Тема: Алгоритм, свойства алгоритма.
Исполнитель алгоритмов.
9 класс.
Понятие алгоритма так же фундаментально для информатики, как и понятие информации.
Происхождение понятия «алгоритм»
Само слово «алгоритм» происходит от имени выдающегося математика средневекового Востока Мухаммеда аль – Хорезми (787 – 850). Им были предложены приемы выполнения арифметических вычислений с многозначными числами. Позже в Европе эти приемы назвали алгоритмами, от латинского написания имени аль – Хорезми – Algorithmi. В наше время понятие алгоритма понимается шире, не ограничиваясь только арифметическими вычислениями.
Исполнитель алгоритма.
Исполнитель – это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определенный набор команд. Команды которые может выполнять конкретный исполнитель, образуют систему команд исполнителя – СКИ.
Класс исполнителей необычайно разнообразен. Прежде всего, в нем выделяют два типа исполнителей: формальных и неформальных. Формальный исполнитель одну и ту же команду выполняет всегда одинаково, неформальный – может выполнять команду по – разному.
Формальными исполнителями являются преимущественно технические устройства. Человек в роли неформального исполнителя всегда сам отвечает за свои действия. За действия неформального исполнителя отвечает управляющий им объект.
Рассмотрим исполнителя – человека. Жизненный опыт человека растет с увеличением числа освоенных им алгоритмов. Например, чтобы ребенок научился покупать в магазине хлеб, ему нужно сначала рассказать как это делать (а лучше показать). Поэтому для человека можно сформулировать множество алгоритмов. К ним можно отнести и множество различных инструкций.
Управление – это процесс целенаправленного воздействия одних объектов на другие.
Исполнители являются объектами управления. Управлять ими можно, составив для них алгоритм.
Определение алгоритма.
Алгоритм — это конечная последовательность однозначных предписаний, исполнение которых позволяет с помощью конечного числа шагов получить решение задачи, однозначно определяемое исходными данными.
Для представления алгоритмов используют несколько способов:
- словесный – самый простой способ. При данном способе в каждой строке перечисляется определенная команда, последовательное выполнение команд приводит исполнителя к нужному результату.
Посмотрим на примере алгоритма «Заварка чая»:
- вскипятить воду;
- окатить заварочный чайник кипятком;
- засыпать заварку в чайник;
- залить кипятком;
- закрыть крышкой;
- накрыть полотенцем.
- графический – используются геометрически фигуры для обозначения, каких – либо команд, называемых блоками. Каждый блок соответствует конечному этапу процесса. Внутри каждого блока дается описание тех операций, которые необходимо выполнить.
Схемы строятся в соответствии с заданной задачей, в которой с помощью стрелок отслеживается направление движения по алгоритму. В качестве основных базовых структур используются объединенные схемы: линейные, ветвление, цикл.
Например:
Дано: катеты прямоугольного треугольника
а = 3 см, b = 4 см.
Найти: гипотенузу
- с помощью алгоритмического языка – с помощью использования специальной символики алгоритмического языка (АЯ). При записи алгоритма на АЯ в начале пишется заголовок, начинающейся со служебного слова алг (сокращенное слово «алгоритм»). Затем указывается название алгоритма, которое составитель алгоритма придумывает сам. Следующая часть называется телом алгоритма. Она начинается со служебного слово нач (начало) и заканчивается словом кон (конец). Тело алгоритма представляет собой последовательность команд для исполнителя.
Например:
алг Заварка чая
нач
- Вскипятить воду.
- Окатить заварочный чайник кипятком.
- Засыпать заварку в чайник.
- Залить кипятком.
- Закрыть крышкой.
- Накрыть полотенцем.
кон
Свойства алгоритма.
Любой алгоритм должен быть построен с соблюдением определенных правил, согласованных с его свойствами:
- дискретность – разбиение алгоритма на последовательность отдельных законченных действий.
- понятность – однозначное понимание каждого шага алгоритма для исполнителя.
- точность – строго определенная последовательность шагов алгоритма. Алгоритм не предусматривает принятие каких-либо самостоятельных решений исполнителем, не предусмотренных составителем алгоритма.
- результативность (конечность) – выполнение алгоритма за конечное число шагов.
- массовость применение алгоритма для решения целого класса однотипных задач.
Для успешного выполнения любой работы мало иметь ее алгоритм. Всегда требуются какие – то исходные данные, с которыми будет работать исполнитель. Исполнителю, решающему математическую задачу, требуется числовая информация. Задача всегда формулируется так: дана исходная информация, требуется получить какой-то результат.
Например:
Дано: катеты прямоугольного треугольника
а = 3 см, b = 4 см.
Найти: гипотенузу
Алгоритм решения данной задачи можно представить следующим образом:
алг Гипотенуза
нач
- Возвести а в квадрат.
- Возвести b в квадрат.
- Сложить результаты действий 1 и 2.
- Вычислить квадратный корень результата действия 3 и принять его за значение с.
кон
Для точного решения задачи необходимо иметь полный набор данных. Если исходные данные неполные, то задачу либо нельзя решить, либо получить неоднозначное решение.
Программа – это алгоритм, записанный на языке исполнителя. Алгоритм и программа могут отличаются по форме, но не по содержанию.
Задача: определить расстояние, пройденное человеком, если известно, что движение было равномерным.
Условия задачи: заданы скорость движения и время. Нужно найти путь.
Создание модели задачи: для решения необходимо использовать математическую модель, выраженную в виде формулы равномерного движения:
s = v * t.
Для описания алгоритма решения задачи используем блок – схему:
Вопросы для домашнего задания (выучить и подготовиться к проверочной работе)
- Алгоритм-…..
- Кто ввел понятие алгоритма
- Исполнитель- это …..
- СКИ – это …..
- Какие способы используются для представления алгоритмов?
- При построении алгоритмов соблюдаются следующие свойства ….?
- Представить схематически алгоритм решения задачи по нахождению периметра прямоугольника. (представить в виде блок-схемы)
- Представить схематически алгоритм выключения компьютера. (представить в виде блок-схемы)
Написать письмо
