығы алгоритм тізбектерінен тұрады десек те болады.
Алгоритм орындалу барысында атқарушы қандай инструкция келесі орындалу керектігін біледі. Атқарушы орындай алатын командалардың жиынын атқарушы командалар жүйесі деп атаймыз.
Сонымен, алгоритм атқарушысы алдын-ала қойылған әрекеттерді орындап, нәтижеге жететін адам, компьютер немесе техника болуы мүмкін. Егер есепті шешу үшін техникалық құралдар пайдаланылса, орындалатын әрекеттер тізбегі нақты және түсінікті болу керек. Қаншалықты әрекеттер түсінікті де, нақты болса, соншалықты нәтижеге жету тез және дұрыс болады.

Сонымен алгоритм туралы мына төмендегідей тұжырымдар жасауға болады:

алгоритмдер әртүрлі есептерді шешу үшін пайдаланылады;

алгоритмді атқарушыдан аз білім талап етілетіндіктен есеп шығаруды айтарлықтай оңайлатады;

әрбір алгоритм толық аяқталған әрекеттерді орындайтын атқарушыға арналған командалардан тұрады;

атқарушы орындайтын командалардың жиынын атқарушының командалар жүйесі деп аталады

алгоритмдегі командалар атқарушының командалар жүйесінен алынады;

алгоритмдегі командалар тізбегінің орындалуы алгоритмдік процесс деп аталады

алгоритмдегі әрбір команда оның қадамы деп аталады

санаулы әрекеттен кейін ғана алгоритмде іздеген нәтижеге қол жетеді;

алгоритмдегі әрбір әрекет атқарушыға түсінікті және нақты болуы керек;

бірнеше есептің шешімін табу үшін бір ғана алгоритмді пайдалануға болады;

құрылған алгоритмді атқару есептің мазмұнына ой жүгіртіп оны талдауды қажет етпейді, тек командаларды формальді орындай береді;

алгоритм әрбір атқарушыға арналып құрылады;

алгоритмнің командалары атқарушыға түсінікті және орындалатын болуы тиіс;

алгоритмді атқаруды тек адамға емес компьютерге де жүктеуге болатындығы есептеу процесін автоматтандыруға мүмкүндік береді;

Алгоритмнің құрамы дараланып және оның әрекеттері анықталғаннан кейін алгоритмді жазып көрсету тәсілін және тілін білу керек. Алгоритмдік тілді падалану оны құрушының өзіне ғана түсінікті командаларды көпшілік қауымның пайдалануына мүмкіндік береді. Алгоритмді жазудың бірнеше тәсілдері бар.Төменде алгоритмді бейнелеу әдістерінің логикалық құрылымы көрсетілген.
Алгоритмді бейнелеу әдістерінің ішінен біз блок – схема мен мектептік алгоритмдік тілді пайдаланамыз.
Блок-схема
Блок схема компьютерге программалар жасау практикасында кеңінен қолданылатын алгоритмдерді жазудың графикалық тәсілі, басқаша айтқанда, алгоритмнің логикалық құрылымын график түрінде бейнелейтін тіл десек болады. Есепті шешу алгоритімінің блок схемасын құрған кезде есепті шығару процесі кезеңдерге бөлініді. Әрбір кезең есептелетін операцияның сипатына байланысты белгілі конфигурациясы бар бір геометриялық фигурамен (блокпен) белгіленеді. Мысалы, жұмыр (сопақ), параллелограмм, тіктөртбұрыш, ромб т.с.с.
Блок деп аталатын мұндай фигуралардың ішіне кезеңдердің мазмұны жазылады. Есептелу процесінің бағыты блоктарды қосатын стрелкалармен көрсетіледі. Осы аталғандардың бәрі блок – схема тілінің алфавитін құрайды және олардың мағынасы алдын ала келісілген келісім бойынша беріледі. Әрбір блок схеманың басы және соңы деп аталатын блоктары болады.Басы, соңы блоктарынан басқа әрбір блоктың бір ену және бір – екі шығу сызықтары болады. Атқаратын қызметі жағынан блоктар негізгі және қосымша болып бөлінеді. Негізгі блоктар енгізіу мен баспаға шығару және информацияларды өңдеу әрекеттерін білдіреді, ал қосымша блоктар блок – схеманы түсіндіру және байланыстарды таңбалау үшін пайдаланылады.Блоктардың анықтайтын әрекеттері, яғни түсініктер блокты бейнелейтін геометриялық фигураның ішіне жазылады. Деректерді енгізу блогы есептеу есептерін шешуде айнымалылардың сандық мәндерін компьютердің жадына енгізу үшін қолданылады. Деректерді өңдеу блогы қандай да бір формула бойынша айнымалының мәнін есептеу процесін білдіреді. Мұнда есептелген шамалар оларға сәйкес айнымалылар жаңа мәндер қабылдағанша сақталады.
Бұл блокта формуланың сол жағында тұрған айнымалылар оның жағына да қатыса алады, бұл дегеніміз айнымалының жаңа мәнін бұрын есептелген ескі мәнінен шығарып алудың қажеттігін көрсетеді. Шартты тексеру блогы есептелу процесінің барысы тікелей кейбір шартқа тәуелді болатын есептелу процесінде анықталатын тамақталу алгоритмін бейнелейді.

ІҮ.Жаңа сабақты бекіту

1.«Адасқан блок –схемалар» ойыны

Блок –схемалардың орындары ауыстырылып қойылады. Оқушылар олардың орналасу ретін айтып, орналастыруы керек.

дискілер)

Ү.Бағалау

Электронды кестеден жасалған журнал арқылы жүзге асырылады.

ҮІ. Үйге тапсырма беру

Тақырыпты оқып, мазмұндау