Изобретатели

Алгоритм из повседневной жизни. Презентация на тему «Алгоритмы в нашей жизни

Алгоритм - описанная на некотором языке точная конечная
система правил, определяющая содержание и порядок
действий над некоторыми объектами, строгое выполнение
которых дает решение поставленной задачи.
Слово «алгоритм» произошло от имени
узбекского математика Мухаммеда
Аль-Хорезми

Понятие алгоритма (продолжение)

Любой алгоритм предназначен для определенного исполнителя
(человека, робота, компьютера, языка программирования и т.д.).
Исполнитель алгоритма – человек или устройство (в частности,
процессор компьютера), умеющий выполнять определённый набор действий.
Исполнитель является средством реализации алгоритма.
Объекты, над которыми исполнитель может совершать действия, образуют
среду исполнителя.

Алгоритмы в жизни человека

Распорядок дня
Рецепты
План работы
Инструкции по использованию
…
Любую деятельность человека
можно описать с помощью
алгоритмов

Алгоритмы в жизни человека

Вопрос: Как заставить человека решать или
выполнять какую либо задачу какую-либо
задачу, если человек не знает как?
Ответ: Научить!
1.Выбрать способ решения задачи
2. Рассказать как реализовать способ.
Понятно и доступно!
3.Человек (исполнитель) решает задачу
строго в соответствии с выбранным методом.

Алгоритм и компьютер
Вопрос: Как заставить компьютер решать или
выполнять какую либо задачу какую-либо задачу?
Ответ: Научить!
1.
выбирают способ (метод, порядок) решения задачи
и изучают его во всех подробностях;
2.
описывают исполнителю (компьютеру) выбранный
метод в абсолютно понятном для него виде;
3.
исполнитель решает задачу строго в соответствии
с выбранным методом.

Выбор способа решения задачи

Способ решения задачи должен быть
известен (из практики, здравого смысла, из
литературы)
Главная трудность: из нескольких методов
выбрать такой, который в наибольшей
степени отвечал бы некоторым
требованиям, например, минимальная
трудоемкость, максимальная
эффективность и т.д

Описание выбранного метода

выделить величины, являющиеся исходными
для задачи;
разбить процесс решения задачи на такие
этапы, которые известны исполнителю и
которые он может выполнить однозначно без
всяких пояснений;
указать порядок выполнения этапов;
указать признак окончания процесса решения
задачи;
указать во всех случаях, что является
результатом решения задачи.

Алгоритм должен удовлетворять определенным
требованиям. Принято выделять следующие
семь:
1. Наличие ввода исходных данных.
2. Наличие вывода результата выполнения.
3. Однозначность (компьютер «понимает» только
однозначные инструкции).
4. Общность – алгоритм предназначен для решения
некоторого класса задач.
5. Корректность – алгоритм должен давать
правильное решение задачи.
6. Конечность – решение задачи должно быть
получено за конечное число шагов.
7. Эффективность – для решения задачи должны
использоваться ограниченные ресурсы компьютера
(процессорное время, объем оперативной памяти и
т.д.).

При разработке алгоритма используют следующие основные
принципы.
Принцип поэтапной детализации алгоритма (другое название
- "проектирование сверху-вниз"). Этот принцип предполагает
первоначальную разработку алгоритма в виде укрупненных
блоков (разбиение задачи на подзадачи) и их постепенную
детализацию.
Принцип "от главного к второстепенному", предполагающий
составление алгоритма, начиная с главной конструкции. При
этом, часто, приходится "достраивать" алгоритм в обратную
сторону, например, от середины к началу.
Принцип структурирования, т.е. использования только
типовых алгоритмических структур при построении алгоритма.
Нетиповой структурой считается, например, циклическая
конструкция, содержащая в теле цикла дополнительные выходы
из цикла. В программировании нетиповые структуры
появляются в результате злоупотребления командой
безусловного перехода (GoTo). При этом программа хуже
читается и труднее отлаживается.

10. Свойства алгоритма

Дискретность (разрывность) - каждый алгоритм
состоит из отдельных законченных действий и
соответственно алгоритм представляет
последовательность указаний, команд, определяющих
порядок выполнения шагов процесса.
Массовость - применимость алгоритма ко всем задачам
рассматриваемого типа, при любых исходных данных.
Определенность (детерминированность, точность)- каждый
шаг алгоритма должен быть строго определен и не
допускать различных толкований. Описание алгоритма
должно быть таким, чтобы его мог выполнить любой
грамотный пользователь.

11. Свойства алгоритма (продолжение)

Результативность – любой алгоритм должен
завершаться за конечное (может быть очень большое)
число шагов.
Формальность – любой исполнитель, способный
воспринимать и выполнять инструкции алгоритма,
действует формально, т.е. отвлекается от содержания
поставленной задачи и лишь строго выполняет
инструкции.

12. Способы описания алгоритмов

Словесное описание представляет структуру
алгоритма на естественном языке. Никаких правил
составления словесного описания не существует.
Псевдокод - описание структуры алгоритма на
естественном, частично формализованном языке,
позволяющее выявить основные этапы решения
задачи, перед точной его записью на языке
программирования.

13.

Пример. Найти корни уравнения Ax2 + Bx + C = 0
1. Ввести величины A, B, C.
2. Вычислить дискриминант по формуле D = B2 - 4 A C.
3. Если D < 0, то действительных корней нет.
4. Если D > 0, то идти к п. 5.
5.
6. Вывести значения X1 и X2.
7. Закончить.

14.

Способы описания алгоритмов
(продолжение)
Блок-схема - описание структуры алгоритма
с помощью геометрических фигур с линиямисвязями, показывающими порядок выполнения
отдельных инструкций.
Программа - описание структуры алгоритма на
алгоритмическом языке программирования.

15. Способы описания алгоритмов (продолжение)

Алгоритм, предназначенный для исполнения
на компьютере, должен быть записан на
«понятном» ему языке.
Такой формализованный язык называют
языком программирования.

16. Основные конструкции блок-схем

Начало/конец
алгоритма
(для
подпрограмм – вызов/возврат)
Процесс, предназначенный
описания отдельных действий
для
Предопределенный
процесс,
предназначенный для обращения к
вспомогательным
алгоритмам
(подпрограммам)
Ввод/вывод
носителя
с
Ввод с клавиатуры
Вывод на монитор
неопределенного
Начало
Конец
Действие

17. Основные конструкции блок-схем (продолжение)

Вывод
на
устройство
печатающее
Решение (проверка условия или
условный блок)
Блок, описывающий цикл с
параметром
Границы цикла, описывает
циклические
процессы
типа:
«цикл с
предусловием»,
«цикл
с постусловием»
Соединительные блоки
Нет
Да
<Тело цикла>
<Тело цикла>
А
А

18.

Правила выполнения схем алгоритмов и программ
устанавливает ГОСТ 19.701-90 ЕСПД.
Единая система программной документации
(ЕСПД) - комплекс государственных стандартов,
устанавливающих взаимосвязанные правила
разработки, оформления и обращения программы и
программной документации.
Схема алгоритма - графическое представление
определения, анализа или метода решения задач, в
котором используются символы для отображения
данных и операций.
Схемы алгоритмов и программ состоят из имеющих
заданное значение символов, краткого
пояснительного текста и соединяющих линий.

19.

Правила выполнения символов
Контуры символов и их размеры должны
соответствовать ГОСТ 19.701-90.
Символы должны быть одного размера.
Символы в схеме должны быть расположены
равномерно. Следует придерживаться разумной
длины соединений и минимального числа длинных
линий.
Минимальное количество текста, необходимого для
понимания функции данного символа, следует
помещать внутри символа. Текст должен быть
записан слева направо и сверху вниз.
Для текста следует использовать чертежный шрифт
по ГОСТ 2.304-81 с высотой букв не менее 2,5 мм.
Сокращение слов в записях не допускается, за
исключением установленных государственными
стандартами.

20.

Если объем текста, помещенного внутри символа, превышает
его размеры, следует использовать символ «комментарий».
Комментарий помещается на свободном поле схемы алгоритма,
по возможности вблизи поясняемого символа, и соединяется с
ним штриховой линией.

21.

Правила выполнения линий
Линии показывают потоки данных или управление.
Направление потока слева направо и сверху вниз считается
стандартным. Если поток имеет направление, отличное от
стандартного, то применяется указатель направления потокастрелка по ГОСТ 2.307-68.
Линии в схемах должны подходить к символу либо слева, либо
сверху, а исходить либо справа, либо снизу. Линии должны быть
направлены к центру символа.
Толщина линий для вычерчивания символов и связей между
ними должна быть одинаковой. Рекомендуется использовать
толщину от 0,6 до 0,8 мм.
В схемах предусмотрено использование двух типов линий -
сплошной тонкой для вычерчивания символов и потоков, и
штриховой - для изображения связей символа с комментарием
или выделения группы символов.
В схемах следует избегать пересечений линий. В
исключительных случаях допускается изображение
пересекающихся линий.
Если две и более линий объединяются в одну, то место их
объединения должно быть смещено.

22.

Правила выполнения соединений
Разрывы линий в схемах возникают при
большой насыщенности символами, при
длинных линиях потоков или
размещении схемы на нескольких
страницах. В этих случаях следует
применить специальный символ
«соединитель» .
Если схема размещается на нескольких
страницах, то следует применять
соединитель с комментарием или
«межстраничный соединитель».

23.

Пример выполнения схемы алгоритма на нескольких страницах (страница 1)

24.

Пример выполнения схемы алгоритма на нескольких страницах (страница 2)

25. Основные алгоритмические конструкции. Линейная алгоритмическая конструкция

Линейной называют алгоритмическую конструкцию,
реализованную в виде последовательности действий (шагов), в
которой каждое действие (шаг) алгоритма выполняется ровно
один раз, причем после каждого i- го действия (шага)
выполняется (i+1)-e действие (шаг), если i-е действие - не конец
алгоритма.
Пример.
Опишем алгоритм сложения двух чисел на псевдокоде и в виде блоксхемы.
Псевдокод:
1. Ввод двух чисел A, B.
2. Вычисляем сумму S = A + B.
3.Вывод S.
4.Конец.
Начало
Ввод A, B
S=A+B
S
Конец

26. Разветвляющаяся алгоритмическая конструкция

Разветвляющейся (или ветвящейся) называется алгоритмическая конструкция,
обеспечивающая выбор между двумя альтернативами в зависимости от значения
входных данных.
Неполное ветвление
Полное ветвление
Нет
Действие 2
Условие
Да
Действия 1
Истина (Да)
Условие
Ложь (Нет)
Действия

27. Команда «Выбор»

Да
Действие 1
Нет
V1 (Z)
Да
Действие 2
Нет
V2 (Z)
Да
Действие 3
V3 (Z)
Нет
Действие 4

28. Алгоритмическая конструкция «Цикл»

Циклической (или циклом) называют алгоритмическую
конструкцию, в которой некая, идущая подряд группа
действий (шагов) алгоритма может выполняться
несколько раз, в зависимости от входных данных или
условия задачи.
Группа повторяющихся действий на каждом шагу цикла
называется телом цикла.

29. Алгоритмическая конструкция «Цикл»

Арифметический цикл(цикл с параметром, цикл с известным числом
повторений)
В арифметическом цикле число его шагов (повторений) однозначно
определяется правилом изменения параметра.
Оно задается с помощью начального (N) и конечного (К) значений
параметра и шагом (h) его изменения.
Правило изменения параметра i: i = N, К, h
означает
1-й шаг цикла
i=N
2-й шаг цикла
i=N+h
3-й шаг цикла и т.д.
i = N + 2h
последний шаг
i=K

30. Алгоритмическая конструкция «Цикл»

Цикл с предусловием.
◦ Сначала проверяется значение условного выражения (условие) перед
выполнением очередного шага цикла.
◦ Если значение условного выражения истинно, исполняется тело цикла.
После чего управление вновь передается проверке условия и т.д.
◦ Эти действия повторяются до тех пор, пока условное выражение не примет значение
ЛОЖЬ.
◦ При первом же несоблюдении условия цикл завершается.
Схема алгоритма, соответствующая инструкции while
Логика алгоритма, соответствующая инструкции while

31.

Алгоритмическая конструкция «Цикл»
Цикл с постусловием.
◦ Заранее не определено число повторений тела цикла, оно зависит
от входных данных задачи.
◦ Тело цикла всегда будет выполнено хотя бы один раз,
после чего проверяется условие.
◦ Тело цикла будет выполняться до тех пор, пока значение условного
выражения ложно. Как только оно становится истинным,
выполнение команды прекращается.
Логика алгоритма, соответствующая инструкции repeat
Схема алгоритма, соответствующая инструкции repeat

32.

Стандартные циклические алгоритмы
Правило суммирования
Начальное значение суммы S=0
В теле некоторой циклической
конструкции выполнить
команду: S = S + <слагаемое>

33. Правило умножения

Начальное значение произведения
P=1
В теле некоторой циклической

P = P * <множитель>

34. Правило счетчика

Начальное значение счетчика K=0
В теле некоторой циклической
конструкции выполнить команду:
K=K+1

35. Расположение циклов

последовательные
вложенные
запрещенные

36. Рекурсивный алгоритм

Рекурсивным называется алгоритм,
организованный таким образом, что в
процессе выполнения команд на какомлибо шаге он прямо или косвенно
обращается сам к себе.

Гордиенко Владимир, Загайнова Софья, Гореликов Илья, Куртеев Михаил

Мы живем в большом потоке информации. Информация – постоянный спутник человека. Люди всегда стремились облегчить свой труд с помощью механизмов и машин. И такой машиной для работы с информацией стал компьютер. Мы изучаем информатику со 2 класса. На уроках этого предмета мы узнали многое об информации, устройствах компьютера, алгоритмах. Заинтересовало то, что в нашей повседневной жизни нас окружают алгоритмы, любой человек выполняет свои действия по порядку, раздумывая, правильно ли он поступает.

Исходя из актуальности данной проблемы, мы выбрали для исследования тему «Алгоритмы в нашей жизни» и определили цели и задачи работы.

Целью нашего исследования является закрепление знаний об алгоритмах и выделение групп алгоритмов, встречающихся в нашей жизни.

Мы поставили перед собой следующие задачи :

· уточнить понятие «алгоритм»;

узнать историю возникновения понятия «алгоритм»
выделить алгоритмы из нашей жизни.
составить учебные алгоритмы.

В своей работе мы применяли следующие методы исследования : изучение литературы и информации в интернете, наблюдение.

Наша работа состоит из двух частей: теоретической и практической.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Введение…………………………………………………………………………...3

I. Что такое алгоритм?…………………………………………………………….4

Понятие алгоритма........................................................................................4
История возникновения понятия «алгоритм»............................................6

II. Алгоритмы в нашей жизни……………………………………………………8

Группы алгоритмов.......................................................................................8
Учебные алгоритмы на уроках русского языка........................................11

Заключение……………………………………………………………………….15

Список литературы………………………………………………………………16

Введение

Мы живем в большом потоке информации. Информация - постоянный спутник человека. Люди всегда стремились облегчить свой труд с помощью механизмов и машин. И такой машиной для работы с информацией стал компьютер. Мы изучаем информатику со 2 класса. На уроках этого предмета мы узнали многое об информации, устройствах компьютера, алгоритмах. Заинтересовало то, что в нашей повседневной жизни нас окружают алгоритмы, любой человек выполняет свои действия по порядку, раздумывая, правильно ли он поступает.

Целью нашего исследования является закрепление знаний об алгоритмах и выделение групп алгоритмов, встречающихся в нашей жизни.

Мы поставили перед собой следующие задачи :

уточнить понятие «алгоритм»;
узнать историю возникновения понятия «алгоритм»
выделить алгоритмы из нашей жизни.
составить учебные алгоритмы.

В своей работе мы применяли следующие методы исследования : изучение литературы, наблюдение.

I. Что такое алгоритм?

1.Понятие алгоритма

Любой человек ежедневно 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. Чем точнее и понятнее будут описаны правила решения задач, тем быстрее человек овладеет ими и будет эффективнее их применять.

Решение многих задач человек может передавать техническим устройствам - автоматам, роботам, компьютерам. Разрабатываются специальные языки для четкого и строгого описания различных правил. Это одна из задач информатики.

Каждый из нас ежедневно использует различные алгоритмы: инструкции, правила, рецепты и т. п. Обычно мы это делаем не задумываясь. Например, открывая дверь ключом, никто не размышляет над тем, в какой последовательности выполнять действия. Однако чтобы кого-нибудь (скажем, младшего брата) научить открывать дверь, придется четко указать и сами действия, и порядок их выполнения. Например, так:

Достать ключ.

Вынуть ключ.

А если представить, что вас пригласили в гости. Наверняка вы попросите подробно и точно объяснить, как добраться. Вот как может выглядеть объяснение:

Выйти из дома.

Повернуть направо.

Пройти 2 квартала до автобусной остановки.

Сесть в автобус № 25, идущий к центру города.

Проехать 3 остановки.

Выйти из автобуса.

На первый взгляд, между этими алгоритмами нет ничего общего. Однако если приглядеться внимательно, можно заметить существенное сходство между ними. Прежде всего, это строгий порядок выполнения действий. Давайте переставим в первом алгоритме второе и третье действия:

Достать ключ.

Повернуть ключ 2 раза против часовой стрелки.

Вставить ключ в замочную скважину.

Вынуть ключ.

Конечно, можно выполнить и этот алгоритм. Но дверь вряд ли откроется. А что произойдет, если поменять местами четвертое и пятое действия во втором алгоритме? Он станет невыполнимым! Итак, мы убедились, что для алгоритма важен не только набор действий, но и то, как они организованы, т. е. в каком порядке выполняются.

Мы можем теперь сказать, что алгоритмы - это строго определенная последовательность действий.

Алгоритм - это план достижения цели, состоящий из шагов. В нём обозначено начало и конец. Шаги алгоритма выполняются один за другим от начала к его концу

2. История возникновения понятия «алгоритм»

Слово алгоритм происходит от algorithmi - латинской формы написания имени выдающегося математика IX века Аль Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических действий «Аль-Хорезми» означает «из Хорезма» (области в нынешнем Узбекистане).

Около 825 года аль-Хорезми написал сочинение, в котором впервые дал описание придуманной в Индии десятичной системы счисления. Аль-Хорезми сформулировал правила вычислений в новой системе и, вероятно, впервые использовал цифру 0.

Сегодня ни у кого нет сомнений, что слово «алгоритм» попало в европейские языки именно благодаря этому сочинению.

Сначала слово «алгоритм» означало искусство счёта с помощью арабских цифр. Постепенно значение слова изменялось. К началу 20 века для математиков слово «алгоритм» уже обозначало любой математический процесс, выполняемый по строго определённым правилам. К концу 20 века «алгоритм»появилось в информатике. Это связано с распространением компьютеров. Слово «алгоритм» в наши дни известно каждому. Оно встречается в разговорной речи, в газетах, в выступлениях по телевидению.

II. Алгоритмы в нашей жизни

1. Группы алгоритмов

В своей практической деятельности мы постоянно встречаемся с задачами, для решения которых требуется многократно повторять одни и те же действия.

На уроках информатики мы рассматривали много алгоритмов из жизни, учебных предметов, сказок и т.д. Нас заинтересовало то, а можно ли алгоритмы каким-то образом разделить на группы. Мы выделили следующие группы.

1) Алгоритмы в кулинарных рецептах

Любой кулинарный рецепт - это алгоритм. Имя алгоритма - это название производимого продукта.

Алгоритм «Варенье из черной смородины»

начало

ягоды черной смородины положить в кастрюлю

добавить сахар

уварить до готовности

конец

Алгоритм приготовления борща

начало

Включить плиту

Налить воду в кастрюлю

Поставить кастрюлю на плиту

Положить в воду мясо

мясо варить до готовности

почистить картошку

нашинковать картошку

Почистить лук

Порезать лук

почистить морковь

почистить свёклу

натереть свёклу на тёрке

натереть морковь на тёрке

поставить сковороду на плиту

включить плиту

налить масло на сковороду

обжарить лук, свёклу, морковь

нашинковать капусту

картошку, капусту, обжаренные овощи положить в кастрюлю

варить до готовности

добавить соль и специи

отключить печь

конец

Алгоритм «Приготовление яичницы»

начало

Включить печку

Подождать, пока печка нагреется

Поставить сковородку на печку

Налить масло

Разбить яйцо на сковородку

Посолить

Ждать, пока пожарится яйцо

Выключить печь

конец

У каждой хозяйки много кулинарных рецептов.

2) Алгоритмы из окружающего мира

Режим дня
Помощь родителям по хозяйству (как убирать квартиру, сходить в магазин и т.д.)
Прополка грядки, огорода, посадка растений

3) Алгоритмы из школьной жизни

Расписание уроков
График подачи звонков
Расписание кружков

4) Учебные алгоритмы

Как писать изложение, диктант
Как решать задачи по математике
Как выучить стихотворение и т.д.

2. Учебные алгоритмы на уроках русского языка

Для успешного овладения знаниями нам необходимы учебные алгоритмы. Такие алгоритмы мы составляем на уроках русского языка и математики. Приведём примеры алгоритмов, применяемых на уроках русского языка.

Алгоритм «Звукобуквенный разбор слова»

начало

Запиши слово. Произнеси его по слогам. Укажи границы слогов.
Произнеси слово целиком несколько раз и послушай, на какой слог падает ударение. Поставь знак ударения над ударным гласным
Произнеси слово целиком, выделяя каждый звук. Запиши слово звуками:
Запиши слово буквами по вертикали. Укажи, какой звук обозначает каждая буква. Посчитай и запиши внизу количество букв, звуков и слогов
Дай характеристику каждому звуку. У гласных указывай: ударный звук или безударный. У согласных указывай: звонкий он или глухой, парный или непарный; мягкий он или твёрдый, парный или непарный

конец

Алгоритм правильного написания окончания существительного единственного числа

Чтобы правильно написать безударное падежное окончание существительного, надо:

начало

Поставить в начальную форму (И.п., ед.ч.) и определить склонение.
Определить падеж.
Посмотреть в таблице окончания существительных данного склонения в этом падеже

Склонение существительных в единственном числе

Падеж	1 скл		2 скл		3 скл
И.п.	Стена′	Земля	Стол Село	Конь Поле	Степь
Р.п.	Стены′	Земли′	Стола Села	Коня Поля	Степи′
Д.п.	Стене′	Земле	Столу Селу	Коню Полю	Степи′
В.п.	Стену	Землю	Стол Село	Коня Поле	Степь
Т.п.	Стеной Стеною	Землёй Землёю	Столом Селом	Конём Полем	Степью
П.п.	О стене	Земле	Столе Селе	Коне Поле	Степи′

или

Подобрать опорное слово.

ОПОРНЫЕ СЛОВА

конец

Алгоритм определения склонения имени существительного

начало

Поставь имя существительное в начальную форму (И.п., ед.ч.)
Определи род имени существительного
Выдели окончание имени существительного
По роду и окончанию определи склонение

конец

Алгоритм определения падежа имени существительного

начало

Найди словосочетание, в которое входит это имя существительное.
Определи главное и зависимое слово.
От главного слова к зависимому слову задай падежный вопрос.
По падежному вопросу и предлогу определи падеж имени существительного.

конец

Заключение

Выполняя эту работу мы закрепили знания об алгоритмах и выделили некоторые группы алгоритмов, встречающиеся в нашей жизни.

Это не все алгоритмы, которые мы смогли увидеть и разделить на группы. В будущем мы хотим продолжить это исследование, обогатив свои знания на уроках информатики и используя информацию из повседневной жизни.

Литература

Е.П. Бененсон, А.Г. Паутова Информатика.3 кл.: Учебник-тетрадь в 2-х частях.: 1 ч., 2 ч., 2010
Дворчик Ш. Мышка Программышка в стране информатике, - М.:Радио и связь, 1990.
Каленчук М.Л., Чуракова Н.А., Байкова Т.А. Русский язык. 3 кл.: Учебник в 3-х частях. Часть 1,2, 2010
http://ru.wikipedia.org/wiki/Алгорифм
http://www.genon.ru/GetAnswer.aspx?qid=69df66ea-2d86-4fa2-a7bb c7e169a0eca1

Сколько раз следует объехать квартал, чтобы найти подходящее место для парковки?
Как долго стоит испытывать удачу в рискованном предприятии, прежде чем забрать свою долю?
Сколько ждать лучшего предложения на этот дом или автомобиль?
И даже: пора ли уже жениться или подвернется кто-то получше?

Мы пытаемся разрешить такие вопросы каждый день, и в некоторых случаях это даже мучительно. Однако эти мучения необязательны. По крайней мер с математической точки зрения все эти вопросы вполне решаемы, принадлежат к разряду задач об оптимальной остановке, и ответ — потратить 37% своего времени и усилий.

Правило 37% определяет простую последовательность шагов, которая призвана решать подобные проблемы. На языке программистов она называется алгоритмом.

У многих слово «алгоритм» вызывает малоприятные ассоциации со школьной математикой. На самом же деле задолго до того, как алгоритмы стали задействоваться в программировании, их начали применять люди, причем область их действия не сводится исключительно к математике. Когда вы печете хлеб, вы используете рецепт и, значит, следуете алгоритму. Когда вы вяжете свитер по рисунку, вы следуете алгоритму. Алгоритмы были неотъемлемой частью жизни человека со времен каменного века.

Авторы хорошо знакомы с междисциплинарными исследованиями в отраслях когнитивистики, математики, экономики. Прежде чем защитить дипломную работу в области исследования английского языка, Брайан изучал компьютерные технологии и философию, а карьеру построил на стыке всех трех специальностей. Том посвятил годы изучению психологии и статистики, прежде чем стал профессором Калифорнийского университета в Беркли, где теперь уделяет почти все свое время исследованию взаимосвязей между мыслительной деятельностью человека и вычислительными операциями.

Кроме того, в поисках алгоритмов для жизни авторы беседовали с людьми, которые придумали самые известные алгоритмы за последние 50 лет. И спрашивали, как их исследование повлияло на их же подход к решению жизненных задач. Ведь как сказал , «наука — это скорее определенный образ мышления, нежели просто совокупность знаний».

В книге авторы с успехом ищут лучшие решения для задач, с которыми все мы сталкиваемся ежедневно, — ну или таких неожиданных, как «вовремя уйти, когда ты на коне» на примере Березовского (подсказка — задача грабителя).

Или же рассказывают о паническом ужасе Данни Хиллиса (впоследствии основателя корпорации Thinking Machines) от носков своего соседа по комнате в общежитии. Дело было не в том, что сосед Хиллиса не стирал свои носки. Он их как раз стирал. Проблема заключалась в том, что происходило после. Молодой человек доставал носок из корзины с чистым бельем. Потом наугад доставал второй. Если носки не оказывались парными, он бросал второй носок обратно в корзину. Этот процесс продолжался до тех пор, пока он не находил пару первому носку. Итак, при 10 разных парах носков ему приходилось в среднем 19 раз вытаскивать разные носки, чтобы подобрать одну пару, и еще 17 раз, чтобы составить вторую. В общей сложности сосед Хиллиса мог вылавливать по одному носку 110 раз, чтобы собрать 20 пар. Этого было достаточно, чтобы начинающий компьютерный специалист переехал жить в другую комнату. До сих пор обсуждение техники сортировки носков может пробудить в программистах удивительное красноречие.

Еще неожиданный пример: в одном из эпизодов «Секретных материалов» агент Малдер, прикованный к постели (в буквальном смысле), вот-вот должен был пасть жертвой вампира-невротика. Чтобы спастись, он опрокинул на пол пакет с семечками. Вампир, бессильный перед своей психической болезнью, стал нагибаться, чтобы подобрать их, семечко за семечком. Тем временем наступил рассвет — раньше, чем Малдер стал добычей монстра. Программисты назвали бы такой метод атакой пингования или сетевой атакой типа «отказ в обслуживании»: если заставить систему выполнять бесконечное количество банальных задач, самые важные вещи будут утеряны в хаосе.

И еще один пример напоследок: рядом со сканом реального дневника Дарвина приводится вот такая история.

Когда Чарльз размышлял, стоит ли ему сделать предложение своей кузине Эмме Веджвуд, он достал карандаш и бумагу и взвесил все возможные последствия своего решения. В пользу брака он привел возможность обзавестись детьми, построить теплые отношения и наслаждаться «очарованием музыки и женскими беседами». Против брака играли «чудовищная потеря времени», отсутствие свободы времяпрепровождения, тяжкая необходимость навещать родственников, расходы и тревоги, связанные с детьми, обеспокоенность, что «жене может не понравиться Лондон», и меньше свободных денег на покупку книг. Сравнив обе колонки, он обнаружил незначительный перевес в пользу брака и ниже приписал «жениться-жениться-жениться ч. т. д.».

Лагранжева релаксация и имитация отжига, алгоритм LRU-вытеснения давно неиспользуемых критериев для обработки переполнения кеша, правило верхнего доверительного предела — и, внезапно, простота выбора — вас ждут почти 400 страниц чистого интеллектуального удовольствия. Текст настолько плотный и информационно насыщенный, что чтения вам хватит надолго. Особенно если вы будете воспроизводить хотя бы по одной ситуации на алгоритм — а избежать этого соблазна не удастся, даже и не пытайтесь.

1. Что такое алгоритм?

2. Вспомните план создание компьютерной презентации.

3. Приведите план празднования вашего дня рождения.

АЛГОРИТМЫ В НАШЕЙ ЖИЗНИ

Алгоритмы постоянно присутствуют в нашей жизни.

Каждое утро, когда нужно идти в школу, вы встаете в определенное время (например, в 7 часов), делаете зарядку, умываетесь, завтракаете, надеваете школьную форму, берете школьную сумку, которую составили вечером, выходите из дома, идете или едете в школу.

То есть вы каждое утро выполняете один и тот же алгоритм (рис. 1.31):

1. Проснуться в 7 часов.

2. Сделать зарядку.

3. Умыться.

4. Позавтракать.

5. Надеть школьную форму.

6. Взять школьную сумку.

7. Выйти из дома.

8. Добраться до школы.

Рис. 1.31. Алгоритм приготовления к школе

И взрослые, и дети - все знают и выполняют алгоритм перехода дороги без светофора (рис. 1.32):

1. Остановиться у края тротуара.

2. Посмотреть налево.

3. Ждать, пока слева есть транспорт,

4. Перейти до середины дороги и остановиться.

5. Посмотреть справа.

6. Ждать, пока справа есть транспорт.

7. Закончить переход дороги.

Рис. 1.32. Алгоритм перехода дороги без светофора

В учебной деятельности человек также выполняет много разнообразных алгоритмов: при решении уравнений и текстовых задач, применение правил украинского и иностранных языков, проведение опытов и тому подобное.

Так, при решении задачи на уроке математики каждый ученик является исполнителем следующего алгоритма:

2. Выяснить, значение каких величин известны и значения каких величин нужно найти.

3. Составить план решения задачи.

4. Записать решение задачи.

5. Записать ответ.

На уроках украинского языка ученики часто выполняют алгоритм определения строения слова:

1. Определить окончание слова и обозначить его.

2. Определить основу слова.

3. Подобрать однокоренные слова.

4. Определить корень слова и обозначить его.

5. Обозначить префикс слова.

6. Обозначить суффикс слова.

Исполняют алгоритмы и на производстве. В проектном бюро завода процесс изготовления нового устройства всегда начинается с проектирования этого изделия. Проектировщики выполняют следующий алгоритм:

1. Определить назначение будущего изделия, основные требования к нему, условия использования.

2. Проанализировать уже существующие аналогичные изделия.

3. Создать эскизный проект.

4. Разработать технический проект.

5. Разработать техническую документацию.

Эскиз (франц. esquisse - предварительный набросок) - рисунок, по которому создают что-либо; технический рисунок, выполненный от руки.

Технический проект - совокупность документов (расчетов, чертежей, макетов и т. п), необходимых для возведения сооружений, изготовление машин, приборов и другое.

Рис. 1.33. Алгоритм проектирования нового изделия

Вы и сами можете привести много примеров выполнения алгоритмов в повседневной жизни: в учебе, в исследовательской деятельности, во время путешествий и отдыха, на производстве и тому подобное.

ПЛАНИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМЫ

Если вы хотите в субботу встретиться с другом, чтобы пойти в кинотеатр и посмотреть новый фильм, поплавать в бассейне и еще и успеть посмотреть интересный футбольный матч по телевизору, нужно еще в пятницу вечером спланировать свою деятельность на субботу. Например, этот план мог бы быть таким:

1. Проснуться в 9 часов.

2. Сделать зарядку.

3. Принять душ.

4. Позавтракать.

5. Узнать в Интернете сеансы показа выбранного фильма.

6. Договориться с другом о встрече у кинотеатра.

7. Пообедать.

8. Встретиться с другом в назначенное время.

9. Просмотреть фильм.

10. Посетить бассейн в 17.00.

11. Быть дома в 19.30.

12. Поужинать.

13. Смотреть футбольный матч по телевизору с 20.00 до 21.45.

14. Принять душ.

15. Пойти спать в 22.30.

Рис. 1.34. План проведения выходного дня

Как видим, такой клан в алгоритму, который нужно выполнить, чтобы достичь поставленной цели: встретиться с другом, посмотреть новый фильм, посетить бассейн, посмотреть по телевизору футбольный матч.

Ученые настоятельно рекомендуют ежедневно планировать свою деятельность на следующий день. Такое планирование способствует рациональному распределению времени и дает возможность успеть выполнить важные дела. Исследования показали, что каждая минута, затраченные на планирование деятельности, экономит 10 минут самой деятельности.

Учителя всегда составляют планы проведения уроков и внеклассных мероприятий, учащиеся составляют планы написания сочинений и решения задач, медицинские работники планируют профилактические обследования населения для предотвращения заболеваний, на производстве планируют поставки сырья, чтобы не было перебоев в изготовлении продукции, в магазинах планируют поставки товаров и тому подобное.

ВКЛАДКА ОБРАЗЫ В ОКНЕ ПРОГРАММЫ SCRATCH

Исполнители в программе Scratch могут выглядеть по-разному, то есть иметь несколько образов, или, еще говорят, костюмов (рис. 1.35). Можно считать, что исполнитель меняет костюмы, как актер на сцене театра. Эти образы размещаются на вкладке Образы.

Разместить образы исполнителя на вкладке Образы можно одним из

трех способов:

Нарисовать в специальном графическом редакторе, встроенном в среде Scratch ;

Вставить из файла;

Сфотографировать на камеру, подключенную к компьютеру.

Чтобы нарисовать образ во встроенном графическом редакторе, нужно:

1. Выбрать кнопку Рисовать вкладки Образы.

2. Создать рисунок в окне встроенного графического редактора (рис. 1.36).

3. Выбрать кнопку Ок.

Чтобы вставить образ из файла, нужно:

1. Выбрать кнопку Импортировать вкладки Образы.

2. Выбрать кнопку Обиды в окне Импортировать образы (рис. 1.37).

Рис. 1.35. Вкладка Образы

Рис. 1.36. Окно встроенного графического редактора

Рис. 1.37. Окно Импортировать образы

3. Открыть содержимое одной из папок, например Animals (англ. animals - животные).

4. Выбрать нужный образ, бы. Выбрать кнопку Ок.

Каждый из образов, размещенных на вкладке Образы, можно изъять из этой вкладки (выбрав кнопку скопировать на эту же вкладку

(выбрав кнопку редактировать во встроенном графическом редакторе (выбрав кнопку

Импорт (лат. importare - ввозить из-за границы) - брать объекты из других источников.

Рис. 1.38. Алгоритм со сменой образов

Образы исполнителя можно изменять во время выполнения алгоритма. На рисунке 1.38 приведен пример такого алгоритма.

В этом алгоритме использованы следующие новые команды:

Ждать 5 секунд из группы Управлять - ее исполнение приостанавливает осуществление алгоритма на указанное время;

Следующий образ с группы Вид выполнение меняет текущий образ исполнителя на следующий в списке на вкладке Образ (после последнего образа следующим считается первый).

В начале выполнения алгоритма исполнитель должен образ, который выбран на вкладке Образы (он обведен цветной рамкой). Исполнитель находится на сцене определенным образом (например так, как это показано на рисунке 1.39, а). В таком случае после выполнения первых трех команд приведенного алгоритма исполнитель перемещается на 100 шагов, и его образ меняется на следующий (рис. 1.39, б). После выполнения следующих трех команд алгоритма исполнитель снова переміщується на 100 шагов, и его образ снова меняется на следующий (рис. 1.39, в). После этого исполнитель выполняет последнюю команду алгоритма и перемещается еще на 100 шагов.

Рис. 1.39. Выполнение алгоритма со сменой образов

Менять образы можно не только последовательно, но и в любом порядке. Для этого нужно использовать команду изменить образ на

с группы Вид. Для установки следующего образа исполнителя нужно открыть список поля блока этой команды и выбрать образ, который станет следующим после выполнения этой команды.

ВКЛАДКА ЗВУКИ В ОКНЕ ПРОГРАММЫ SCRATCH

На вкладке Звуки можно разместить звуковые сообщения, которые может воспроизводить исполнитель (рис. 1.40). Эти звуковые сообщения можно записать через подключенный к компьютеру микрофон или вставить из файла.

Каждое звуковое сообщение, которое размещено на вкладке. Звуки, можно изъять из этой вкладки (выбрав кнопку воспроизвести (выбрав кнопку остановить (выбрав кнопку

Для того чтобы записать звуковое сообщение через подключенный к компьютеру микрофон, нужно:

1. Выбрать кнопку

2. Выбрать кнопку

Записать в окне Записать звук (рис. 1.41).

Проговорить нужный текст, или спеть песню, или сыграть мелодию, или воспроизвести звуки интим образом.

4. Выбрать кнопку остановить в окне Записать звук.

5. Выбрать кнопку Ок. В этом самом окне есть кнопка

Играть, выбрав которую можно сразу прослушать записанное сообщение.

Для того чтобы вставить звук из файла, нужно:

1. Выбрать кнопку

2. Выбрать кнопку Звуки на панели навигации в окне Импортировать звук (рис. 1.42).

Рис. 1.40. Вкладка Звуки

Рис. 1.41. Окно Записать звук

Рис. 1.42. Окно Импортировать звук

3. Открыть содержимое нужной палки, например Animal .

4. Выбрать в папке нужный звук.

5. Выбрать кнопку Ок.

Воспроизвести звук во время выполнения алгоритма можно командой из группы Звуки. В поле блока этой команды можно открыть список и выбрать нужный звук из тех, что размещены на вкладке Звуки.

Работаем с компьютером

Создайте проект, в котором исполнитель автомобиль будет иметь четыре образа (car -blue , car -bug , car 1, саr 2 (англ. car - автомобиль, blue - синий, bug - жук)). Исполнитель должен четыре раза проехать путь по 200 шагов, повернуться на 90° по часовой стрелке, последовательно воспроизводить один из звуков (Trumpet 1, Trumpet 2, С аг Passing , BeUToll (англ. trumpet - труба, CarPassing - проезд автомобиля, BeUToll - звон колокольни)) и делать паузу в течение 3-х секунд, меняя каждый раз образ на следующий.

Для этого:

1. Запустите программу Scratch .

2. Откройте вкладку Образы.

3. Исключите с вкладки Образы все образы. Для него:

1. Выберите кнопку в ряду кнопок под первым образом.

2. Если остались обиды, повторите для них команду 1.

4. Разместите на вкладке образ са r - blu е. Для этого:

1. Нажмите кнопку Импортировать вкладки Образы.

2. Выберите кнопку Обиды в окне Импортировать образы.

3. Откройте содержимое папки Transportation (англ . transportation - транспорт).

4. Выберите образ car -blue .

5. Выберите кнопку Ок.

5. Разместите на вкладке образ car -bug .

6. Разместите на вкладке образ carl .

7. Разместите на вкладке образ саr 2.

8. Откройте вкладку Звуки.

9. Удалите из вкладки все звуки.

10. Разместите на вкладке звук Trumpet 1. Для этого:

1. Выберите кнопку

2. Нажмите кнопку Звуки в окне Импортировать звук.

3. Откройте содержимое папки Instruments .

4. Выберите звук Trumpet 1.

5. Выберите кнопку Ок.

11. Разместите на вкладке звук Trumpet 2.

12. Разместите на вкладке звук CarPassing (палка Effects ).

13. Разместите на вкладке звук BeUToll (палка Effects ).

14. Откройте вкладку Скрипты.

15. Разместите на вкладке Скрипты команды алгоритма (рис. 1.43).

16. Сохраните проект в своей палке в файле с именем тренування1.5_1.

17. Запустите проект на выполнение.

18. Замените все команды следующий образ на команды изменить образ на.

19. Выберите в списках команд изменить образ на имена образов так, чтобы они менялись в таком порядке: саг2, car - blue , car - bug , carl .

20. Сохраните проект в своей папке в файле с именем тренування1.5_2.

21. Запустите проект на выполнение.

22. Закройте окно программы Scratch .

Самое важное в этом пункте

Алгоритмы постоянно присутствуют в нашей жизни. Человек в своей деятельности составляет и выполняет разнообразные алгоритмы.

Одним из видов алгоритмов есть планы. Рекомендуется планировать свою деятельность на каждый следующий день, а также составлять планы различных мероприятий. Планирование способствует рациональному распределению времени и дает возможность успеть выполнить важные дела.

Вкладка Образы в программе Scratch используется для размещения образов (костюмов) исполнителя. Образ исполнителя во время выполнения алгоритма можно изменить командой следующий образ или изменить образ на с группы Вид.

Вкладка Звуки используется для размещения звуковых сообщений, которые может воспроизвести исполнитель. Воспроизведение исполнителем звукового сообщения лед время выполнения алгоритма можно осуществить командой играть звук из группы Звук.

Дайте ответы на вопросы

1*. В каких сферах деятельности человек составляет алгоритмы?

2°. В каких сферах деятельности человек исполняет алгоритмы?

3*. Что общего у плана и алгоритма?

4°. Для чего используют вкладку Образы в программе Scratch ?

5*. Как разместить новый образ на вкладку Образы?

6*. Какими командами можно изменить образ исполнителя во время выполнения алгоритма?

7*. Для чего используют вкладку Звуки в программе Scratch ?

8*. Как разместить новое звуковое уведомление на вкладке Звуки?

9°. Как можно воспроизвести звуковое уведомление во время выполнения алгоритма?

Выполните задания

1°. Составьте алгоритм выполнения домашних заданий на завтра.

2°. Составьте алгоритм создания поздравительной открытки другу на день рождения. Подайте алгоритм в виде блок-схемы.

3*. Составьте план проведения осенних каникул. Подайте алгоритм в виде блок-схемы.

4*. Составьте план написания статьи в школьную газету про ваш класс.

Подайте алгоритм в словесной форме.

5*. Составьте проект в программе Scratch , в котором исполнитель приобретает образов различных видов транспорта. Составьте сценарий этого проекта. Подберите самостоятельно соответствующие звуки.

6*. Составьте проект в программе Scratch , в котором исполнитель приобретает образов людей. Составьте сценарий этого проекта. Используйте звуки, которые вы запишете самостоятельно.

Составьте проект, в котором будут использованы образы исполнителя, созданные вами во встроенном графическом редакторе. Составьте сценарий этого проекта. Используйте звуки, которые вы запишете самостоятельно.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

«Составление алгоритмов и выполнение их в среде выполнения алгоритмов Scratch »

Внимание! Во время работы с компьютером соблюдайте правила безопасности и санитарно-гигиенических норм.

1. Составьте проект для исполнителя Рыжий кот, выполнив который он нарисует прямоугольник со сторонами 100 и 50 и квадрат со стороной 75. Соседние стороны прямоугольника должны быть разного цвета, а противоположные - одинакового. Цвет сторон квадрата должен отличаться от цвета сторон прямоугольника. Квадрат и прямоугольник не должны пересекаться. Сохраните проект в папке в файле с именем практическая 2.1.

2. Составьте проект, в котором исполнитель меняет образы из папки Fantasy . Составьте сценарий этого проекта. Запишите его в тетрадь. Используйте звуки, которые соответствуют выбранным вами образам. Сохраните проект в папке в файле с именем практическая 2.2.

Министерство образования Российской Федерации

МКОУ «Второкаменская средняя общеобразовательная школа»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Алгоритмы в нашей жизни

Руководитель: Ереско Ирина Алексеевна,

учитель математики

Выполнила: Хорошилова Екатерина,

ученица 7 класса

с. Вторая Каменка

Содержание

Введение.
Происхождение слова «Алгоритм».
Алгоритм и исполнитель.
Свойства алгоритмов.
Способы представления алгоритмов.
Виды алгоритмов:
- Линейные алгоритмы
- Разветвлённые алгоритмы
- Циклические алгоритмы
Алгоритмы в повседневной жизни.
Алгоритмы в пословицах, пенях и сказках.
Практическая часть. Результаты исследования.
Заключение.

Введение

Настоящее время характеризуется массированным внедрением информационных технологий во все сферы жизни и деятельности человека, изменением роли и места персональных компьютеров в современном обществе. Из предмета профессиональной деятельности достаточно узкого круга специалистов в области точных наук они превратились в инструмент, используемый во всех отраслях производства, науке, быту и общественной жизни. Человек, умело и эффективно владеющий технологиями и информацией, имеет другой, новый стиль мышления, иначе подходит к оценке возникшей проблемы, к организации своей деятельности. Владение информационными технологиями ставится в современном мире в один ряд с такими качествами, как знание языков и умение рассуждать. Возрастающая роль компьютерных технологий предоставляет пользователю новые возможности, которые способны повлиять на его образование, мировоззрение и творческий потенциал. Одной из кардинальных проблем является проблема взаимодействия информатики и общества. Именно информатика поставила и усилено решает задачу создания искусственного интеллекта. В рамках информатики коренным образом обновляется методологический арсенал науки, основываясь на методах математического моделирования и вычислительного эксперимента. Компьютерные и информационные технологии способствуют становлению новой системы образования – опережающего образования, которое при переходе цивилизации на путь устойчивого развития, становится самым приоритетным механизмом, способствующим реализации новой цивилизационной модели.
Познавательные процессы: восприятие, мышление, внимание, логика, память – выступают как важнейшие компоненты любой человеческой деятельности. Для того чтобы удовлетворить свои потребности – общаться, играть, учиться и трудиться, человек должен воспринимать мир, обращать внимание на те или иные моменты или компоненты деятельности, представлять то, что ему нужно делать, запоминать, обдумывать, высказывать суждения.
Сейчас ведется много споров, какой быть школе в 21 веке, чтобы она соответствовала требованиям и запросам современного общества. Социальный заказ общества системе образования состоит в том, что выпускник школы должен свободно работать на персональном компьютере, так как это потребность продиктована временем, уровнем развития экономики и нравственными ценностями общества. Как показывает практика, без новых информационных технологий нельзя представить современную школу, поэтому предмету информатика и ее раннему преподаванию отводится столь важная роль. В то же время, информатизация образования открывает перед школой следующие важнейшие возможности:

построение открытой системы образования, обеспечивающей каждому индивиду собственную траекторию самообучения;
коренное изменение организации процесса познания путем смещения в сторону системного мышления;
эффективная организация познавательной деятельности учащихся в ходе учебного процесса.

Трудно представить себе современного учителя, не использующего в своей практике других дополнительных пособий, кроме учебника. Учитель, заинтересованный в успешном усвоении материала учащимися, постарается максимально обогатить урок, используя разнообразные средства, тем самым, усилив наглядность излагаемого материала. Думаю, довольно сложно оспорить тот факт, что наглядность в обучении занимает далеко не последнее место. Компьютер – главный инструмент и помощник учителя в этом аспекте.

Всё сказанное выше подчёркивает актуальность моей работы и определяет ее тему «Алгоритмы в нашей жизни». Мы живем в большом потоке информации. Информация – постоянный спутник человека. Люди всегда стремились облегчить свой труд с помощью механизмов и машин. И такой машиной для работы с информацией стал компьютер. Я познакомилась с ним ещё в начальной школе на уроках информатики. На уроках этого предмета мы узнали многое об информации, устройствах компьютера, технологиях работы с информацией (редактор текстов, электронная таблица, графический редактор), но больше всего мне понравилось изучение темы «Алгоритмический язык. Алгоритмы». Меня заинтересовало то, что в нашей повседневной жизни нас окружают алгоритмы, любой человек выполняет свои действия по порядку, раздумывая, правильно ли он поступает.

Проблема

Формирование алгоритмического мышления

Цель исследования:

Составить классификацию алгоритмов в окружающем информационном пространстве для развития логического и алгоритмического мышления
Проанализировать понятие алгоритма, определить встречаются ли алгоритмы в повседневной жизни, сделать выводы можно ли свою жизнь представить в виде последовательности определенных действий.

Задачи исследования

Познакомиться с понятием «Алгоритм»
Составить классификацию алгоритмов
Выделить алгоритмы из окружающего информационного пространства.
Применять классификацию алгоритмов при изучении информатики.

Предмет исследования: Раздел «Алгоритмизация», где на основе изученного теоретического материала создавалась классификация алгоритмов из окружающего мира.

Объект исследования: Процесс применения теоретических знаний в практической деятельности на уроках информатики в школе.

Происхождение слова «Алгоритм»

Решение многих задач человек может передавать техническим устройствам - автоматам, роботам, компьютерам. Применение таких технических устройств предъявляет очень строгие требования к точности описания правил и последовательности выполнения действий. Поэтому разрабатываются специальные языки для четкого и строгого описания различных правил. Это одна из задач информатики.

Слово алгоритм происходит от algorithmi – латинской формы написания имени выдающегося математика IX века Аль Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических действий.

Главная особенность любого алгоритма - формальное исполнение, позволяющее выполнять заданные действия (команды) не только человеку, но и техническим устройствам (исполнителям). Таким образом, исполнителями алгоритмов могут быть, например, человек, компьютер, принтер, робот-манипулятор, станок с числовым программным управлением, живая клетка, дрессированное животное, компьютерная программа, компьютерный вирус, "черепашка" в Логорайтере или Логомирах (геометрический исполнитель) и т.д.
Исполнитель алгоритма - это устройство управления, соединенное с набором инструментов. Устройство управления понимает алгоритмы и организует их выполнение, командуя соответствующими инструментами. А инструменты производят действия, выполняя команды управляющего устройства. Прежде чем составлять алгоритм решения задачи, надо узнать, какие действия предполагаемый исполнитель может выполнить.
Эти действия называются допустимыми действиями исполнителя. Только их и можно использовать.
Исполнитель вычислительных алгоритмов называется вычислителем. Вычислитель может иметь дело с числами и переменными, обозначающими числа. Таким образом, алгоритм - это организованная последовательность действий, допустимых для некоторого исполнителя. Один и тот же исполнитель может быть сымитирован на ЭВМ многими способами.
Виды алгоритмов: вычислительные, диалоговые, графические, обработкиданных, управления объектами и процессами и др.

Свойства алгоритмов - однозначность (и определенность), результативность (и выполнимость), правильность (и понятность), массовость или универсальность (т.е. применимость для целого класса задач, к различным наборам исходных данных).

Способы записи алгоритмов:

В виде блок-схем .
В виде программ.

Основные понятия программирования

Программирование - это раздел информатики, изучающий методы и приемы составления программ для компьютеров. Кроме того, программирование - это подготовка задачи к решению ее на компьютере.

Программа - это последовательность команд, понятных компьютеру.

Программа записывается в виде символов, к числу которых относятся латинские и русские буквы, цифры, знаки препинания и знаки операций.

Требования, предъявляемые к программе

1. Минимальные требования к компьютеру, на котором работает программа.

2. Ясность входных и выходных данных и простота программы.

3. Минимальное время создания программы и простота ее изменения.

4. Минимальное время работы программы, минимум занимаемой памяти и минимум использованных в программе операторов.

Чтобы программа удовлетворяла этим противоречивым требованиям, необходимо обладать искусством программирования.

Свойства программ - выполнимость, мобильность, правильность, эффективность.

Выполнимость - возможность выполнения программы на данном типе компьютеров.

Мобильность - возможность переноса программы на другой тип компьютеров.

Правильность программы - правильность результатов, получаемых с помощью данной программы.

Эффективность - минимум времени выполнения, минимум машинной памяти и других ресурсов компьютера.

Языки программирования - языки для записи программ для компьютеров. Это совокупность средств и правил представления алгоритма в виде, приемлемом для компьютера.

Оператор - выражение обозначающее и описывающее какую-либо операцию.

Типы языков программирования: машинные, машинно-ориентированные, алгоритмические, логические, функциональные, учебные, инструментальные, диалоговые, графические и т.д.

Алгоритмический язык - это формальный язык, предназначенный для записи алгоритмов.

Системы программирования - это набор средств ввода, редактирования, трансляции и выполнения программ на ЭВМ.

Транслятор - это комплекс программ, обеспечивающий перевод программы, написанной на символическом языке, в совокупность машинных команд.

Компилятор - это транслятор, обеспечивающий перевод программы, написанной на алгоритмическом языке, в совокупность машинных команд без ее выполнения в компьютере.

Интерпретатор - это транслятор, обеспечивающий перевод каждой конструкции алгоритмического языка в машинные команды и одновременное выполнение этой конструкции в компьютере.

Все системы (языки) программирования имеют свой транслятор, компилятор и интерпретатор.

Виды языков программирования:

1. Машинно-ориентированные языки (языки ассемблера).

2. Языки высокого уровня.

3. Командные языки баз данных.

Примеры языков программирования высокого уровня: Фортран, Алгол, Бейсик (Basic), Паскаль (Pascal), Си++, Пролог, Лисп, Форт и др.

В виде текстовых описаний (рецепты, например, рецепты приготовления пищи, лекарств и др.).

Блок-схемы алгоритмов - это графическое описание алгоритмов как последовательности действий.
Существуют правила изображения блок-схем алгоритмов.

Правила изображения блок-схем алгоритмов

Типы алгоритмов - структурированные, неструктурированные (т.е. с нарушением структуры - с операторами безусловного перехода) и вспомогательные.

Линейный алгоритм

Алгоритм c ветвлением

циклическими , т.е содержащими циклы,

Циклический алгоритм

4 ) вспомогательные, с подпрограммами,
5) смешанные (т.е. содержащие и циклы, и подпрограммы, и ветвление).

ВЕТВЛЕНИЕ - это команда алгоритма, в которой делается выбор: выполнять или не выполнять какую-нибудь группу команд в зависимости
от условия.

ЦИКЛЫ - это команды алгоритма, которые позволяют несколько раз повторить одну и ту же группу команд.

Алгоритмизация - это техника составления алгоритмов и программ для решения задач на компьютере.

Метод разработки сложных алгоритмов сверху вниз, с последующим уточнением, называется МЕТОДОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ДЕТАЛИЗАЦИИ. При этом способе алгоритмы записываются в виде множества вспомогательных алгоритмов, решающих вспомогательные подзадачи. При составлении новых алгоритмов могут использоваться алгоритмы, составленные раньше.

Алгоритмы, целиком используемые в составе других алгоритмов, называют вспомогательными. Вспомогательный алгоритм на языке BASIC реализуется в виде:

Подпрограмм;
Стандартных функций;
Функций пользователя.

Порядок составления диалоговых алгоритмов:

задача -> сценарий -> алгоритм -> программа.

Сценарий диалога - это блок-схема из картинок, текстов и сообщений на экране ЭВМ с указанием стрелками порядка их появления.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ НА ЭВМ - это процесс автоматического преобразования исходных данных в искомый результат в соответствии с заданным алгоритмом.
Перед решением задачи на ЭВМ, выполняются следующие этапы :
1) Постановка задачи;
2) Построение математической модели ;
3) Алгоритмизация;
4) Решение задачи на ЭВМ.

Алгоритмы в повседневной жизни

Каждый из нас ежедневно использует различные алгоритмы: инструкции, правила, рецепты и т. п. Обычно мы это делаем не задумываясь. Например, открывая дверь ключом, никто не размышляет над тем, в какой последовательности выполнять действия. Однако чтобы кого – нибудь (скажем, младшего брата) научить открывать дверь, придется четко указать и сами действия, и порядок их выполнения. Например, так:

Достать ключ.

Вынуть ключ.

Давайте переставим в алгоритме второе и третье действия:

Достать ключ.

Повернуть ключ 2 раза против часовой стрелки.

Вставить ключ в замочную скважину.

Вынуть ключ.

Вы, конечно, сможете выполнить и этот алгоритм. Но дверь вряд ли откроется. Итак, мы убедились, что для алгоритма важен не только набор действий, но и то, как они организованы, т. е. в каком порядке выполняются. Вот так выглядит алгоритм «Соберись в школу"

Мы очень любим собираться по выходным всей семьей вместе. Так выглядит, на мой взгляд «Рождественский алгоритм»

Несмотря на погоду создать теплую атмосферу

в доме.

Приготовить шубу и валенки для прогулки на ёлку

 Проявить фантазию при подготовке подарков

Купить и погладить праздничный наряд
Вспомнить все новогодние гадания
Проверить работу телевизора
Встретить новый год с любимыми родственниками

Мой брат по утрам занимается зарядкой и поэтому простудные заболивания ему не грозят. Вот как Александр это делает.

Алгоритм «Утренняя зарядка»

Встать с постели
Включить ритмичную музыку
Начинать делать зарядку
Поставить ноги на ширине плеч
Взять гонтели
Выполнить упражнения с гонтелями
Принять упор лежа
Сделать отжимания
Закончить зарядку
Принять водные процедуры
Открыть форточку для проветривания комнаты

Я люблю готовить салаты для всей семьи.

Алгоритм приготовления салата:
1. Отварить свеклу, морковь, яйца.

2. После отварки потереть, огурцы и лук мелко порезать.

3. Консервы растолочь.

4. Все ингредиенты укладываем слоями, промазывая майонезом

Приятного аппетита!

У моей мамы много кулинарных рецептов по выпечке, по консервированию.

Легко и просто было бы жить (даже неинтересно), если бы удалось раз и навсегда расписать, какие поступки и в какой последовательности совершать. На самом деле нам приходится принимать решения в зависимости от создавшейся ситуации. Если идет дождь, то мы надеваем плащ. Если жарко, то идем купаться. Иногда встречаются и более сложные положения, когда надо сделать выбор. В таких случаях говорят, что алгоритм содержит составную команду или ветвление. А при покупке мороженого алгоритм выглядит так.

«Купить мороженое»

Например, алгоритм «Если встречу друга, то спрошу у него мою книгу, иначе зайду к нему» в виде блок-схемы можно записать так:

Вот так выглядит блок-схема действий школьника, которому перед вечерней прогулкой следует выполнить домашнее задание по математике:

Я нашла алгоритмы в художественных произведениях:

Сказка «Гуси-лебеди»:

если съешь ржаного пирожка

то спрячу

иначе не спрячу

все

«Горячий камень», А.П. Гайдар:

если кто снесет этот камень на гору и там разобьет на части

то тот вернет свою молодость и начнет жить сначала

все

Сказка «Дорога счастья» на чувашском языке

если суллахаякайсан

то вилĕмнетупан

иначе пуянлăхтупан

все

Башкирская сказка «Карасай батыр»

если унга барhан

то унырhын

иначе улерhен

все

А вот алгоритмы из школьной жизни

Расписание уроков
График подачи звонков
Расписание кружков
График экзаменов, консультаций и т.д.

Эти алгоритмы я встретила на школьных предметах

Как писать сочинение, изложение, диктант
Как решать задачи по химии, математике, физике
Как сделать перевод по английскому языку
Как выучить стихотворение и т.д.

На уроках русского языка я заметила алгоритмы в пословицах.

пока греет солнышко

нц

готовь сено

кц

если мало звезд на небе

то к ненастью

все

Итак, любую пословицу можно оформить в виде алгоритма.

В свободное время я люблю петь. Алгоритмы встретились мне и в песнях

Песня «Если с другом вышел в путь»

если с другом вышел в путь

то веселей дорога

все

Песня из фильма-сказки «Золотой ключик»

пока живы жадины вокруг

нц

удачи мы не выпустим из рук

кц

Заключение

Это неполный перечень алгоритмов, которые я смогла увидеть, заметить и провести некоторую классификацию. В будущем я хочу продолжить это исследование, обогатив свои знания на уроках информатики и используя информацию из повседневной жизни. Я хочу научиться строго планировать свой день, потому что совсем скоро я выхожу в студенческую жизнь.

Я думаю, что алгоритмы еще можно классифицировать по каждому предмету, по каждому классу.

Мне стало интересно: как смотрят на тему «Алгоритмы» мои одноклассники и я провела небольшой опрос.

На вопросы отвечали 8 учеников.

Итак, моим одноклассникам тоже нравится тема «Алгоритмы», к сожалению, не все охотно выполняют их, т. е даже режим дня.

Я решила проверить умеют ли мои одноклассники планировать свой день. Вот что получилось.

Алгоритм «Планируем свой день»

На вопросы отвечало 8 человек 11 класса

Из хронокарты можно увидеть, что:

Больше всего времени ушло на сон

Времени не хватило на развлечения, общение с друзьями

Самым важным занятием было - занятия в школе

Удалось ли выполнить намеченный план - нет

Вывод: чтобы план стал реальностью - реально спланировать свой день.

Литература.

Козырев Н.Н. Изучаем тему “Алгоритмы и исполнители”. Информатика и образование, № 1, 2, 2003г.
Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов/Н.Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
Челак Е.Н., Конопатова Н.К. Развивающая информатика. Методическое пособие. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001 г. – 208 с.
Шафрин Ю.А. Информационные технологии. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1998.
В.А.Коднянко. Алгоритмы и алгоритмизация.
Русские народные сказки.
А.П. Гайдар Горячий камень.
Сказки народов мира.
А.Г. Асмолов Формирование УУД в основной школе: от действия к мысли. Система заданий- М.:Просвещение,2011