Исполнители алгоритмов. Формальное выполнение алгоритма. Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ).

Тип урока: комбинированный.

Цели урока:

Ввести понятие «объект-исполнитель»;

Познакомить учащихся с третьей стадией разработки алгоритма;

Ввести понятие «Программа»;

Познакомить с правилами оформления и вызова программы;

Научить решать задачи на составление программ с линейным алгоритмом.

Задачи урока:

Познавательные :

Организовать работу учащихся по изучению и первичному закреплению знаний путем коллективной и самостоятельной практической деятельности.

Развивающие:

Используя интегрированный подход, показать учащимся значение, которое имеет понятие «объект-исполнитель» в природе, быту, технике и повседневной жизни.

Обеспечить развитие у школьников навыков, способствующих развитию памяти, логического мышления и применению имеющихся знаний и умений при составлении программ на языке программирования.

Воспитательные:

Формирование информационной культуры, умения и навыков коллективного и самостоятельного овладения знаниями;

Воспитывать культуру речи при ответах у доски, уважение ко всем участникам образовательного процесса.

Ход урока

Организационный этап

Взаимные приветствия учителя и учащихся; фиксация отсутствующих; проверка внешнего состояния классного помещения; проверка подготовленности учащихся к уроку; организация внимания и внутренней готовности.

Объявление темы и целей урока. Повторение материала

Сегодня на уроке мы с вами продолжим изучать технологию решения задач с помощью компьютера. Мы уже с вами познакомились с понятием алгоритма и его свойствами. И прежде чем преступить к изучению нового материала, проверим вашу подготовленность к уроку.

Фронтальный опрос:

Перечислите этапы решения задачи с помощью ПК (постановка задачи, определение условий, построение модели задачи, описание алгоритма решения задачи, выбор оптимальной среды для решения, описание алгоритма с помощью выбранных программных средств, тестирование решения задачи, при необходимости – коррекция решения задачи)

Перечислите основные свойства алгоритма (дискретность, точность, понятность, массовость, результативность)

Перечислите основные формы представления алгоритмов (словесный, графический, программный, табличный)

Объяснение нового материала:

Алгоритмы решения разных задач должны быть выполнимы в той среде, где необходимо получить результат. В этой среде должен существовать объект, который будет выполнять алгоритм. Рассмотрим пример. Пете захотелось чаю. Он вскипятил в чайнике воду, положил в чашку пакетик заварки, налил туда кипяток, добавил две чайные ложки сахара, размешал их ложкой и с удовольствием выпил свой чай. Оформим алгоритм действий Пети в виде блок-схемы (учитель вызывает ученика к доске).

В данном примере все указанные действия выполняет Петя, следовательно он и есть тот объект, который выполняет алгоритм. Петя умеет и может выполнять действия, указанные в алгоритме. Он выполняет эти действия в указанном порядке. Объект, который выполняет алгоритм называют исполнителем .

Различают формальных и неформальных исполнителей. Формальный исполнитель одну и туже команду выполняет одинаково. Неформальный исполнитель может выполнять команду.

Формальные исполнители необычайно многообразны, но для каждого из них можно указать следующие характеристики: круг решаемых задач (назначение), среду, систему команд и режим работы.

Круг решаемых задач. Каждый исполнитель создаётся для решения некоторого круга задач – построения цепоцек символов, выполнения вычислений, построения рисунков на плоскости и так далее.

Среда исполнителя – условия, при которых возможно исполнение алгоритма.

Система команд исполнителя (СКИ) – перечень действий, который способен понять и выполнить исполнитель.

Система отказов исполнителей – перечень отказов возникающий, при невозможности выполнения алгоритма в конкретных условиях.

Режимы работы исполнителя – режим непосредственного и программного управления. Непосредственное управление – исполнитель ждёт команды от человека и каждую команду выполняет немедленно. Программное управление – исполнителю задаётся последовательность команд (программа), а затем исполняет команды в автоматическом режиме. Некоторые исполнители работает только в одном из режимов.

Исполнители, встречающиеся в задачах – «Кузнечик», «Калькулятор», «Маятник», «Черепашка», «Стрелка», «Красильщик», «Стрелочка», «Черепаха», «Водолей» и. др.

Пример: Исполнитель Черепашка перемещается на экране компьютера, оставляя след в виде линии. Система команд состоит из следующих команд:

Вперёд n (где n – целое число) – вызывает передвижение на n шагов в направлении движения – в том направлении, куда развёрнуты ее голова и корпус.

Направо m (где m – целое число) – вызывает изменение направления движения на m градусов по часовой стрелке.

Запись Повтори K [<Команда1> <Команда2> … <Команда n >] – означает, что последовательность команд в скобках повториться k раз.

Подумайте, какая фигура появиться на экране после выполнения Черепашкой следующего алгоритма:

Повтори 12 [ Направо 45 Вперёд 20 Направо 45 ]

Ответ:

Пример: Система команд Вычислитель состоит из двух команд, которым присвоены номера:

1 – вычти 1

2 – умножить на 3

При записи алгоритма для краткости указываются только номера команд. Например, алгоритм 21212 означает следующее

Умножить на 3

Вычти 1

Умножить на 3

Вычти 1

Умножить на 3

С помощью этого алгоритма число 1 преобразовано в 15: ((1*3-1)*3-1)*3=15

Пример: Исполнитель Робот действует на клетчатом поле, между соседними клетками которого могут стоять стены. Робот передвигается по клеткам поля и может выполнять следующие команды: вверх, вниз, вправо, влево.

При выполнении каждой такой команды Робот перемещается в соседнюю клетку в указанном направлении. Если же в этом направлении между клетками стоит стена, то Робот разрушается.

Что произойдет с Роботом если он выполнит последовательность команд: вправо, вниз, вправо, вниз, вправо. Начав движение из клетки А. Какую последовательность команд надо выполнить Роботу, чтобы переместиться из клетки А в клетку В, не разрушившись от встречи со стенами?

Алгоритм, представленный на понятном Исполнителю языке, называют программой .

Программа – упорядоченная последовательность команд (инструкций), необходимых компьютеру для решения поставленной задачи.

Основная сложность при разработке программ для компьютера заключается именно в создании или нахождении алгоритма. Составление программы по известному алгоритму называют кодированием.

Программирование (кодирование) – процесс составление программы для компьютера.

Каждый алгоритм, представленный в виде программы, должен иметь уникальное имя, не совпадающее со встроенными в язык словами. Программа имеет заголовок, в котором указано ее имя. Новый алгоритм сохраняется в памяти компьютера под своим именем, и его можно вызвать (выполнить), введя имя этой программы. Программы обладают такими же свойствами, как и алгоритмы.

Итог урока:

Диалог:

Что нового Вы узнали на уроке?

Какова практическая значимость изучаемого вопроса?

Каковы положительные моменты урока.

Пожелания

Спасибо за работу на уроке!

Выделяют два типа исполнителей: формальные и неформальные .

Формальный исполнитель одну и ту же команду всегда выполняет одинаково.

Неформальный исполнитель может выполнять команду по-разному.

Например, при многократном прослушивании диска с любимой мелодией ты можешь быть уверен, что она воспроизводится проигрывателем (формальным исполнителем) одинаково. Но вряд ли кому-нибудь из певцов (неформальному исполнителю) удастся несколько раз совершенно одинаково исполнить песню из своего репертуара.

Как правило, человек выступает в роли неформального исполнителя.

Формальными исполнителями являются преимущественно технические устройства.

Человек в роли неформального исполнителя сам отвечает за свои действия.

За действия формального исполнителя отвечает управляющий им объект.

Круг решаемых задач . Каждый исполнитель создается для решения определённого класса задач.
Среда исполнителя . Область, обстановку, условия, в которых действует исполнитель, принято называть средой данного исполнителя.
Система команд исполнителя . Предписание о выполнении отдельного законченного действия исполнителя называется командой. Совокупность всех команд, которые могут быть выполнены некоторым исполнителем, образует СКИ - систему команд исполнителя.
Система отказов исполнителя . Отказ «не понимаю» возникает тогда, когда исполнителю подается команда, не входящая в его СКИ. Отказ «не могу» возникает тогда, когда команда из СКИ не может быть им выполнена в конкретных условиях среды.
Режимы работы исполнителя . Для большинства исполнителей предусмотрены режимы непосредственного и программного управления. В первом случае исполнитель ожидает команд от человека и каждую поступившую команду немедленно выполняет. Во втором случае исполнителю сначала задаётся полная последовательность команд (программа), а затем он выполняет все эти команды в автоматическом режиме. Ряд исполнителей работает только в одном из названных режимов.

Разработка алгоритма - трудоёмкая задача, требующая от человека глубоких знаний и больших затрат времени. Решение задачи по готовому алгоритму требует от исполнителя только строгого следования заданным предписаниям. Исполнитель не вникает в смысл того, что он делает, и не рассуждает, почему он поступает так, а не иначе - он действует формально. С этим связана возможность автоматизации деятельности человека:

процесс решения задачи представляется в виде последовательности простейших операций;
создаётся машина (автоматическое устройство), способная выполнять эти операции в последовательности, заданной в алгоритме;
человек освобождается от рутинной деятельности, выполнение алгоритма поручается автоматическому устройству.

1. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет максимальное число, кратное 5. Программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. В последовательности всегда имеется число, кратное 5. Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30 000. Программа должна вывести одно число - максимальное число, кратное 5.

3. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет количество чисел, кратных 4. Программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. В последовательности всегда имеется число, кратное 4. Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30 000. Программа должна вывести одно число - количество чисел, кратных 4

5.Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет сумму чисел, кратных 3. Программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. В последовательности всегда имеется число, кратное 3. Количество чисел не превышает 100. В ведённые числа не превышают 300. Программа должна вывести одно число - сумму чисел, кратных 3.

7. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет максимальное число, кратное 4. Программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. В последовательности всегда имеется число, кратное 4. Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30 000. Программа должна вывести одно число - максимальное число, кратное 4.

9. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет количество чисел, оканчивающихся на 3. Программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. В последовательности всегда имеется число, оканчивающееся на 3. Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30000. Программа должна вывести одно число - количество чисел, оканчивающихся на 3.

13. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет количество чисел, оканчивающихся на 6. Программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. В последовательности всегда имеется число, оканчивающееся на 6. Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30000. Программа должна вывести одно число - количество чисел, оканчивающихся на 6.

15. Напишите программу, к оторая в последовательности натуральных чисел определяет сумму чисел, кратных 5. Программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. В последовательности всегда имеется число, кратное 5. Количество чисел не превышает 100. В ведённые числа не превышают 300. Программа должна вывести одно число - сумму чисел, кратных 5.

17. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет определяет сумму всех чисел, кратных 6 и оканчивающихся на 4. Программа получает на вход натуральные числа, количество введённых чисел неизвестно, последовательность чисел заканчивается числом 0 (0 - признак окончания ввода, не входит в последовательность). Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30 000. Программа должна вывести одно число: сумму всех чисел, кратных 6 и оканчивающихся на 4.

19. Напишите программу для решения следующей задачи. Камера наблюдения регистрирует в автоматическом режиме скорость проезжающих мимо неё автомобилей, округляя значения скорости до целых чисел. Необходимо определить максимальную зарегистрированную скорость автомобиля. Е сли скорость хотя бы одного автомобиля была меньше 30 км/ч, выведите «YES», иначе выведите «N0». Программа получает на вх од число проехавших автомобилей N (1 < N < 30), затем указываются их скорости. Значение скорости не может быть меньше 1 и больше 300.Программа должна сначала вывести максимальную скорость, затем Y E S или NO.

Входные данные	Выходные данные




	no

21. Напишите программу для решения следующей задачи. Камера наблюдения регистрирует в автоматическом режиме скорость проезжающих мимо неё автомобилей, округляя значения скорости до целых чисел. Необходимо определить максимальную зарегистрированную скорость автомобиля. Если скорость хотя бы одного автомобиля была не меньше 60 км/ч, выведите «YES», иначе выведите «N0».

Программа получает на вход число проехавших автомобилей N (1 =< N =< 30), затем указываются их скорости. Значение скорости не может быть меньше 1 и больше 300. Программа должна сначала вывести среднюю скорость с точностью до одного знака после запятой, затем «YES» или «N0».

23.

Входные данные	Выходные данные

25. Напишите программу, которая в последовательности целых чисел определяет их сумму и количество чётных чисел, кратных 5. Программа получает на вход целые числа, количество введённых чисел неизвестно, последовательность чисел заканчивается числом 0 (0 - признак окончания ввода, не входит в последовательность). Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа по модулю не превышают 30 000. Программа должна вывести два числа: сумму последовательности и количество чётных чисел, кратных 5.

27. Напишите программу, которая в последовательности целых чисел определяет их сумму и подсчитывает разность количества положительных и отрицательных чисел последовательности. Программа получает на вход целые числа, количество введённых чисел неизвестно, последовательность чисел заканчивается числом 0 (0 - признак окончания ввода, не входит в последовательность). Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа по модулю не превышают 30 000. Программа должна вывести два числа: сумму чисел и разность количества положительных и отрицательных чисел.

28. Напишите программу, которая в последовательности целых чисел определяет их количество и подсчитывает сумму положительных чётных чисел, не превосходящих 256. Программа получает на вход целые числа, количество введённых чисел неизвестно, последовательность чисел заканчивается числом 0 (0 - признак окончания ввода, не входит в последовательность). Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа по модулю не превышают 30 000. Программа должна вывести два числа: длину последовательности и сумму положительных чётных чисел, не превосходящих 256.

29. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет количество всех чётных чисел, кратных 5. Программа получает на вход натуральные числа, количество введённых чисел неизвестно, последовательность чисел заканчивается числом 0 (0 - признак окончания ввода, не входит в последовательность). Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30 000. Программа должна вывести одно число: количество всех чётных чисел, кратных 5.

31. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет сумму всех чисел, кратных 7 и оканчивающихся на 2. Программа получает на вход натуральные числа, количество введённых чисел неизвестно, последовательность чисел заканчивается числом 0 (0 - признак окончания ввода, не входит в последовательность). Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30 000. Программа должна вывести одно число: сумму всех чисел, кратных 7 и оканчивающихся на 2.

33. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет сумму всех чисел, кратных 8 и оканчивающихся на 6. Программа получает на вход натуральные числа, количество введённых чисел неизвестно, последовательность чисел заканчивается числом 0 (0 - признак окончания ввода, не входит в последовательность). Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30000. Программа должна вывести одно число: сумму всех натуральных чисел, кратных 8 и оканчивающихся на 6.

35. Введите с клавиатуры 5 положительных целых чисел. Вычислите сумму тех из них, которые делятся на 4 и при этом заканчиваются на 6. Программа должна вывести одно число: сумму чисел, введенных с клавиатуры, кратных 4 и оканчивающихся на 6.

Входные данные	Выходные данные

37. Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет минимальное число, оканчивающееся на 4. Программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. В последовательности всегда имеется число, оканчивающееся на 4. Количество чисел не превышает 1000. В ведённые числа не превышают 30000. Программа должна вывести одно число - минимальное число, оканчивающееся на 4.

| Планирование уроков и материалы к урокам | 6 классы | Планирование уроков на учебный год (ФГОС) | Исполнители вокруг нас

Урок 24
Исполнители вокруг нас
Работа в среде исполнителя Кузнечик

Формальные исполнители

Формальные исполнители

Выделяют два типа исполнителей: формальных и неформальных. Формальный исполнитель одну и ту же команду всегда выполняет одинаково. Неформальный исполнитель может выполнять команду по-разному.

Например, при многократном прослушивании диска с любимой музыкой вы можете быть уверены, что она воспроизводится проигрывателем (формальным исполнителем) одинаково. Но вряд ли кому-нибудь из певцов (неформальному исполнителю) удастся несколько раз совершенно одинаково исполнить песню из своего репертуара.

Как правило, человек выступает в роли неформального исполнителя. Формальными исполнителями являются преимущественно технические устройства. Человек в роли неформального исполнителя сам отвечает за свои действия. За действия формального исполнителя отвечает управляющий им объект.

Рассмотрим более подробно множество формальных исполнителей. Формальные исполнители необычайно разнообразны, но для каждого из них можно указать круг решаемых задач, среду, систему команд, систему отказов и режимы работы.
1. Круг решаемых задач . Каждый исполнитель создается для решения определенного класса задач.
2. Среда исполнителя . Область, обстановку, условия, в которых действует исполнитель, принято называть средой данного исполнителя.
3. Система команд исполнителя . Предписание о выполнении отдельного законченного действия исполнителя называется командой. Совокупность всех команд, которые могут быть выполнены некоторым исполнителем, образует СКИ - систему команд исполнителя.
4. Система отказов исполнителя . Отказ «не понимаю» возникает тогда, когда исполнителю подается команда, не входящая в его СКИ. Отказ «не могу» возникает тогда, когда команда из СКИ не может быть им выполнена в конкретных условиях среды.
5. Режимы работы исполнителя . Для большинства исполнителей предусмотрены режимы непосредственного и программного управления. В первом случае исполнитель ожидает команд от управляющего объекта и немедленно выполняет каждую поступившую команду. Во втором случае исполнителю сначала задаётся полная последовательность команд (программа), а затем он выполняет все эти команды в автоматическом режиме. Ряд исполнителей работает только в одном из названных режимов.

Рассмотрим процесс управления информационным процессом, в котором в качестве управляемого объекта выбран текст. Другими словами, рассмотрим информационный процесс, связанный с редактированием (изменением состояния) текста.
Во-первых , для того, чтобы преобразовать текст, должен существовать кто-то или что-то, который эти преобразования выполняет. Иными словами, необходим исполнитель этих преобразований.
Во-вторых , процесс преобразования текста необходимо разбить на отдельные операции, которые должны быть записаны в виде отдельных команд исполнителю. Каждый исполнитель обладает определенным набором, системой команд , которые он может выполнить. В процессе редактирования текста возможны различные операции: удаление, копирование, перемещение или замена его фрагментов. Исполнитель редактирования текста должен быть в состоянии выполнить эти операции.
В-третьих , должно быть определено начальное состояние объекта, в данном случае текста, и его требуемое конечное состояние (цель преобразования).
Будем говорить, что информационный процесс, обладающий всеми перечисленными выше свойствами, называется алгоритмом . Исполнитель может выполнить алгоритм, если команды алгоритма входят в систему команд исполнителя.
Например: пользователю необходимо отредактировать текст следующим образом:

1. Выделить символы с 1 по 15.

2. Вырезать этот фрагмент и поместить его в буфер.

3. Установить курсор на позицию после 7-го символа.

4. Вставить вырезанный фрагмент текста.

Этот алгоритм пользователь может выполнять формально. Пользователь в процессе выполнения алгоритма на компьютере будет нажимать клавиши клавиатуры, а при работе с графическим интерфейсом с помощью мыши активизировать те или иные кнопки, пункты меню и т.д. Фактически пользователь будет давать команды объектам программной средыWindows&Office, которые и будут исполнителями алгоритма.

Алгоритмические языки программирования. Представление информационного процесса в форме алгоритма позволяет поручить его автоматическое исполнение различным техническим устройствам, среди которых особое место занимает компьютер. При этом говорят, что компьютер исполняет программу (последовательность команд), реализующую алгоритм на каком-либо языке программирования.

14 Основные понятия алгоритмизации: формальные и неформальные исполнители алгоритмов.

Исполнитель - это некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определенный набор команд.
Команды, которые может выполнить конкретный исполнитель, образуютсистему 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 всегда выполняет одинаково. Неформальный исполнитель может выполнять команду по-разному.

Например, при многократном прослушивании диска с любимыми мелодиями вы можете быть уверены, что они воспроизводятся проигрывателем (формальным исполнителем) одинаково. Но вряд ли кому-нибудь из певцов (неформальному исполнителю) удастся несколько раз совершенно одинаково исполнить песню из своего репертуара.

Управление - это процесс целенаправленного воздействия одних объектов на другие.

Исполнители являются объектами управления. Управлять ими можно, составив для них алгоритм.

Алгоритм - это предназначенное для конкретного исполнителя точное описание последовательности действий, направленных на решение поставленной задачи.

Алгоритмы могут быть записаны в виде таблицы, нумерованного списка на естественном языке или изображены с помощью блок-схемы. Программа - это алгоритм, записанный по правилам понятного исполнителю-компьютеру языка.

15 Алгоритмические конструкции: линейная, разветвление, циклы