Урок на тему: "Базові структури алгоритмів. Конструювання алгоритмів"

УРОК № З

Тема. Базові структури алгоритмів. Конструювання алгоритмів

Мета: сформувати практичні навички розроблення та графічного подання
розгалужених процесів із використанням умовного оператора ЯКЩО-ТО.

сформувати поняття:

  • слідування;
  • розгалуження;
  • повторення;
  • блок-схеми;
  • базових структур алгоритмів та їх дії;

формувати уявлення про:

  • різні методи подання алгоритмів;
  • загальні основи термінології алгоритмізації;

формувати вміння:

  • використовувати графічні схеми базових структур алгоритмів для опису алгоритмів;
  • використовувати різні способи подання алгоритмів;

виховувати уважність, дисциплінованість під час роботи за ПК.

Тип уроку: засвоєння нових знань, формування вмінь.

Базові поняття й терміни: алгоритм, виконавець, базові структури алгоритмів, слідування, розгалуження, повторення, блок-схема.

ХІД УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП  

Привітання. Підготовка класу до занять. Оголошення теми уроку.

ІІ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

  1. III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ~

►► Фронтальне опитування

  1. Що означає вираз «побудова алгоритму»?
  2. Як перевірити правильність алгоритму?
  3. Які помилки трапляються в алгоритмах?
    Розглянемо алгоритми розв'язування задач.

4. Що спільного і відмінного в цих алгоритмах?

  1. Як додати три числа?
  2. Як розв'язати квадратне рівняння?
  3. Як обчислити площу довільного опуклого шестикутника, якщо відомі всі його сторони й діагоналі, проведені до однієї з його вершин? (Формула Герона)
  4. Що спільного і відмінного в цих алгоритмах?

 

  1. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Учитель. Згадаємо математику. У ній розв'язування будь-якої задачі зводиться до виконання арифметичних дій, обчислення зна­чень виразів, розв'язування рівнянь, нерівностей, дослідження фу­нкцій тощо. Для опису алгоритмів розв'язування задач в інформа­тиці також використовують певну сукупність команд, указівок. Па відміну від інших наук, у програмуванні проведено чіткий поділ усіх команд на групи. На цьому уроці ми розглянемо базові коман­ди програмування, за допомогою яких можна записати алгоритм розв'язання будь-якої задачі.

  1. ЗАСВОЄННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І СПОСОБІВ ДІЙ        

Під час конструювання алгоритмів усі операції можна подати у вигляді комбінацій трьох типів операцій, так званих базових ал­горитмічних структур.

Слідування

Операцію слідування подають у вигляді послідовності двох (або більше) простих операцій, що виконуються одна за одною. Якщо алгоритм складається лише з послідовності простих операцій, то його називають простим. Використовують також іншу назву — лі­нійний алгоритм.

Базові алгоритмічні конструкції (керівної структури)- способи керування процесами обробки даних.

Алгоритми, в яких використовується тільки структура слі­дування, називаються лінійними. Лінійний алгоритм описує обчислювальний процес, у якому етапи виконуються послідовно, тобто лінійно (один за одним незалежно від жодних умов).

Алгоритми, в основі яких лежить структура розгалуження, називаються розгалуженими. Такий алгоритм описує обчис­лювальний процес, у якому порядок обчислень залежить від вихідних умов або від проміжних результатів. Розгалужений алгоритм виконується по одному з кількох, заздалегідь пе­редбачених напрямків, які називаються гілками. У кожному конкретному випадку процес реалізується тільки по одній гілці, тобто виконується одна або інша послідовність дій за­лежно від того, істинною чи хибною в певний момент є. умова, що перевіряється. Є дві форми запису розгалужень — повна й неповна.

Алгоритми, в основі яких лежить структура повторення, на­зиваються циклічними. Циклічний алгоритм описує обчислю вальний процес, що містить однотипні, багаторазово повторювані послідовності команд. Виділяють цикли з відомою кількістю повторень та з невідомою кількістю повторень. Циклічні проце­си, що допускають вкладеність одних циклів в інші, називають вкладеними циклами.

 

Приклад 1. Складіть алгоритм перевірки натурального числа на парність та непарність

Описати за блок-схемою алгоритм розв’язання задачі.

 

 

Приклад 2. Складіть алгоритм вибору найбільшого із трьох заданих чисел.

Описати за блок-схемою алгоритм розв’язання задачі.

 

Операція розгалуження — це вказівка виконати одну з двох команд: команду 1 або команду 2 залежно від істинності чи хиб­ності деякого твердження (логічного виразу). Якщо твердження правильне, то виконується команда 1 і на цьому виконання опера­ції розгалуження закінчується. Якщо ж твердження хибне, то ви­конується команда 2 і на цьому виконання операції розгалуження закінчується.

Окремим випадком розгалуження є неповне розгалуження, коли в разі хибного твердження жодна з операцій розгалуження не виконується. Повне розгалуження завжди можна подати у вигляді слідування двох неповних.

 

Повторення (цикл)

Розрізняють три типи циклів — ПОКИ, ДО та цикл із лічиль­ником.

У структурі циклу ПОКИ для виконання операції повторення спочатку потрібно визначити, істинне чи хибне твердження (ло­гічний вираз). Якщо твердження істинне, то виконується серія команд 1 і відбувається повернення до визначення істинності твер­дження. Якщо твердження хибне, то виконання команд вважаєть­ся закінченим. Отже, поки твердження істинне, відбувається по­вторне виконання команд і повернення до визначення істинності твердження.

У структурі циклу ДО спочатку викопуються команди, а потім визначається істинність твердження. Якщо твердження хибне, то знову виконуються команди і визначається істинність твердження. Якщо твердження істинне, то виконання вказівки вважається за­кінченим. Отже, виконання команд і визначення істинності твер­дження повторюються до настання істинності.

 

У структурі циклу ПОКИ операція може не викопуватись жод­ного разу. У структурі циклу ДО операція буде виконана принай­мні один раз.

Кожну з операцій, наприклад, операцію перевірки істинності твердження, у свою чергу, можна подати як сукупність більш про­стих операцій, об'єднаних у структури розглянутих типів.

 

  1. VI. УСВІДОМЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ. ФОРМУВАННЯ ПРАКТИЧНИХ УМІНЬ ТА НАВИЧОК

Розбір зразків блок-схем алгоритмів на ст..21-23

►► Виконання практичного завдання

Задача 1 Знайти суму перших n натуральних чисел.

алг Сума (нат n нат S)
  арг  n
  рез  S
поч нат i
s:=0
для i:=1 до n роби
 пц
   s:=s+i;
 кц
кін

В даній задачі використовується безумовний цикл (ми наперед знаємо кількість повторень - n-раз). Для організації циклів такого типу, використовують цілочислельну змінну цілого типу, яку називають лічильник циклу. Змінювати самостійно значення лічильника на протязі виконання циклу не можна. Але його значення часто використовують в середині (в тілі) циклу.

Задача 2 Знайти середнє арифметичне пeрших n натуральних чисел.

алг САР (нат n дійсн Sa)
  арг  n
  рез  Sa
поч нат i дійсн S
s:=0
для i:=1 до n роби
 пц
   s:=s+i;
 кц
Sa:=s/n
кін

 

  1. VII. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ
    Учитель оцінює роботу учнів на уроці.
  2. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати конспект уроку та відповідний параграф підручника,

Виконати вправи 15, 16 на ст.. 27-28 підручника

Яндекс.Метрика