План урока по информатике для 7 класса на тему «Алгоритмы и исполнители»

Делимся с преподавателями готовым планом урока информатики по теме «Алгоритмы и исполнители». Материалы занятия подходят для учеников 7 класса.

Содержание:

1. Введение
2. Алгоритмы
3. Исполнители
4. Задачи
5. Заключение

1. Введение

Уроки информатики, как и программирование, сложно представить без алгоритмов. Написание любой компьютерной программы неразрывно связано с построением алгоритма, а выполнение алгоритма, в свою очередь, невозможно без исполнителя. Целью данного урока является формирование и закрепление знаний о понятиях алгоритма и исполнителя на основании теоретических и практических примеров.

2. Алгоритмы

Понятие алгоритма

В первую очередь разберемся, что такое алгоритм. В информатике алгоритмом принято называть последовательность действий или инструкций, которые имеют конечный результат, позволяющий достигнуть решения поставленных задач или выполнения определенных команд.

Сложно представить урок информатики без алгоритма. Запись алгоритма в виде команд, которые выполняет компьютер, называют программой.

 Для создания алгоритма нам потребуется запомнить несколько правил:

1. Алгоритм должен быть универсальным, то есть иметь возможность применяться к разным наборам данных (если мы создаем счетчик, то он должен одинаково хорошо считать яблоки или метры, рисовать графики, собирать нужный материал для анализа).
2. Процесс задач должен быть разбит на отдельные команды — данное свойство называется дискретностью.
3. Алгоритм должен быть конечным. Все действия и алгоритм в целом обязательно должны завершаться.
4. В конце выполнения алгоритма мы должны получить результат.
5. Каждая из команд внутри алгоритма должна восприниматься однозначно.

❌ Плохая команда: «Узнай, какая почта у адресата».
✅ Хорошая команда: «Узнай, какая электронная почта у адресата».

6. Порядок выполнения команд должен быть понятен.

Способы представления алгоритмов

Существует несколько способов того, как мы можем описать алгоритм. 

1. Словесный. Нужно просто описать последовательность команд словами, но формулировки должны быть точными и конкретными (могут быть записаны в виде текстовых документов). 
2. Графический (блок-схема). Набор геометрических фигур с условиями или действиями, соединенных стрелками, показывающими порядок выполнения команд. 
3. Программный. Последовательность действий, записанная в виде команд на языке программирования.

Примеры алгоритмов

Рассмотрим один и тот же алгоритм, который мы опишем тремя разными способами представления. Нашей задачей будет открыть дверь в компьютерной игре при помощи щелчка мыши по двери.

1. Проверить касание курсором указателя мыши изображения или игрового объекта, который называется «Дверь» («Да» — касается, «Нет» — не касается).
2. Проверить действия пользователя: нажата левая кнопка мыши или нет («Да» — нажата, «Нет» — не нажата).
3. Проверить состояние двери: дверь должна быть закрыта («Да» — закрыта, «Нет» — открыта).

Если все предыдущие действия отвечают на вопросы «Да», выполнить открытие двери.

Графический алгоритм будет выглядеть следующим образом:

Стоит обратить внимание, что каждый из блоков имеет определенную форму. Блоки начала и конца имеют вид прямоугольника с закругленными углами. Блоки с вопросами — это ромбы с двумя выходами «Да» или «Нет», а в прямоугольных блоках указывается действие.

Теперь рассмотрим программный код.

Пример 1. Алгоритм выполнен в среде разработки Scratch:

Пример 2. Алгоритм выполнен в среде разработки Visual Studio 2019:

Внимательно рассмотрев оба примера, можно увидеть, что их отличие лишь в форме написания кода, а последовательность команд полностью сохранена.

Подводя итог, можно сказать, что, имея правильно поставленную задачу, мы можем составить последовательность действий, которые приведут нас к желаемому результату. Правильно построенный алгоритм действий поможет легко создавать код для приложений, программ или компьютерных игр. А выбор среды разработки за нами.

3. Исполнители

Понятие исполнителя

Любой, кто понимает команды алгоритма и может правильно (безошибочно) обработать эти команды, является исполнителем алгоритма. Исполнителем алгоритма может являться человек, группа людей или компьютер. Исполнители команд обладают набором (системой) команд, которые они могут понимать и выполнять.

Количество команд, которые может выполнить исполнитель, всегда ограничено. Их можно разделить на две группы:

1. Команды, производящие действие (открытие файла, деление, включение). 
2. Команды, определяющие или меняющие порядок выполнения других команд (условия, команды перехода).

Универсальный исполнитель команд — это компьютер. Современные компьютеры многофункциональны. Они могут выполнять различные задачи, начиная от обычного набора текста, работы калькулятора или обработки команд и заканчивая сложными математическими расчетами, такими как электронная почта, расчеты работы сложных механизмов, проектирование зданий и др.

Стоит не забывать и о заводских роботах-манипуляторах, которые собирают машины, навигаторы, осуществляющие прокладывание путей в автоматическом режиме, и многих других исполнителей команд.

Примеры системы команд исполнителя

На уроках информатики можно встретиться с различными исполнителями команд. Рассмотрим исполнителя и его систему команд на примере платформы Scratch. Интерфейс Scratch позволяет получить информацию и визуально оценить весь набор команд данного исполнителя.

1. Движение.
2. Внешний вид. 
3. Звуки.
4. События.
5. Управление. 
6. Сенсоры.
7. Операторы. 
8. Переменные и другие блоки.

Группы команд:

Стоит обратить внимание, что в показанном примере блоки «Движение» и «Сенсоры» выполняют действия, а блок «Управление» меняет порядок выполнения команд.

По заданию мы имеем четыре изображения книги. При нажатии на кнопку «пробел» программа должна переключать текущее изображение книги на следующее, а по завершении списка переходить к исходному изображению.

Как мы видим на изображении выше, каждая из картинок имеет свой номер. Это ключевая информация, от которой мы будем отталкиваться. Составим простой алгоритм: если номер картинки не будет равен четырем, мы переходим на следующую картинку, иначе переходим на картинку номер один. Переводим алгоритм в код — и видим процесс работы исполнителя.

4. Задачи

Выполним несколько практических заданий.

1. Обучим компьютер делать бутерброд. Для этого нужно составить словесный алгоритм, который будет содержать весь набор действий по приготовлению бутерброда. (Запишем алгоритм в текстовый файл на компьютере.)
2. Нарисуем в рабочей тетради графический алгоритм действий по приготовлению бутерброда. (Используем блоки из примера графического алгоритма.)

Еще полезные материалы:

5. Заключение

На данном занятии было подробно рассмотрено понятие алгоритмов и исполнителей команд. На протяжении изучения всего курса информатики вы постоянно будете сталкиваться с необходимостью разработки алгоритмов и обработки команд исполнителями. Информационные технологии и алгоритмизация идут нога в ногу.

• Что такое алгоритм?
• Каковы правила создания правильного алгоритма (6 правил)?
• Какие существуют способы представления алгоритма?
• Приведите простой пример словесного алгоритма.
• Можно ли хранить словесные алгоритмы в виде текстовых документов?
• Что такое исполнитель команд?
• Приведите пример исполнителя команд.
• Приведите пример исполнителя команд, который не был озвучен на уроке.