Какой этап решения задачи на компьютере отсутствует в следующей цепочке объект

Обновлено: 04.07.2024

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

Перечислите и охарактеризуйте этапы решения задач на компьютере.

Ответ

Этапы решения задачи на компьютере

Работа по решению любой задачи с использованием компьютера делится на следующие этапы:

Постановка задачи.
Формализация задачи.
Построение алгоритма.
Составление программы на языке программирования.
Отладка и тестирование программы.
Проведение расчетов и анализ полученных результатов.

Часто эту последовательность называют технологической цепочкой решения задачи на компьютере. Непосредственно к программированию в этом списке относятся пункты 3, 4, 5.

На этапе постановки задачи должно быть четко определено, что дано и что требуется найти. Здесь очень важно определить полный набор исходных данных, необходимый для решения задачи.

Второй этап — формализация задачи. Здесь чаще всего задача переводится на язык математических формул, уравнений, отношений. Если решение задачи требует математического описания какого-то реального объекта, явления или процесса, то формализация равносильна получению соответствующей математической модели.

Третий этап — построение алгоритма. Опытные программисты часто сразу пишут программы на языках программирования, не прибегая к каким-либо специальным способам описания алгоритмов (блок-схемам, псевдокодам). Однако в учебных целях полезно использовать эти средства, а затем переводить полученный алгоритм на язык программирования.

Первые три этапа — это работа без компьютера. Дальше следует собственно программирование на определенном языке в определенной системе программирования. Последний (шестой) этап — это уже использование разработанной программы в практических целях. Выполнение учебных заданий на программирование обычно заканчивается пятым этапом, т. е. доказательством правильности составленной программы.

Таким образом, программист должен обладать следующими знаниями и навыками:

уметь строить алгоритмы;
знать языки программирования;
уметь работать в соответствующей системе программирования.

Основой программистской грамотности является развитое алгоритмическое мышление.

ввести понятие простой и составной команды, понятие линейного алгоритма.

Развивающие:

развитие алгоритмического мышления, памяти, внимательности;

развитие у школьников умения излагать мысли, моделировать ситуацию.

Воспитательные:

развитие познавательного интереса, логического мышления;

воспитывать уважение к мнению окружающих.

Источники информации:

Информатика и ИКТ : учебник для 9 класса : в 2 ч./ Л.Л.Босова, А.Ю. Босова. _ М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015

Информатика и ИКТ : учебник для 9 класса : Н.Д. Угринович. _ М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015

Тип урока: комбинированный.

План урока.

Проверка домашнего задания. Тестирование.

Объяснение нового материала.

Проверка домашнего задания. Тестирование.

Слайд 1. Информационная разминка.

Алгоритм и его свойства.

1. Что называется алгоритмом?

1) последовательность команд, которую может выполнить исполнитель

2) система команд исполнителя

3) нумерованная последовательность строк

4) ненумерованная последовательность строк

Модель есть замещение изучаемого объекта другим объектом, который отражает…

1) все стороны данного объекта

2) некоторые стороны данного объекта

3) существенные стороны данного объекта

4) несущественные стороны данного объекта
3. Какой из документов является алгоритмом?
1) правила техники безопасности

2) инструкция по получению денег в банкомате

3) расписание уроков

4) список класса
4. Модель содержит информации.

1) столько же, сколько и моделируемый объект

2) меньше, чем моделируемый объект

3) больше, чем моделируемый объект

4) не содержит информации
5. Алгоритм может быть выполнен процессором компьютера, если.

1) алгоритм записан на алгоритмическом языке

2) алгоритм записан на машинном языке (в двоичном коде)

3) алгоритм записан на естественном языке

4) алгоритм зафиксирован в виде блок-схемы
6. Информационной моделью организации учебного процесса в школе является.

1) правила поведения учащихся

2) список класса

3) расписание уроков

4) перечень учебников
7. Какой из объектов может являться исполнителем?

8. Какой этап решения задачи на компьютере отсутствует в следующей цепочке: объект - . - исследование модели на компьютере - анализ результатов и корректировка модели?

1) построение информационной модели

2) кодировка алгоритма на языке программирования

3) анализ полученных результатов

9. Какая из последовательностей слов является командами исполнителя «Робот»?

1) хороший, плохой

2) компьютер, программа

10. Предметной моделью является.

1) анатомический муляж

Оценка: «5» – 9, 10 заданий;

Объяснение нового материала.

Слайды 2 - 3

Вспомним, что алгоритм – это система формальных правил чётко описывающая процесс исполнения работы. Каким же образом можно описать алгоритм?

Различают следующие формы записи алгоритмов;

словесно-пошаговое описание алгоритмов (описание алгоритмов на естественном языке);

с использованием алгоритмического языка;

блок-схема – графическое изображение алгоритма;

с использованием языка программирования (программа).

Чтобы исполнитель мог исполнить алгоритм, он, то есть алгоритм, должен быть записан на языке понятном исполнителю и команды, составляющие алгоритм, должны входить в систему команд исполнителя. Язык, что это такое?

Слайд 4. Алгоритмический язык (язык графики, язык программирования) – это система обозначений и правил для единообразной и точной записи алгоритмов и их исполнения.

Слайд 5 – . Алгоритм (программа) должен иметь своё название (имя). Имя алгоритма выбирается так, чтобы было понятно, решение какой задачи описывает данный алгоритм.

Алгоритмический язык

Блок-схема

Алг. < имя алгоритма >

Арг. < список аргументов>(исходные данные)

Рез. < список результатов>

Последовательность нескольких команд алгоритма, выполняющихся одна за другой, называется серией команд (< C К>).

Различают команды простые и составные. Простой называется команда, входящая в систему команд исполнителя и не требующая при своём исполнении преварительной проверки какого-либо условия. Например, ”Вымой посуду”, “Вычислить 3+2”, “Решить уравнение 3х + 1=20”. Составной называется команда, входящая в систему команд исполнителя и не требующая при своём исполнении предварительной проверки какого-либо условия. Например, “Вычислить значение функции y =2х, если х<0», «Если у тебя есть время, то вымой посуду».

Различают следующие типы алгоритмов: линейный, разветвляющийся, циклический, вспомогательный.

Линейным называется алгоритм, в котором действия выполняются в естественном порядке, то есть одно за другим. Линейный алгоритм состоит только из простых команд.

Задача. Имеются цинк, 96%-ная серная кислота, вода, а также колба и пробирка. Составить алгоритм получения водорода.

Алг. Получение водорода.

Арг. Колба, стол, пробирка, вода, кислота, цинк.

Поставить колбу на стол.

Налить в колбу воду.

Налить в колбу кислоту.

Бросить в колбу цинк.

Собрать выделяющийся газ в пробирку.

Домашнее задание.

Работа с конспектом.

§ 4.1,4.2.1. Н. Угринович.

Задача. Имеются два кувшина ёмкостью 3л и 8л. Исполнитель ДЖИНН может набирать воду из реки в каждый кувшин, выливать из него воду и определять, налита ли вода в кувшине доверху. Напишите алгоритм, выполнив который ДЖИНН наберёт из реки 7л воды.

Закрепление изученного.

А теперь вернёмся к началу нашего урока и сделаем выводы.

? Дайте понятие алгоритма (последовательность действий со строго определёнными правилами их исполнения).

? Какие способы описания алгоритмов вы знаете (словесно-пошаговое описание алгоритма, с использованием алгоритмического языка, блок-схема, с использованием языка программирования)?

? Дайте понятие блок-схемы (графическое описание алгоритма называется блок-схемой).

? Дайте понятие алгоритмического языка (алгоритмический язык – это система обозначений и правил для единообразной и точной записи алгоритмов и их исполнения).

? Какой алгоритм называется линейным (алгоритм, в котором действия выполняются в естественном порядке, то есть одно за другим)?

Задача (для самостоятельного решения). Некий исполнитель должен перевезти в лодке через реку волка, козу и капусту. За один раз он может перевезти только либо волка, либо козу, либо капусту. Ничем кроме погрузо-разгрузочных работ и перевозок данный исполнитель не занимается. Составьте для данного исполнителя алгоритм переправы, позволяющий избежать жертв (эта задача встречается в рукописях VIII века).

Прежде чем вы приступите к выполнению задания давайте введём ряд обозначений: берег, на котором находятся волк, коза и капуста обозначим 1, берег, на который необходимо их перевезти – 2 и соответственно команды для перевозки - «переплыть реку 1» и «переплыть реку 2».

6. Дано выражение НЕ (а ИЛИ НЕ b), где а и b - логические величины. При выполнении какого из следующих логических высказываний данное выражение будет истинным?
1) а и b имеют значение false 2) а и b имеют значение true
3) ни а, ни b не имеют значения false 4) а имеет значение true , b - false
5) а имеет значение false, b – true.

Принцесса в другой комнате

Решение
Если в первой комнате находится принцесса, то утверждение на табличке истинно, если тигр, то ложно. Для второй комнаты наоборот: если в ней находится принцесса, то утверждение на табличке ложно, если тигр, то истинно. Составим соответствующее этим рассуждениям сложное высказывание и упростим его, чтобы получить ответ. При решении данной задачи важно правильно ввести обозначения, тогда и формализация, и решение задачи будут значительно проще. Например, обозначим через П1 высказывание ”В первой комнате находится принцесса”, а П2 -- “Во второй комнате находится принцесса”. Из условия, что в каждой комнате находится либо принцесса, либо тигр, следует, что высказывание “В первой комнате находится тигр”
__
можно обозначить П1 (обозначение Т1 было бы не настолько удачным).
Утверждение на двери первой комнаты в данных обозначениях можно записать так: П1+П2; утверждение на двери второй комнаты -- П1.
Полное сложное высказывание выглядит так ( лишние скобки для наглядности ):
Для первой комнаты: для второй комнаты:

__ ______

то утверждение истинно, то утверждение ложно,

или если в первой комнате тигр, или если тигр во второй комнате,

то утверждение ложно. то утверждение истинно.

Использование законов формальной логики позволяет упростить данное выражение, а результат упрощения будет ответом задачи.

В результате дальнейших преобразований получим: П1+П2-это и есть ответ задачи. Таким образом, в первой комнате находится принцесса, во второй- тигр

8. Какое устройство обладает наибольшей скоростью обмена информацией?
а)CD-ROM-дисковод б)жесткий диск
в)дисковод для гибких дисков г)микросхемы оперативной памяти

9. Логические операции над данными производит: а)УУ б)ПЗУ в)ОЗУ г)АЛУ

10. Разрядность процессора определяется…(максимальным количеством разрядов двоичного кода, которые могут обрабатываться процессором одновременно).

11. Файл-это…
а)единица измерения информации б)программа в оперативной памяти
в)текст, распечатанный на принтере г)программа или данные на диске

12. Задан полный путь к файлу: C:\DOC\PROBA\PROBA.TXT
Каково полное имя файла? (Ответ: PROBA.TXT).

Имеется 27 монет одинакового достоинства, среди которых имеется одна фальшивая монета, более тяжелая, чем остальные, не отличающаяся от них по внешнему виду. Имеются также чашечные весы без гирь.
Необходимо составить алгоритм обнаружения фальшивой монеты с помощью не более трех взвешиваний.
Алгоритм
Разделить все монеты на три части по 9 монет. Взвесить две любые. Если весы уравновешены, то взять для дальнейшей обработки третью часть, иначе продолжить алгоритм с той частью из 9 монет, которая оказалась тяжелее. Разделить выбранные 9 монет на 3 части и произвести взвешивание двух любых частей. Если весы уравновешены, то взять для дальнейшей обработки третью часть, иначе продолжить алгоритм с той частью из 3 монет, которая оказалась тяжелее. Положить на весы две из трех оставшихся монет. Если весы уравновешены, то оставшаяся монета – фальшивая, иначе фальшивой является более тяжелая монета, лежащая на весах.
Дана рекурсивная функция f(n)=n-1 при n>10; f(n)=f(n+1) при n 10 дает явное значение f(11)=10. Следовательно, f(4)=10
Написать алгоритм, который при вводе текущей даты выводил бы на экран количество дней, оставшихся до двухсотлетия со дня рождения Пушкина
Ответ:Посмотрим в работах учащихся!

18. Информационной моделью организации учебного процесса в школе является…
а)правила поведения учащихся б)список класса
в)расписание уроков г)перечень учебников

19. Какой этап решения задачи на компьютере отсутствует в следующей цепочке: объект-…-исследование модели на компьютере, анализ результатов и корректировка модели? Построение информационной модели

20. Составлен алгоритм решения квадратного уравнения. Привести минимальный и достаточный, на ваш взгляд, набор тестов для этого алгоритма.
Ответ:

22. Код (номер) буквы “о” в таблице кодировки символов равен 141. Что зашифровано с помощью последовательности кодов: 144 142 141 143 145 ?
Ответ: спорт

23. Голубой цвет на компьютере с разрешающей способностью 640*400 пикселей кодируется 0011. Каков объем видеопамяти на этом компьютере?
Ответ: 640*400*4 бит= 125 Кбайт.

24. Примитивами в графическом редакторе называются
а)линия, круг, прямоугольник б)карандаш, кисть, ластик
в)выделение, копирование, вставка г)наборы цветов (палитра)

25. В электронных таблицах нельзя удалить…
а)столбец б)строку в)имя ячейки г)содержимое ячейки

26. В ячейку B15 электронной таблицы ввели формулу: =(C6+$D$6)*$E$6. Как будет выглядеть эта формула при размножении вниз в ячейке B18? ($ - признак абсолютной ссылки в ЭТ)
Ответ: =(С9+$D$6)*$E$6.
В ячейку C7 электронной таблицы ввели формулу: =(C6+C7)*$D$4. Как будет выглядеть эта формула при размножении вправо в ячейке F7?
Ответ: данная формула не может быть введена в клетку С7, так как при этом получается циклическая ссылка.

27. Тип поля (числовой, текстовый и др.) в базе данных определяется
а)названием поля б)шириной поля в)количеством строк г)типом данных

28. Модем, передающий информацию со скоростью 28 800 бит/с, за одну секунду может передать…
а)две страницы текста (3600 байт) б)рисунок (36 Кбайт)
в)аудиофайл (360 Кбайт) г)видеофайл (3,6 Мбайт)

29. Какой из способов подключения к Internet обеспечивает наибольшие возможности для доступа к информационным ресурсам?
а)удаленный доступ по коммутируемому телефонному каналу
б)постоянное соединение по оптоволоконному каналу
в)постоянное соединение по выделенному телефонному каналу
г)терминальное соединение по коммутируемому телефонному каналу

Урок 10. Решение задач на компьютере. Этапы решения задачи

Ключевые слова:

• постановка задачи
• формализация
• алгоритмизация
• программирование
• отладка и тестирование
• выполнение расчётов

Чтобы решать задачи на компьютере, необходимо владеть языком программирования, обладать знаниями в области информационного моделирования и алгоритмизации.

2.1.1. Этапы решения задачи на компьютере

Решение задачи с использованием компьютера включает этапы, представленные на рис. 2.1.

На первом этапе обычно осуществляется постановка задачи, происходит осознание её условия. При этом должно быть чётко определено, что дано (какие исходные данные известны, какие данные допустимы) и что требуется найти в решаемой задаче. Также должны быть чётко выделены существенные свойства рассматриваемого объекта, указаны связи между исходными данными и результатами.

Рис. 2.1. Этапы решения задачи на компьютере

На втором этапе описательная информационная модель формализуется, т. е. записывается с помощью некоторого формального языка.

Для этого требуется:

• понять, к какому классу принадлежит рассматриваемая задача;
• записать известные связи между исходными данными и результатами с помощью математических соотношений;
• выбрать наиболее подходящий способ для решения задачи.

На третьем этапе осуществляется построение алгоритма — чёткой инструкции, задающей необходимую последовательность действий для решения задачи. Алгоритм чаще всего представляется в форме блок-схемы ввиду её наглядности и универсальности.

На четвёртом этапе алгоритм записывается на одном из языков программирования. Вы учитесь записывать программы на языке Паскаль.

На пятом этапе осуществляется отладка и тестирование программы.

Отладка программы — это процесс проверки работоспособности программы и исправления обнаруженных при этом ошибок.

Проверка правильности разработанной программы осуществляется с помощью тестов. Тест — это конкретный вариант значений исходных данных, для которого известен ожидаемый результат.

О правильности разработанной программы свидетельствует также соответствие полученных данных экспериментальным фактам, теоретическим положениям и т. д. При этом может возникнуть необходимость уточнить разработанную математическую модель, полнее учесть особенности изучаемого объекта. По уточнённой математической модели снова составляется программа, анализируются результаты её выполнения. Так продолжается до тех пор, пока полученные результаты не будут достаточно точно соответствовать изучаемому объекту.

На шестом этапе по уточнённой программе проводятся необходимые вычисления, результаты которых позволяют ответить на поставленные в задаче вопросы.

Рассмотренные этапы являются основой разработки современного программного обеспечения, но при этом называются они несколько иначе (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Этапы разработки программного обеспечения

На этапе подготовки разработчик уточняет у заказчика требования к программному продукту, осуществляет предварительное планирование этапов работ, сроков, ресурсов и стоимости разработки.

На этапе проектирования составляются требования к программе, определяются её технические характеристики, выбираются алгоритмы реализации программы.

На этапе создания происходит разработка интерфейса программы (кнопки, иконки, расположение и т. д.); создаётся программный код — пишется программа, реализующая ранее выбранный алгоритм; осуществляются отладка и тестирование программы. На этом же этапе создаётся пакет документации, включающий различные описания, инструкции и руководства. Наличие подробной документации обеспечивает в том числе возможность передачи накопленных знаний другим разработчикам.

На этапе поддержки происходит установка разработанного программного обеспечения (внедрение), исправление выявленных ошибок и поддержка пользователей (сопровождение).

2.1.2. Задача о пути торможения автомобиля

Рассмотрим последовательность этапов решения задачи на компьютере (см. рис. 2.1) на примере простой задачи.

Водитель автомобиля, движущегося с некоторой постоянной скоростью, увидев красный свет светофора, нажал на тормоз. После этого скорость автомобиля стала уменьшаться каждую секунду на 5 метров. Требуется найти расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

Первый этап. Дано:

υ_х — конечная скорость (равна нулю, так как автомобиль остановился);

а_х — ускорение (равно -5 м/с 2 ).

Требуется найти: s_x — расстояние, которое автомобиль пройдёт до полной остановки.

Второй этап. В данной ситуации мы имеем дело с прямолинейным равноускоренным движением тела. Формула для перемещения при этом имеет вид:

Упростим эту формулу с учётом того, что конечная скорость равна нулю: . При а_x = -5 м/с 2 получим: (при условии задания скорости в метрах в секунду и вычислении пути в метрах).

Третий этап. Представим алгоритм решения задачи в виде блок-схемы:

Четвёртый этап. Запишем данный алгоритм на языке программирования Паскаль:

Пятый этап. Протестировать составленную программу можно, используя информацию, что при скорости 72 км/ч с начала торможения до полной остановки автомобиль проходит 40 метров.

Шестой этап. Выполнив программу несколько раз при различных исходных данных, можно сделать вывод: чем больше начальная скорость автомобиля, тем большее расстояние он пройдёт с начала торможения до полной остановки.

Применяя компьютер для решения задач, всегда следует помнить, что наряду с огромным быстродействием и абсолютной исполнительностью у компьютера отсутствуют интуиция и чувство здравого смысла и он способен решать только ту задачу, программу решения которой ему подготовил человек.

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Этапы решения задачи с использованием компьютера:

1) постановка задачи;

5) отладка, тестирование;

6) выполнение расчётов.

Для решения многих задач на компьютере необходимо владеть языком программирования, обладать знаниями в области информационного моделирования и алгоритмизации.

Вопросы и задания

1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?

2. Перечислите основные этапы решения задачи с использованием компьютера.

3. Что происходит на этапе постановки задачи? Что является результатом этого этапа?

4. Что происходит на этапе формализации? Что является результатом этого этапа?

5. Что происходит на этапе алгоритмизации? Что является результатом этого этапа?

6. Что происходит на этапе программирования? Что является результатом этого этапа?

7. Что происходит на этапе компьютерного эксперимента? Что является результатом этого этапа?

8. Какой этап решения задачи на компьютере, по вашему мнению, является наиболее трудоёмким?

9. Как вы считаете, по силам ли одному специалисту реализация всех этапов решения сложной практической задачи? Обоснуйте свою точку зрения. Проведите аналогию между этапами решения задачи на компьютере и этапами разработки программного обеспечения. Обсудите эти вопросы в группе.

10. Как правило, сложные практические задачи решаются большими коллективами разработчиков. Отдельные группы в этих коллективах специализируются на выполнении одного или нескольких этапов решения задачи. Нужно ли в таком случае им иметь представление обо всех этапах решения задачи с использованием компьютера? Обоснуйте свою точку зрения.

11. Может ли пригодиться в жизни представление об этапах решения задачи с использованием компьютера? Обоснуйте свою точку зрения.

12. В аэробусе, вмещающем 160 пассажиров, три четверти мест находятся в салонах экономического класса и одна четверть мест — в салоне бизнес-класса. Стоимость билета в салоне бизнес-класса составляет х рублей, что в два раза выше стоимости билета в салонах экономического класса. Разработайте программу, которая вычислит сумму денег, полученную авиакомпанией от продажи билетов на этот рейс, если известно, что остались нераспроданными а билетов бизнес-класса и b билетов экономического класса. Выделите все этапы решения этой задачи и опишите свои действия на каждом из них.

13. Уличный продавец газет получает а рублей с продажи каждой из первых 50 газет. С продажи каждой из последующих газет он получает на 20% больше.

Разработайте программу, которая вычислит заработок продавца, если он продаст за день 200 газет. Зафиксируйте свои действия на каждом из этапов решения этой задачи.

Электронное приложение к уроку

Презентация «Программирование как этап решения задачи на компьютере» (Open Document Format)

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Презентации, плакаты, текстовые файлы

Вернуться к материалам урока

Ресурсы ЭОР

Cкачать материалы урока

Читайте также: