Презентация на тему "Алгоритм и его формальное исполнение" по информатике в формате powerpoint. В данной презентации для школьников 9 класса рассказывается о том, что такие алгоритм, кто его разрабатывает и исполняет, материал сопровождается заданиями. Автор презентации: Алиакберова А.А.
Фрагменты из презентации
- Алгоритм – это строго определенная последовательность действий при решении задачи.
- Алгоритм содержит несколько шагов.
- Шаг алгоритма – это каждое отдельное действие алгоритма.
- Исполнитель – это объект выполняющий определенный набор действий.
- Исполнителем может быть человек, робот, животное, компьютер.
- Система команд исполнителя (СКИ) – это совокупность команд, которые может выполнять исполнитель.
- Среда исполнителя – обстановка, в которой функционирует исполнитель.
Разработка и исполнение
- Разрабатывает алгоритмы: человек
- Исполняют алгоритмы: люди и устройства – компьютеры, роботы, станки, спутники, сложная бытовая техника, детские игрушки.
- Исполнитель решает задачу по заданному алгоритму, строго следуя по предписаниям (программе) не вникая и не рассуждая, почему он так делает.
Кто может быть исполнителем алгоритма
- !!! Исполнителем алгоритма может быть не только человек, но и автоматическое устройство (реальное или воображаемое).
- В этом случае шаги алгоритма часто называют командами и вводят их в устройство в той форме, в которой оно сможет их обрабатывать.
Классификация алгоритмов по форме представления:
- Словесные
- Табличные
- Графические
- Программные
Средства представления и записи алгоритмов
Блок-схема – графическое представление алгоритма в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков (стандартных графических элементов), каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.
Объект, который будет выполнять алгоритм, обычно называют исполнителем .
Исполнитель - объект, который выполняет алгоритм.
Назначение исполнителя точно выполнить предписания алгоритма, подчас не задумываясь о результате и целях, т.е. формально. Идеальными исполнителями являются машины, роботы, компьютеры...
Компьютер – автоматический исполнитель алгоритмов.
Алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке программирования, называется программой .
Каждый исполнитель характеризуется средой («местом обитания») и системой команд .
Основными характеристиками исполнителя являются: среда, система команд, элементарные действия, отказы.
Среда (или обстановка) - это "место обитания", множество объектов, которые окружают исполнителя.
Каждый исполнитель может выполнять команды только из некоторого строго заданного списка - системы команд исполнителя. Совокупность всех команд, которые исполнитель может выполнить, называется системой команд исполнителя (СКИ). Для каждой команды должны быть заданы условия применимости (в каких состояниях среды может быть выполнена команда) и описаны результаты выполнения команды.
За каждой командой из системы команд исполнителя закреплено конкретное элементарное действие . Исполнителя можно представить в виде устройства с кнопочным управлением. Каждая кнопка соответствует одной команде исполнителю, и нажатие означает вызов этой команды. После вызова команды исполнитель совершает элементарное действие, соответствующее данной команде. Важно отметить, что нас интересует результат, а не механизм выполнения команды.
Отказы исполнителя возникают при вызове команды в недопустимом для данной команды состоянии среды. Другими словами – это случай, когда попытка выполнить команду приводит к аварии.
Учебными исполнителями называют различные образы на экране компьютера, которыми можно управлять, отдавая команды. Используются они для обучения составлению управляющих алгоритмов.
Есть много различных учебных исполнителей, придуманных для занятий по информатике. У них разные, часто забавные названия: Черепашка, Робот, Чертежник, Кенгуренок, Пылесосик, Муравей, Кукарача и др. Одни исполнители создают рисунки на экране, другие складывают слова из кубиков с буквами, третьи перетаскивают предметы из одного места в другое. Все эти исполнители управляются программным путем. Любому из них свойственна определенная среда деятельности, система команд управления, режимы работы. С помощью каждого из таких исполнителей можно учиться строить алгоритмы управления.
Основные виды алгоритмов (алгоритмических структур):
1. Линейный алгоритм (еще называют следование);
2. Циклический алгоритм;
3. Разветвляющийся алгоритм;
7.1. Что такое алгоритм?
Название "алгоритм" произошло от латинской формы имени среднеазиатского математика аль-Хорезми - Algorithmi. Алгоритм - одно из основных понятий информатики и математики.
7.2. Что такое "Исполнитель алгоритма"?
Исполнителя хаpактеpизуют:
- сpеда;
- элементаpные действия;
- cистема команд;
- отказы.
Сpеда (или обстановка) - это "место обитания" исполнителя. Напpимеp, для исполнителя Pобота из школьного учебника сpеда - это бесконечное клеточное поле. Стены и закpашенные клетки тоже часть сpеды. А их pасположение и положение самого Pобота задают конкpетное состояние среды .
Система команд . Каждый исполнитель может выполнять команды только из некотоpого стpого заданного списка - системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия пpименимости (в каких состояниях сpеды может быть выполнена команда) и описаны pезультаты выполнения команды . Напpимеp, команда Pобота "ввеpх" может быть выполнена, если выше Pобота нет стены. Ее pезультат - смещение Pобота на одну клетку ввеpх.
После вызова команды исполнитель совеpшает соответствующее элементаpное действие .
Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается пpи недопустимом для нее состоянии сpеды.
В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер .
7.3. Какими свойствами обладают алгоpитмы?
Основные свойства алгоритмов следующие:
Понятность для исполнителя - т.е. исполнитель алгоритма должен знать, как его выполнять.
Дискpетность (прерывность, раздельность) - т.е. алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых (или pанее опpеделенных) шагов (этапов).
Опpеделенность - т.е. каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола. Благодаpя этому свойству выполнение алгоpитма носит механический хаpактеp и не тpебует никаких дополнительных указаний или сведений о pешаемой задаче.
Pезультативность (или конечность). Это свойство состоит в том, что алгоpитм должен пpиводить к pешению задачи за конечное число шагов.
Массовость . Это означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбиpаться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.
Понятие алгоритма
Алгоритмические языки
Алгоритмы. Алгоритмизация.
Понятие алгоритма такое же основополагающее для информатики, как и понятие информации. Именно поэтому важно в нем разобраться.
Название "алгоритм" произошло от латинской формы имени величайшего среднеазиатского математика Мухаммеда ибн Муса ал-Хорезми (Alhorithmi), жившего в 783-850 гг. В своей книге "Об индийском счете" он изложил правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними "столбиком", знакомые теперь каждому школьнику. В XII веке эта книга была переведена на латынь и получила широкое распространение в Европе.
Человек ежедневно встречается с необходимостью следовать тем или иным правилам, выполнять различные инструкции и указания. Например, переходя через дорогу на перекрестке без светофора надо сначала посмотретьналево. Если машин нет, то перейти полдороги, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, затем перейти полдороги. После этого посмотреть направо и, если машин нет, то перейти дорогу до конца, а если машины есть, ждать, пока они пройдут, а затем перейти дорогу до конца.
В математике для решения типовых задач мы используем определенные правила, описывающие последовательности действий. Например, правила сложения дробных чисел, решения квадратных уравнений и т. д. Обычно любые инструкции и правила представляют собой последовательность действий, которые необходимо выполнить в определенном порядке. Для решения задачи надо знать, что дано, что следует получить и какие действия и в каком порядке следует для этого выполнить. Предписание, определяющее порядок выполнения действий над данными с целью получения искомых результатов, и есть алгоритм.
Алгоpитм - заранее заданное понятное и точное пpедписание возможному исполнителю совеpшить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.
Это - не определение в математическом смысле слова, а, скорее, описание интуитивного понятия алгоритма, раскрывающее его сущность.
Понятие алгоритма является не только одним из главных понятий математики, но одним из главных понятий современной науки. Более того, с наступлением эры информатики алгоритмы становятся одним из важнейших факторов цивилизации.
Исполнитель алгоритма - это некоторая абстрактная или реальная (техническая, биологическая или биотехническая) система, способная выполнить действия, предписываемые алгоритмом.
Исполнителя хаpактеpизуют:
- сpеда;
- элементаpные действия;
- cистема команд;
- отказы.
Сpеда (или обстановка) - это "место обитания" исполнителя. Напpимеp, для исполнителя Pобота из школьного учебника сpеда - это бесконечное клеточное поле. Стены и закpашенные клетки тоже часть сpеды. А их pасположение и положение самого Pобота задают конкpетное состояние среды .
Система команд . Каждый исполнитель может выполнять команды только из некотоpого стpого заданного списка - системы команд исполнителя. Для каждой команды должны быть заданы условия пpименимости (в каких состояниях сpеды может быть выполнена команда) и описаныpезультаты выполнения команды . Напpимеp, команда Pобота "ввеpх" может быть выполнена, если выше Pобота нет стены. Ее pезультат - смещение Pобота на одну клетку ввеpх.
После вызова команды исполнитель совеpшает соответствующее элементаpное действие .
Отказы исполнителя возникают, если команда вызывается пpи недопустимом для нее состоянии сpеды.
В информатике универсальным исполнителем алгоритмов является компьютер.
2.1.1. ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА
2.1.2. ИСПОЛНИТЕЛЬ АЛГОРИТМА
2.1.3. СВОЙСТВА АЛГОРИТМА
2.1.4. ВОЗМОЖНОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Дополняет ли презентация информацию, содержащуюся в тексте параграфа? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?
2. Что называется алгоритмом?
Алгоритм – это описание последовательности шагов в решении задачи, приводящих от исходных данных к требуемому результату.
3. Подберите синонимы к слову «предписание».
Команда, указание, назначение, распоряжение, правило.
4. Приведите примеры алгоритмов, изучаемых вами в школе.
5. Кто может быть исполнителем алгоритма?
6. Приведите пример формального исполнителя. Приведите пример, когда человек выступает в роли формального исполнителя.
7. От чего зависит круг решаемых задач исполнителя «компьютер»?
Круг решаемых задач исполнителя «Компьютер» зависит от установленных него программ и целей, для которых его использует человек.
8. Рассмотрите в качестве исполнителя текстовый процессор, имеющийся на вашем компьютере. Охарактеризуйте круг решаемых этим исполнителем задач и его среду.
Текстовых процессор, имеющийся на компьютере решает задачи по выводу уже набранного или набираемого текста на монитор, позволяет выполнить редактирование этого текста, изменить цвет, размер, вид шрифта, а так же сохранить этот документ в файл.
9. Что такое команда, система команд исполнителя?
10. Какие команды должны быть у робота, выполняющего функции: а) кассира в магазине; б) дворника; в) охранника?
11. Перечислит основные свойства алгоритма.
12. К чему может привести отсутствие какого-либо свойства у алгоритма? Приведите примеры.
13. В чем важность возможности формального исполнения алгоритма?
14. Последовательность чисел строится по следующему алгоритму: первые два числа последовательности принимаются равными 1; каждое следующее число последовательности принимается равным сумме двух предыдущих чисел. Запишите 10 первых членов этой последовательности. Выясните, как называется эта последовательност
ь.
Последовательность Фибоначчи.
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55.
15. Некоторый алгоритм получает из одной цепочки символов новую цепочку следующим образом. Сначала записывается исходная цепочка символов, после нее записывается исходная цепочка символов в обратном порядке, затем записывается буква, следующая в русском алфавите за той буквой, которая в исходной цепочке стояла на последнем месте. Если в исходной цепочке на последнем месте стоит буква «Я», то в качестве следующей буквы записывается буква «А». Получившаяся цепочка является результатом работы алгоритма. Например, если исходная цепочка символов была «ДОМ», то результатом работы алгоритма будет цепочка «ДОММОДН». Дана цепочка символов «КОМ». Сколько букв «О» будет в цепочке символов, которая получается, если применить алгоритм к данной цепочке, а затем еще раз применить алгоритм к результату его работы?
1) КОММОКН.
2) КОММОКННКОММОКО.
Ответ
: 5 штук.
16. Найдите в сети Интернет анимацию шагов алгоритма Эратосфена. С помощью алгоритма Эратосфена найдите все простые числа, не превышающие 50.
17. Что будет результатом исполнения Черепашкой (см. пример 5) алгоритма?
Повтори 8 {Направо 45 Вперед 45}
Правильный восьмиугольник.
18. Запишите алгоритм для исполнителя Вычислитель (см. пример 6), содержащий не более 5 команд:
А) получения из числа 3 числа 16;
Б) получения из числа 1 числа 25.
19. Система команд исполнителя Конструктор состоит из двух команд, которым присвоены номера:
1 – приписать 2
2 – разделить на 2
20. В какой клетке должен находиться исполнитель Робот (пример 7), чтобы после выполнения алгоритма 3241 в нее же и вернуться?
Робот должен находиться в клетке В.
Загрузка...