АЛГОРИТМЫ И СПОСОБЫ ИХ ОПИСАНИЯ

Методическая разработка комбинированного занятия

«Алгоритмы и способы их описания»

дисциплина «Информатика и ИКТ»

Методическая разработка комбинированного занятия

Тема. Алгоритмы и способы их описания

Учебные цели

После изучения данной темы студент должен знать:

-       понятие алгоритма и способы их описания;

-       подходы к описанию алгоритмов в окружающей жизни.

После изучения данной темы студент должен уметь:

-       представлять алгоритмы различными способами.

Воспитательные цели

Изучение данной темы способствует воспитанию:

-       формированию способности адекватно оценивать ту или иную ситуацию.

В результате освоения данной темы у студента должны формироваться следующие общие компетенции

ОК  2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК  4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

Общее время занятия – 2 часа.

Оснащение занятия: компьютер и мультимедийный проектор.

Форма организации лекции: лекция подготовлена с элементами беседы с мультимедийной презентацией.

План проведения занятия

Рекомендуемая литература

Основные источники:

1.     Плотникова, Н. Г. Информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) [Текст] : учеб. пособие для СПО / Н. Г. Плотникова. - М. : РИОР [и др.], 2017. - 124 с. - Библиогр.: с. 123.

2.      Сергеева, И. И. Информатика [Текст] : учеб. для сред. проф. образования / И. И. Сергеева, А. А. Музалевская, Н. В. Тарасова. - 2-е изд., перераб. и доп. – М. : ФОРУМ [и др.], 2017. - 384 с. : ил.

3.     Угринович, Н. Д. Информатика и ИКТ. Профильный уровень. Учебник для 10 класса [Текст] : для общеобразоват. учреждений общ. образования / Н. Д. Угринович. - М. : БИНОМ. Лаб. знаний, 2010. - 387 с.

Дополнительные источники:

1.     Акулов, О. А. Информатика: базовый курс [Текст] : учеб. пособие для вузов, бакалавров, обучающихся по направлениям 552800, 654600 «Информатика и вычислительная техника» / О. А. Акулов, Н. В. Медведев. – М.: Омега-Л, 2005. - 551 с.: ил.

2.           Есипов, А. С. Информатика [Текст] : учебник по базовому курсу общеобразовательных учебных заведений / А. С. Есипов. – СПб. : Наука и техника, 2001. – 384 с.: ил.

3.     Лойко, В. И. Структуры и алгоритмы обработки данных [Текст] : учеб. пособие для вузов / В.И. Лойко. – Краснодар : КубГАУ, 2000. – 261 с.: ил.

4.     Макарова, Н. В. Информатика [Текст] : учебник / Н.В. Макарова [и др.] ; под ред. проф. Н. В. Макаровой. – М. : Финансы и статистика, 2004. – 765 с.: ил.

5.     Симонович, С. В. Информатика. Базовый курс [Текст] : учебник для вузов / под ред. С. В. Симоновича – СПб. : Питер, 2004. – 639 с.: ил.

6.     Симонович, С.В. Специальная информатика [Текст] :  учеб. пособие : университетский курс / С. В. Симонович, Г. А. Евсеев, А. Г. Алексеев ; под ред. С. В. Симоновича. – М. : АСИ_ПРЕСС Инфорком-пресс, 2005. – 479 с.: ил.

7.     Степанов, А. Н. Информатика для студентов гуманитарных специальностей [Текст] : учеб. пособие для вузов / А. Н. Степанов–СПб. : Питер, 2002. – 608 с.: ил.

Интернет-источники:

1. Институт новых технологий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.intschool.ru. – Загл. с экрана.

2. Интернет ресурсы по информатике [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www. info.net.edusite.ru/p17aa1.html. – Загл. с экрана.

3. Информатика [Электронный ресурс] : газета. – Режим доступа: http://inf.1september.ru. – Загл. с экрана.

4. Информатика и ИКТ: подготовка к ЕГЭ [Электронный ресурс] –Режим доступа: http://www.alleng.ru/d/comp/comp25.htm.

5. Коллекция ЦОРов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://school-collection.edu.ru. – Загл. с экрана.

6. Компьютерные инструменты в образовании [Электронный ресурс] : журнал. –Режим доступа: http://www.ipo.spb.ru/journal. - Загл. с экрана.

7. Мир ПК [Электронный ресурс] : журнал. – Режим доступа: http://www.osp.ru/pcworld. - Загл. с экрана.

8. Сайт цифровых образовательных ресурсов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.cor.home-edu.ru. – Загл. с экрана.

Тема «Алгоритмы и способы их описания»

План комбинированного занятия

1. Организационный этап.

2. Контроль исходного уровня знаний..

3. Объяснение нового материала.

3.1. Понятие алгоритма и его исполнителя.

3.2. Основные свойства алгоритма.

3.3. Способы описания алгоритма.

3.4. Виды алгоритмов.

4. Проверка уровня усвоения нового материала.

5. Подведение итогов и задание на дом.

Конспект занятия

1. Организационный этап.

Приветствие. Преподаватель и студенты приветствуют друг друга. Определение отсутствующих студентов. Организация внимания студентов.

2. Контроль исходного уровня знаний.

Студентам задаются вопросы по предыдущей теме:

- Что понимается под моделированием?

- Каковы особенности построения моделей в различных предметных областях?

- Каковы особенности компьютерных моделей? Приведите примеры.

- Каковы особенности информационных моделей? Приведите примеры.

Ответ оценивается отметкой «5», если обучающийся:

• изложил материал грамотным языком в определенной логической последовательности;

• показал умение иллюстрировать теоретические положения конкретными примерами;

• отвечал самостоятельно без наводящих вопросов;

• возможны одна-две неточности при освещении вопросов, которые обучающийся исправил.

Ответ оценивается отметкой «4», если он удовлетворяет в основном требованиям на оценку «5», но при этом имеет один из недостатков:

• в изложении допущены небольшие пробелы, не исказившие содержание ответа;

• допущены один-два недочета при освещении основного содержания ответа, не исправленные самим обучаемым.

Отметка «3» ставится в следующих случаях:

• неполно раскрыто содержание материала, но показано общее понимание вопроса;

• имелись затруднения или допущены ошибки в определении понятий и использовании терминологии, исправленные после наводящих вопросов;

Отметка «2» ставится во всех других случаях.

3. Объяснение нового материала.

Цель занятия – выяснить, что такое алгоритм и алгоритмизация, познакомиться с историей возникновения данного понятия, его свойствами, исполнителем алгоритма и системой команд исполнителя, изучить виды алгоритмов, а также выяснить, где в реальной жизни встречаемся с алгоритмами.

Запишем тему урока: «Алгоритмы и способы их описания». 

В своей жизни мы встречаемся с различными практическими задачами: например, приготовление супа, решение уравнения, покупка продуктов и т.д. Обычно мы выполняем привычные действия не задумываясь, механически. Значит, при решении любой задачи человек выполняет некоторую последовательность действий.

3.1. Понятие алгоритма и его исполнителя.

Слово алгоритм происходит от латинской формы латинского написания имени великого узбекского математика и астронома IX в. Аль-Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических действий. Первоначально под алгоритмами и понимали правила выполнения четырех арифметических действий над многозначными числами. В дальнейшем это понятие стали использовать для обозначения последовательности действий, приводящих к решению поставленной задачи. Само слово «алгоритм» возникло в Европе после перевода на латынь книги этого математика.

Под алгоритмом понимают понятное и точное предписание или указание исполнителю совершить определенную последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи.

Каждый алгоритм строится в расчете на некоторого исполнителя. Для того чтобы исполнитель мог решить задачу по заданному алгоритму, необходимо, чтобы он был в состоянии понять и выполнить каждое действие, предписываемое командами алгоритма.

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

3.2. Основные свойства алгоритма.

Каждый из нас постоянно встречается с множеством задач от самых простых и хорошо известных до очень сложных. Для многих задач существуют определенные правила (инструкции, предписания), объясняющие исполнителю, как решать данную задачу. Эти правила человек может изучить заранее или сформулировать сам в процессе решения задачи.

Каждое указание алгоритма предписывает исполнителю выполнить одно конкретное законченное действие. Исполнитель не может перейти к выполнению следующей операции, не закончив полностью выполнения предыдущей. Предписания алгоритма надо выполнять последовательно одно за другим, в соответствии с указанным порядком их записи. Выполнение всех предписаний гарантирует правильное решение задачи.

Анализ примеров различных алгоритмов показывает, что запись алгоритма распадается на отдельные указания исполнителю выполнить некоторое законченное действие. Каждое такое указание называется командой. Команды алгоритма выполняются одна за другой. После каждого шага исполнения алгоритма точно известно, какая команда должна выполняться следующей.

Поочередное выполнение команд алгоритма за конечное число шагов приводит к решению задачи, к достижению цели. Исполнение алгоритма должно закончиться за обозримое или конечное число шагов.

Таким образом, выполняя алгоритм, исполнитель может не вникать в смысл того, что он делает, и вместе с тем получать нужный результат. В таком случае говорят, что исполнитель действует формально, т. е. отвлекается от содержания поставленной задачи и только строго выполняет некоторые правила, инструкции. Это положение и лежит в основе работы автоматических устройств, автоматизации деятельности человека.

Запишем свойства алгоритма:

1. Конечность. Каждое действие должно быть закончено исполнителем, прежде чем он перейдёт к выполнению следующего.

2. Дискретность. Предопределенный алгоритмом вычислительный процесс всегда можно расчленить как на отдельные этапы, так и на элементарные операции.

3. Определенность. Каждая команда должна точно определять действие и не допускать двусмысленности.

4. Точность. Запись алгоритма должна быть такова, чтобы, выполнив одно действие, исполнитель точно знал, какое выполнять следующим.

5. Понятность. Исполнитель должен быть в состоянии выполнить алгоритм.

6. Формальность. Исполнителю не нужно уметь решать задачу, он только должен уметь выполнять команды.

7. Результативность. Исполнение алгоритма всегда сводится к конечному числу действий и должно приводить к определенному результату.

8. Массовость. С помощью одного и того же алгоритма можно не один раз решать однотипные задачи. Чем больше случаев может охватить алгоритм, тем больше его ценность.

3.3. Способы описания алгоритма.

Словесное представление алгоритма рассчитано на исполнителя-человека.  В научной литературе для описания действий используются специальные символы, обозначения или сокращения. Графический способ представления алгоритма  – с помощью геометрических фигур, для исполнителя-человека, а также как подготовительный этап для реализации на компьютере. Этот способ считается универсальным, ведь его понимают люди говорящие на разных языках и владеющие разными языками программирования. Программа тоже является отображением алгоритма,  но для исполнителя-компьютера.

Алгоритм можно записать следующими способами:

1. Словесно – на естественном языке.

2. Структурно-стилизованно – на формальном алгоритмическом языке псевдокода (ограниченного набора типовых конструкций, представленных в понятном для разработчика алгоритма).

3. Графически – в виде блок-схем.

4. Программно – средствами какого-либо языка программирования.

В схеме алгоритма каждому типу действий (ввод исходных данных, вычисление, проверка условия, управление циклом, вывод результатов, окончание) соответствует своя геометрическая фигура — блок. Блоки соединяются линиями со стрелками, указывающими последовательность действий. Внутри блока записывается содержание соответствующего действия. Совокупность блоков образует блок-схему алгоритма.

3.4. Виды алгоритмов.

По структуре выполнения алгоритмы делятся на три вида:

1. Линейные - алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз.

2. Разветвляющиеся – пользователю предоставляется выбор направления продолжения действий по итогам проверки заданного условия.

3. Циклические – содержат указания на многократное повторение отдельных действий.

4. Проверка уровня усвоения нового материала.

Является ли алгоритм моделью?

Кто будет исполнителем алгоритма внутривенного введения лекарства?

Вы работаете в текстовом редакторе. Кто исполнитель ваших указаний?

Приведите примеры словесного, структурно-стилизованного и программного способа описания алгоритма.

Ответ оценивается отметкой «5», если обучающийся:

• изложил материал грамотным языком в определенной логической последовательности;

• показал умение иллюстрировать теоретические положения конкретными примерами;

• отвечал самостоятельно без наводящих вопросов;

• возможны одна-две неточности при освещении вопросов, которые обучающийся исправил.

Ответ оценивается отметкой «4», если он удовлетворяет в основном требованиям на оценку «5», но при этом имеет один из недостатков:

• в изложении допущены небольшие пробелы, не исказившие содержание ответа;

• допущены один-два недочета при освещении основного содержания ответа, не исправленные самим обучаемым.

Отметка «3» ставится в следующих случаях:

• неполно раскрыто содержание материала, но показано общее понимание вопроса;

• имелись затруднения или допущены ошибки в определении понятий и использовании терминологии, исправленные после наводящих вопросов;

Отметка «2» ставится во всех других случаях.

5. Подведение итогов и задание на дом.

1. Поработать с конспектом занятия: выучить понятие алгоритма, его свойства, элементы блок-схемы и виды алгоритмов.

2. К лабораторно-практическому занятию составить словесный алгоритм любой национальной сказки.

Скачано с www.znanio.ru