Тема: Алгоритмы работы с величинами

17.11.2016 г. _____________ Тема: Алгоритмы работы с величинами Цели урока: способствовать формированию у учащихся понятий “данные” и “величина”; представления структуры и принципа хранения данных в памяти компьютера; познакомить с системой команд исполнителя-компьютера; разобрать принципы работы команд присваивания, ввода и вывода. Задачи урока: • образовательная – формирование навыков составления алгоритмов решения задач с использованием команд присваивания, ввода и вывода; • развивающая – развитие логического и алгоритмического мышления, памяти, внимательности; • воспитательная – развитие познавательного интереса, логического мышления. Тип урока: урок изучения нового материала. Вид урока: урок с применением опорных конспектов. Возраст учащихся: 9 класс. . Оборудование урока: • компьютер учителя; • мультимедийный проектор; • презентации, подготовленные в MS PowerPoint; • опорные конспекты. План урока. 1. Организационный момент. 2. Повторение пройденного материала. 3. Сообщение темы и постановка цели урока. 4. Изучение нового материала 5. Закрепление нового материала: решение задач. 6. Подведение итогов. 7. Постановка домашнего задания. Ход урока 1. Организационный момент Учитель. Здравствуйте, ребята! Садитесь. Сегодня мы будем работать с опорными конспектами, поэтому, у всех на столах должны лежать пронумерованные листы 1-4. 2. Повторение пройденного материала 1. Что такое программирование? Программирование – область информатики, посвященная разработке программ управления компьютером с целью решения различных информационных задач. 2. Назовите наиболее распространенные языки программирования. С++, Delphi, Java, Pascal, Visual Basic, Python 3. В чем состоит назначение систем программирования? Система программирования – это программное обеспечение компьютера, предназначенное для разработки, отладки и исполнения программ, записанных на определенном языке программирования. 3. Сообщение темы и постановка цели урока Сегодня мы продолжим изучение раздела “ Основы программирования”. Тема нашего урока: “Алгоритмы работы с величинами”. Значит, мы будем работать над алгоритмами, и в качестве исполнителя мы будем рассматривать компьютер, оснащенный системой программирования на определенном языке. На уроке мы должны разобрать понятия “данные” и “величина”, СКИ компьютера. 4. Изучение нового материала Учитель. Вы знаете, что компьютер работает с информацией. Информация, обрабатываемая программой, называется данными. Отдельный информационный объект, например число, символ, называется величиной [1]. Как вы помните, при составлении алгоритма данные делятся на исходные и результаты. Также в процессе вычислений можно использовать и промежуточные данные. При работе с данными их нужно где-то хранить. Так как у нас исполнителем является компьютер, то данные, с которыми работает программа, должны находиться в памяти компьютера. Давайте вспомним структуру оперативной памяти компьютера [4]. Как вы мы говорили раньше , память состоит из ячеек, каждая из которых имеет свой порядковый номер, или адрес. В этих ячейках мы и будем хранить данные. Занесение данных в память, а также извлечение их из памяти, производится строго по адресам. Вывод: всякая величина занимает свое определенное место в памяти компьютера. Величины, которые меняются в ходе выполнения программы, называются переменными, а те, которые не меняются – постоянными или константами. У всякой величины имеются три основных свойства: имя, значение и тип. Для удобства ячейкам памяти принято давать имя, или идентификатор. Идентификатор составляется из латинских букв и цифр, но первым символом должна быть обязательно буква. Например, X, Y, Sum, а также Max, A5, B1, Min и т.д. Величина, хранящаяся в ячейке, называется значением ячейки или переменной. (Слайд ) в ячейке под именем X хранится значение 9, в Y: -13, в Sum: -4. Значит, соответственно значение переменной X равно 9, Y = -13, Sum = -4. Значение константы также хранится в выделенной под нее ячейке памяти. Теперь рассмотрим типы величин. Основные типы величин: числовой, символьный и логический. Числовой тип бывает целый и вещественный. С типом величины связаны три ее свойства: множество допустимых значений, множество допустимых операций, форма внутреннего представления. Перейдем к системе команд исполнителя-компьютера, так как нам необходимо, чтобы алгоритм был понят и точно исполнен нашим исполнителем. Алгоритм работы с величинами составляется из следующих команд: • присваивание • ввод • вывод • обращение к вспомогательному алгоритму • цикл • ветвление. На сегодняшнем уроке мы разберем команды присваивания, ввода и вывода. Внимание на экран. (Объяснение учителя следует с параллельной демонстрацией слайдов презентации) <Приложение5>. (Слайд ). Команда присваивания – одна из основных команд в алгоритмах работы с величинами [1]. Запись этой команды имеет следующий вид: <переменная> := <выражение>. Знак “:=” надо читать как “присвоить”. Эта команда выполняется справа налево. Это инструкция, которая обозначает последовательность действий: 1. вычислить выражение; 2. присвоить полученное значение переменной. Это значит, в ячейку под именем переменной посылается значение выражения. Рассмотрим примеры. (Слайд ). Пример 1. Выполнить команды присваивания: X := 4 Y := 3 Z := X+Y. Решение. В ячейку Х отправляется число 4, в Y – число 3. Затем, выполняется операция сложения: 4 + 3 и полученное значение 7 отправляется в ячейку Z. (Слайд ). Пример 2. Выполнить команды присваивания. Объяснить смысл второй команды. X := 5 X := X +1. Решение. В этом примере используется только одна ячейка Х. Ход выполнения алгоритма: 1) в ячейку под именем Х отправляется число 5; 2) из ячейки Х берется число 5, к нему прибавляется 1 и результат снова отправляется в ячейку под именем Х. Значит, смысл команды X := X +1 заключается в том, что к значению переменной Х прибавляется единица и результат присваивается этой же переменной Х. То есть, данная команда увеличивает значение переменной Х на единицу. (Слайд 4). Команда ввода. Запись: ввод <список переменных>. Например, ввод А, В, С. По команде ввода компьютер прерывает выполнение программы и ждет действий пользователя. Пользователь должен ввести значения переменных с клавиатуры. После ввода эти значения попадают в соответственные ячейки памяти компьютера. Рассмотрим пример. (Слайд 5). Пример 3. Ввести значения переменных А, В, С. ввод А, В, С. Компьютер ждет действий пользователя. Пользователь, например, вводит с клавиатуры через пробел: 8 -6 3. После нажатия эти значения попадают в ячейки А, В, С. (Слайд 6). Команда вывода. Запись: вывод <список вывода>. Например, вывод Х1, Х2. Давайте рассмотрим схему на опорном листе №4 <Приложение4>. Здесь рассмотрен алгоритм сложения двух чисел. С клавиатуры пользователем вводятся значения переменных А и В, которые попадают в соответственные ячейки. Процессором выполняется операция сложения значений ячеек А и В и командой присваивания полученное значение отправляется в ячейку С. Чтобы пользователь мог увидеть результат решения задачи, команда вывода выводит значение ячейки С на экран. Следовательно, можно сделать вывод: 1. Переменные величины получают конкретные значения в результате выполнения команды присваивания или команды ввода. 2. Результаты решения задачи сообщаются компьютером пользователю путем выполнения команды вывода. 5. Закрепление нового материала: решение задач. Учитель. Итак, мы разобрали три команды, теперь нужно научиться применять полученные знания при решении задач. №1. Указать значение величины S после выполнения следующих команд присваивания [3]: 1. S:=5 S:=57; 2. S:=6 S:=-5.2*S S:=0; 3. S:=-7.5 S:=2*3; 4. S:=45 K:=-25 S:=S+K. При решении задачи для наглядности будем использовать таблицу, в которую будем вносить полученные значения переменных. Такая таблица называется трассировочной таблицей, а процесс ее заполнения называется трассировкой алгоритма [1]. Внимание на экран. (Запускается презентация, на слайдах используется эффект появления правильного решения после ответа учащихся) <Приложение6>. Для решения задачи нужно еще раз вспомнить, как работает команда присваивания: сначала выполняется выражение справа от знака “=”, затем полученное значение отправляется в ячейку под именем переменной, записанной слева от знака “=”. Пункты а и б разберем вместе, пункты в и г решите самостоятельно, а затем вместе выполним проверку. Решение в виде трассировочной таблицы оформите в тетради и запишите ответ. (Решение каждого пункта задачи проверяется всем классом с использованием слайдов презентации) <Приложение6>. Рассмотрев последовательное выполнение команд присваивания, какой вывод можно сделать? После обсуждений делается вывод: В результате выполнения команды присваивания в ячейку памяти помещается новое значение. Старое содержимое пропадает. Учитель. А теперь решим еще одну задачу, алгоритм решения которой часто встречается при программировании. №2. Даны две переменные величины X и Y. Требуется произвести между ними обмен значениями [1]. Прежде чем прейдем к решению этой задачи, рассмотрим пример. Внимание на экран. <Приложение7>. (Слад 1). Пример. Имеются два стакана: в одном – молоко, в другом – вода. Нужно поменять содержимое этих стаканов местами. Как поступить? (Слад 2). Нам понадобится дополнительный третий пустой стакан. Последовательность действий будет следующей: 1. перелить из 1-го в 3-й; 2. перелить из 2-го в 1-й; 3. перелить из 3-го во 2-й. (Слад 3). Для решения задачи №2 также нужна третья дополнительная переменная, например, Z. Такая переменная будет называться промежуточной величиной. Составим алгоритм решения. (Слад 4). ввод X,Y Z:=X X:=Y Y:=Z вывод X,Y Заполним трассировочную таблицу. (Слад 5). Команда X Y Z ввод X,Y 1 2 – Z:=X 1 2 1 X:=Y 2 2 1 Y:=Z 2 1 1 вывод X,Y 2 1 1 В итоге значения переменных X и Y поменялись местами. 6. Подведение итогов Учитель. С задачами вы справились, теперь можно подвести итоги. Давайте проверим, как вы поняли новый материал. Для этого ответьте мне, пожалуйста, на следующие вопросы: 1. Где хранит данные исполнитель-компьютер для решения задач? 2. Какие команды умеет выполнять исполнитель-компьютер? 3. Каким образом переменные величины получают конкретные значения? 4. Какой командой сообщаются пользователю результаты решения задачи? 5. Как называется таблица, с помощью которой проверяется ход выполнения алгоритма? После обсуждений ответов на вопросы, учителем выставляются оценки. 7. Постановка домашнего задания