Что такое инструкция в информатике 6 класс

План урока:

Алгоритм – исполнитель

Учебная среда Исполнителя

Вспомогательные алгоритмы или процедуры

Алгоритм – исполнитель

Детальные инструкции значительно упрощают решение сложных задач для исполнителя. А пошаговые рекомендации позволяют автоматизировать процесс. Каждый такой алгоритм создается для определенного исполнителя. Если им будет маленький ребенок, команды будут одними, если взрослый человек – другими, компьютер или робот – третьими.

Примеры задач из жизни и люди, которые их обычно решают:

• прием ЕГЭ – члены комиссии;
• управление поездом, перевозка пассажиров, груза – машинист;
• написание статей – журналист;
• забота о детях – родители.

Если вопрос касается профессиональной сферы, то работники опираются на должностные и рабочие инструкции, в них описан круг обязанностей и порядок их выполнения. Если же это социальные задачи, люди ориентируются на то, как это делалось в семье их родителей, как это делают другие люди или как описано в литературе.

Виды исполнителей, их особенности

Одной из основных классификаций является деление исполнителей по отношению к тому, как они выполняют. Одушевленных называют неформальными, потому что они понимают, что делают, могут анализировать и даже видоизменять команды при изменении условий. Неодушевленных – формальными исполнителями, так как они строго выполняют команды, механически, не понимая, что делают, не задумываясь над задачей или промежуточными итогами.

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Источник

Хорошим примером формального исполнителя является любая программируемая система, иногда даже человек, который подходит к выполнению определенных задач бездумно, как робот, не только не волнуясь о результате, и не анализируя происходящее.

Алгоритм пишут, учитывая особенности того, для кого он предназначен. Для некоторых людей сухого набора команд мало, им нужны дополнительные инструменты (изображения, примеры). Инструкция будет разной, если написана она для конкретного Игоря Козакова или для учеников 6-класса. Точно также команды для бездомной собаки Жуля будут одни, а для дрессированных полицейских овчарок – другие.

Характеристики исполнителей

Перед написанием алгоритма следует определиться не только с конечной задачей, но и с особенностями исполнителей. Это позволит использовать правильные слова, а также учесть все факторы, которые могут повлиять на конечный результат.

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Характеристики исполнителей:

• круг решаемых задач – существует определенных объем заданий по типу и объему, которые под силу конкретному человеку. Это значит, что нет смысла просить собаку прочесть газету, даже если инструкция будет написана с максимальной детализацией. Также не рационально просить ученого физика спеть рок-оперу. Но всегда есть исключения;
• среда – место, окружение, где исполнитель будет выполнять команды. При написании рабочей инструкции высотнику следует учитывать технику безопасности, правила работы с высотным оборудованием, медицинские аспекты и непосредственно то, что будет делать этот специалист (управлять краном, заниматься отделкой или строительством зданий);
• режим непосредственного выполнения команд исполнителю или программного управления. В первом случае даются простые единичные указания, которые сразу выполняются (например, команда собаке «Сидеть»). Во втором случае задается множество заданий, выполняемых в определенном порядке, с соблюдением условий, указанных в программе/алгоритме (пошаговый рецепт приготовления борща);
• СКИ – любой алгоритм рассчитан на конкретного исполнителя, поэтому написан при помощи понятной ему системы команд (СКИ). В случае с живым существом (человек, собака), это будут слова, которые он понимает. Для неживого (робот, ПК) – строгие команды, и правила оформления, которые нельзя изменять (язык программирования).

СКИ – набор простейших команд, понятных данному исполнителю.

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Перспективными исполнителями являются роботы, автоматы и компьютеры. Несмотря на формальность работы, их можно запрограммировать и «научить» очень и очень многому. Даже если это светофор, стиральная машинка, не говоря уже о роботах, космических кораблях, персональных или научных компьютерах.

Особенно удивительно выглядит компьютер, ведь он:

• универсальный – позволяет запрограммировать разные процессы (визуальные, звуковые, текстовые);
• многозадачный – готов рисовать, писать, считать, рассчитывать и транслировать, даже одновременно;
• пользовательский – его интерфейс можно сделать «под пользователя».

Пользователи ПК могут использовать готовые приложения, чтобы задать ту или иную команду своему смартфону, компьютеру или другой умной технике. Или же самостоятельно написать «внутренности», программный код, задавая приложению те характеристики и функции, которые нужны.

Учебная среда Исполнителя

Для того, что сделать мир программирования и алгоритмизации ярким и веселым, были разработаны различные приложения. Существует учебная среда Исполнитель Кумир для учащихся, в которую входят Чертежник, Робот, Редактор и другие.

Различные приложения отличаются интерфейсом и набором команд, но общий принцип у них одинаковый – пользователь учится писать инструкции для компьютерного исполнителя (робот, черепашка, чертежник и другие). Он дает ему команды, изучая программирование от единичных заданий, постепенно переходя от элементарных линейных алгоритмов до циклических с условиями. Обучение проходит в игровой форме, при помощи кнопок. Далее этап написания команд на русском языке. На финальном этапе ученик осваивает СКИ на языке программирования (на английском).

Если ученик/пользователь дает задание исполнителю, которое невозможно выполнить физически (непреодолимое препятствие), математически (деление на ноль) – запускается система отказов.

Сравнительная характеристика основных приложений:

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Исполнитель «Черепашка»

При помощи простых команд и красочного интерфейса пользователь легко освоит построение алгоритмов. На первом этапе в игровой форме, используя готовые кнопки и цвета. На следующем уровне уже можно программировать, записывая команды на русском по всем правилам программирования.

Игровая среда:

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Среда программирования:

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Исполнитель «Робот»

На клеточном поле произвольно выставляется робот, который обозначается любым удобным символом (*, Р, ●, ♦, другими). Задания пишутся при помощи системы команд исполнителя Робот.

В этой учебной системе можно самому рисовать стены, выращивать клумбы, задавать маршрут прохождения. Можно закрашивать клетки, даже если они до этого были цветные. Делать это можно при помощи линейных алгоритмов, с разветвлением или с повторением цикличных команд.

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Для программирования используются простейшие алгоритмы и элементы программирования (правила написания команд, условия, обязательные символы), которые применяются в большинстве компьютерных языков.

В случае ошибок система выдает отказ. Отказы могут быть в случае неправильного написания элемента программы, противоречивых команд или логических ошибок. Отказ в виде ответа Робота: «Не могу» (пройти через стену), «Не понимаю» (ошибочно написана команда) или результат не тот, что нужен (перепутаны горизонталь и вертикаль).

Составляем алгоритм для Робота

1. Нужно заставить робота двигаться вдоль стены, закрашивая клетки, которые он прошел:

Картинка с сайта: 100urokov.ru

1. Следует высадить цветы по пути следования робота, но чтобы он не разрушился (не упирался в стены):

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Как видно из этого примера, в некоторых случаях команды многократно повторяются. Тогда используют подзадачи и циклы.

Основная программа с именем подзадачи:

Алгоритм Рисунок

Начало

Алгоритм Узор (5 раз);

Конец.

Указав только имя подзадачи в теле программы, пользователь вызывает ее столько раз, сколько указано в скобках. Полный текст вспомогательного алгоритма описывается под основным.

Вспомогательная подзадача:

Алгоритм Узор

Начало

закрасить;

вниз;

вниз; закрасить;

вправо;

вверх; закрасить;

вверх;

вправо; закрасить;

вниз;

вниз; закрасить;

вправо;

вверх (2);

вправо;

конец.

Если не использовать подзадачи, которые повторяются много раз, то размер программы увеличится в десятки раз.

Картинка с сайта: 100urokov.ru

Чтобы выполнить движение, робот может выполнять команды проверки наличия стены на пути: Сверху/снизу/слева/справа свободно?

Используя условие «если», робот проверяет дорогу и только тогда идет:

{

Если

(Снизу_свободно), то вниз (3)

}

Или условие «пока» есть куда идти (нет стены сверху), робот будет идти прямо вверх и сажать цветы.

{

Пока

(Сверху_свободно)

Вверх (1);

Посади (1)

}

Исполнитель «Чертежник»

Учебная система «Исполнитель Чертежник» используется для рисования графиков, чертежей в системе координат (x;y). Поле поделено на пиксели, в параметрах можно указать размер поля и количество точек по осям.

Перо – инструмент чертежника, его, как настоящее, можно поднимать и опускать на рисовальное поле, перемещать в нужное место, менять цвет и добавлять надпись. Если перо приподнято, то не остается следа, если опущено – за ним тянется линия.

Во время рисования видно труженика Чертежника, который выполняет команды. Но его иконку можно скрыть, тогда будет виден только карандаш.

Начинать работу следует с команды «использовать Чертежник». Писать можно одиночные команды, а можно целые серии. Правила написания программы соответствуют основам большинства компьютерных языков. Это облегчит в будущем изучение программированию, улучшит понимание процесса построения алгоритмов, начиная от линейных и заканчивая циклическими.

Картинка с сайта: 100urokov.ru

На следующем этапе можно перейти к написанию алгоритма на языке Pascal. Процесс построения аналогичен, только команды пишутся на языке программирования (на английском):

uses Drawman;

begin

PenUp;

ToPoint (1, 1);

PenDown;

ToPoint (1, 5);

ToPoint (3, 5);

ToPoint (2, 4);

ToPoint (3, 3);

ToPoint (1, 3);

end.

Освоив построение алгоритмов на родном языке, запомнив правила написания команд, пользователь с легкостью перейдет на задания, написанные на языке программирования.

Вспомогательные алгоритмы или процедуры

Во время работы с учебными исполнителями приходится часто выполнять однотипные команды или серии команд. Намного удобнее создать вспомогательные подзадачи или процедуры. Таким блокам команд присваивается имя и потом не нужно каждый раз повторять ту или иную последовательность операций, достаточно указать имя вспомогательной процедуры.

Процедуры, их характеристики:

• являются вспомогательными подзадачами;
• состоят из команд, которые часто повторяются в программе;
• имеют собственное имя, выражающее суть вспомогательного алгоритма;
• их вызывают при помощи имени подзадачи;
• записываются с полным перечнем команд после основной программы, внутри программы пишется только имя;
• когда такая подзадача вызывается внутри программы, выполняются все команды, входящие в нее, а только потом следующая за процедурой команда основной программы.

Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Инструкция.

В информатике термин инструкция обозначает одну отдельную операцию процессора, определённую системой команд. В более широком понимании, «инструкцией» может быть любое представление элемента исполнимой программы, такой как байт-код.

В традиционных архитектурах инструкция включает код операции, определяющий выполнение этой операции, как например, «добавить содержимое памяти в регистр», ноль или больше определений операндов, которые могут описывать регистры, расположение в памяти или символьные данные. Определения операндов могут содержать методы адресации, указывающие их значение, или находится в фиксированных полях.

В архитектуре VLIW (very long instruction word — очень длинная машинная команда), которая может включать в себя микрокоды, множество одновременно исполняемых операций и операнды определяются в одной инструкции.

Размер или длина инструкции может изменяться в довольно широких пределах, от маленьких, размером в 4 бита в некоторых микроконтроллерах, и до инструкций размером в многие сотни бит, как в некоторых VLIW системах. Большинство современных процессоров, используемых в персональных компьютерах, мейнфреймах и суперкомпьютерах, имеют инструкции размером от 16 до 64 бит. В некоторых архитектурах, в основном типа RISC, инструкции имеют фиксированную длину, обычно сравнимую с размером машинного слова этой архитектуры. В остальных архитектурах, инструкции имеют переменную длину, обычно целое множество байт или полуслов.

Инструкции, составляющие программу, редко определяются при помощи их внутренней числовой формы; они могут определяться программистами с помощью языка ассемблера или, в более общем виде, могут генерироваться компиляторами.

• Данные (вычислительная техника)
• Машинный код

Вопросы занятия:

·                  
алгоритмом;

·                  
команды
в алгоритме.

Ежедневно человек вынужден решать огромное количество
задач, не только в учёбе или работе, но и в повседневной жизни. Некоторые
задачи, мы выполняем быстро, и не задумываясь, как бы автоматически. Например,
такие задачи как почистить зубы, съесть мороженое или открыть дверь не требуют
долгих размышлений.

А есть задачи, для выполнения которых требуется и постановка
цели, и большие умственные усилия. Допустим наша задача выучить иностранный
язык, написать книгу или решить уравнение. Конечно, моментально решить такую
задачу не получится, для её выполнения потребуется время и решение множества
более мелких задач. Но решение почти каждой задачи осуществляется поэтапно. То
есть выполняется шаг за шагом до достижения ожидаемого результата. Любую
выполняемую задачу можно поделить на небольшие шаги (этапы). Для некоторых
задач разработаны специальные инструкции, в которых идёт поэтапное описание
выполнения каждого шага, и при выполнении всех шагов пользователь придёт к
желаемому результату. Это может быть инструкция по сборке шкафа или инструкция
по установке какой-либо программы.

С последовательностями действий мы встречаемся также и
при выполнении многих задач, с которыми имеем дело на уроках: «Вычислить
площадь фигуры», «разделить одно число на другое в столбик», «найти наибольший
общий делитель», «разобрать слово по составу».

Давайте составим последовательность действий для
решения одной такой задачи: «найти наименьшее общее кратное чисел».

Вспомним, что наименьшее общее кратное для
нескольких чисел — это наименьшее натуральное число, которое делится на
каждое из этих чисел. Для примера возьмём два числа 12 и 28. Сначала нужно
разложить числа на простые множители. Число 12 при разложении представляет
собой 2, 2, и 3, а 28 раскладывается на 2, 2 и 7. Затем нужно выписать
множители, входящие в разложение одного из чисел. Выпишем простые множители
числа 12. Это 2, 2, и 3. Затем нужно дописать к ним недостающие множители из
разложений других чисел. В нашем случае это только число 7. И последним шагом
нужно найти произведение этих множителей. 2 умножаем на 2, умножаем на 3,
умножаем на 7. В итоге получаем 84. Можно сказать, что, выполнив эту
последовательность действий, то есть, действуя по алгоритму, мы нашли на
наименьшее общее кратное чисел 12 и 28.

Итак, алгоритмом называется конечная
последовательность шагов в решении задачи, приводящая от исходных данных к
требуемому результату. В этом примере, выполнив все действия последовательности
вычислений, мы нашли НОК, то есть получили ожидаемый результат.

Само слово «алгоритм» берёт начало от имени хорезмского
математика Абу аль-Хорезми. В 825 году учёный написал книгу, в которой дал
описание позиционной десятичной системы счисления, придуманной в Индии и
разработал правила выполнения четырёх арифметических действий: сложения,
вычитания, умножения и деления. В начале XII века эта книга аль-Хорезми попала
в Европу и была переведена на латинский язык. Переводчик книги, имя, которого
неизвестно, дал ей название «Алгоритмы о счёте индийском», и с тех пор слово
«алгоритм» прочно вошло в нашу жизнь.

Но алгоритмы используются не только в математике, в
виде алгоритма могут быть представлены и действия нематематического характера.

С последовательностями действий мы встречаемся
практически во всех жизненных ситуациях. Можно сказать, что в повседневной
жизни нас окружают алгоритмы. Рассмотрим алгоритм режима дня ученика. Этот
алгоритм состоит из девяти команд.

Если мы будем выполнять этот алгоритм, то наш день
будет распланирован, учёба будет эффективной и останется время на игры и
развлечения.

Рассмотрим такую ситуацию. На улице выпал снег и Рома
решил слепить снеговика. А как же его сделать? С чего начать? Чтобы снеговик
получился, мальчик должен выполнить определённую последовательность действий.
Давайте поможем Роме.

Выполнив этот алгоритм, Рома получил замечательного
снеговика. А давайте представим себе, что мальчик запутался и поменял местами
последовательность действий.

Конечно, Вы видите, что снеговик не получился. Потому
что, для алгоритма важен не только набор действий, но и их порядок. Нужно
запомнить, что команды должны выполняются последовательно, в порядке их записи
в алгоритме.

При составлении алгоритма должна быть чётко поставлена
задача, то есть мы должны чётко знать, что именно будем иметь в результате
выполнения того или иного алгоритма. Например, частое выражение из русских
народных сказок «Пойди туда — не знаю куда, принеси то — не знаю, что» нельзя
назвать алгоритмом, т.к задача в нем поставлена не ясно.

Давайте самостоятельно составим алгоритм решения одной
из задач на переправу. Чтобы попасть в цирк, двум клоунам и двум обезьянкам
нужно переправиться через реку. В их распоряжении есть лодка, но она небольшая.
В лодке могут поместиться или только один клоун или две обезьянки. Как
организовать переправу, если обезьянки также, как и клоуны умеют грести?

Во-первых, на другой берег нужно перебраться обеим
обезьянкам.

Затем одна из обезьянок возвращается, и на другой
берег переправляется клоун. Вторая обезьянка возвращается, и затем они вдвоём
плывут на другой берег. Опять одна из них возвращается, и на другой берег
переправляется другой клоун. Обезьянка возвращается и забирает с собой свою
подружку.

Давайте рассмотрим решение задачи ещё раз и запишем
эти действия в виде алгоритма.

Первое действие алгоритма – перебраться на левый берег
обеим обезьянкам.

Второе действие – вернуться одной из обезьянок на
правый берег.

Третье – переправиться клоуну на левый берег.

Четвёртое – вернуться обезьянке на правый берег.

Пятое – переправиться обеим обезьянкам на левый берег.

Шестое – вернуться одной из обезьянок на правый берег.

Седьмое – переправиться клоуну на левый берег.

Восьмое – переправиться обезьянке на правый берег.

Девятое – переправиться обеим обезьянкам на левый
берег.

Выполнив все девять шагов этого алгоритма и клоуны, и
обезьянки без труда преодолеют реку.

Итак, сегодня на уроке мы узнали, что

•        Алгоритмом называется конечная
последовательность шагов в решении задачи, приводящая от исходных данных к
требуемому результату.

•        Команды должны выполняются
последовательно, в порядке их записи в алгоритме.

•        С алгоритмами мы сталкивается практически
везде: в учёбе и для решения повседневных задач.

Тема: Алгоритм и исполнители

Урок: Что такое алгоритм

1. Тема урока.

На этом уроке мы узнаем, что такое алгоритм, а также рассмотрим сложности при составлении алгоритмов и пример составления и выполнения алгоритма.

2. Что такое алгоритм?

На этом уроке мы начинаем изучать одно из важнейших понятий в информатике – алгоритм. Алгоритм – это последовательность действий.

С алгоритмами мы сталкиваемся практически каждый день. Иногда даже сами того не осознавая. Например, когда просим кого-то купить продукты в магазине. Мы объясняем, какие нужны продукты, сколько их, какие требования к ним мы предъявляем. К примеру: купить две буханки чёрного хлеба, причём свежего.

Мы указываем чёткий алгоритм: необходимо зайти в магазин, узнать, есть ли чёрный хлеб. Затем узнать, свежий ли этот хлеб. А уже после этого (в случае двух положительных ответов) купить две буханки.

Даже краткое описание этой обыденной для каждого из нас процедуры достаточно объёмно. Что же тогда говорить об инструкциях пользователя, которые являются примерами более сложных алгоритмов?

Сегодня мы более подробно поговорим об алгоритмах.

Каждый человек в повседневной жизни, во время учебы или на работе решает огромное количество задач самой разной сложности. Некоторые из этих задач столь просты и привычны, что мы решаем их не задумываясь, автоматически, и даже не считаем задачами. К ним можно отнести такие задачи, как «Купить хлеб», «Собраться в школу», «Закрыть дверь на ключ» и пр. Другие же задачи, напротив, так трудны, что требуют длительных размышлений и усилий для поиска решения и достижения поставленной цели. Например, решения задач «Написать контрольную работу на 5» или «Свободно разговаривать на иностранном языке» требуют выполнения гораздо большего количества сложных действий, чем решение задачи «Купить мороженое». Но решение даже самой простой задачи обычно осуществляется за несколько последовательных шагов.

Например, процесс покупки хлеба можно представить так:

• взять у мамы деньги;
• пойти в магазин;
• выбрать нужные хлебобулочные изделия;
• оплатить стоимость покупки;
• принести хлеб домой.

Аналогично, в виде последовательности действий можно описать процессы решения многих задач, с которыми вы имеете дело в школе: «Вычислить периметр многоугольника», «Найти наибольший общий делитель двух натуральных чисел», «Определить часть речи», «Провести фонетический разбор слова». Такая последовательность шагов в решении задачи называется алгоритмом. Одним из самых известных алгоритмов, который получил своё собственное название, – алгоритм Эвклида (алгоритм для нахождения наибольшего делителя двух целых чисел).

При этом для алгоритма важен не только набор действий, но и то, в каком порядке они выполняются. Например, если переставить в алгоритме покупки хлеба пункты местами, получим:

• взять у мамы деньги;
• выбрать нужные хлебобулочные изделия;
• пойти в магазин;
• оплатить стоимость покупки;
• принести хлеб домой.

В этом случае возникает неопределённость: мы выбираем хлебобулочные изделия дома, но в магазине их может не оказаться. В этом случае алгоритм окажется неисполняемым.

Впоследствии, когда мы познакомимся с языками программирования, то узнаем, что алгоритм с ошибкой в некотором смысле «лучше», чем алгоритм, который работает, но неправильно. Ведь, если ошибка есть, и компьютер нам об этом сообщит, то мы сможем её найти и исправить. А если ошибка, как в приведенном нами примере, проявляется только в редких случаях? В этом случае мы можем запускать программу сотни раз, и она покажет правильный результат, а в самый ответственный 101-ый раз неожиданно не сработает.

Легко ли составить алгоритм?

Преобразование информации кажется нам делом очень простым. Однако, на самом деле это далеко не так.

Особенно это касается составления алгоритма для правильного преобразования информации.

Простейшим примером такого алгоритма является инструкция пользователя к любому предмету. Если она составлена некачественно, то пользователь рискует либо поломать предмет из-за неправильной эксплуатации, либо не научиться с ним работать.

Многие скажут, что составить инструкцию для готового прибора очень легко. Однако будут неправы. Почему? Всё очень просто: большинству людей гораздо проще сделать что-то самим, чем объяснить остальным, как это делается.

Действительно, сегодня практически любой школьник легко умеет пользоваться мобильным телефоном: вставить или поменять сим-карту, пополнить счёт, позвонить, отправить смс. И это кажется простым и интуитивно понятным. Однако попробуйте объяснить, как пользоваться мобильным телефоном, человеку, который никогда им не пользовался. Это вызовет массу вопросов, о которых вы даже не подозреваете.

Давайте рассмотрим пример, который позволит нам понять, с какими трудностями сталкиваются люди при составлении алгоритмов для преобразования информации.

Задание. Составить алгоритм приготовления кофе для робота (Рис. 1).

Рис. 1. Чашка кофе (Источник)

Думаю, многие из вас мысленно составили следующую модель алгоритма:

1. Взять чашку.
2. Положить в неё кофе.
3. Насыпать сахар.
4. Залить кипятком.
5. Помешать ложкой.
6. Разбавить кипячёной водой.

И этот алгоритм будет практически нереализуем. Почему? Очень просто: робот не обладает «здравым смыслом» в виде опыта, который накапливает человек. Поэтому даже фраза «взять чашку» будет для него сложной проблемой: где взять, какого размера должна быть чашка. Предположим, робот взял чашку, но это значит, что он держит её в руках, ведь в алгоритме не было сказано поставить чашку на стол.

Далее – положить кофе можно ложкой, можно руками. Кроме того, не сказано: сколько кофе необходимо положить, то есть робот может бросить маленькую щепотку, а может засыпать полную чашку.

Аналогичная ситуация с сахаром и кипятком. В общем, вырисовывается целый ряд проблем.

Именно с такими проблемами и сталкиваются «специалисты» при составлении инструкций для «неспециалистов».

Попытаемся составить более полный алгоритм (хотя и его можно совершенствовать практически до бесконечности):

1. Взять в серванте прозрачную чашку с надписью «Моя»!
2. Поставить чашку на кухонный стол дном вниз.
3. Достать из шкафа, который расположен слева от серванта, контейнеры с надписью «Кофе» и «Сахар» и поставить их на стол рядом с чашкой.
4. Взять в серванте чайную ложку.
5. Насыпать в чашку одну полную чайную ложку вещества из контейнера с надписью «Кофе», а затем одну чайную ложку вещества из контейнера с надписью «Сахар».
6. Взять только что закипевший чайник и налить из него кипятка в чашку так, чтобы она была заполнена примерно на 2/3.
7. Чайной ложкой равномерно и не спеша помешать кофе в чашке в течение минуты.
8. Вынуть чайную ложку из чашки и положить в раковину.
9. Взять с кухонного стола графин с кипячёной водой и налить из него воду в чашку так, чтобы она была заполнена приблизительно на 90%.

Безусловно, этот алгоритм не является совершенным и предполагает знание роботом многих вещей, однако даже он показывает, насколько трудно описать те вещи, которые каждый из нас умеет делать с раннего детства. Возможно, именно поэтому создание полноценного искусственного интеллекта имеет весьма отдалённые перспективы. Это связано, в первую очередь, с тем, что нужно научить компьютер «думать» и «анализировать», как человек, потому что полностью «вложить» в него все человеческие знания практически невозможно. А ещё сложнее научиться ими распоряжаться.

Алгоритм Эвклида

Наибольший общий делитель двух чисел – как вы уже знаете – это наибольшее целое число, на которое делятся оба исходных числа.

Алгоритм Эвклида (Рис. 2) помогает находить наибольший общий делитель (НОД) двух чисел.

Рис. 2. Эвклид (Источник)

Алгоритм Эвклида имеет следующий вид:

1. Сравнить числа а и б. При сравнении возможны два случая: а=б, аб. Если а=б, то за НОД принять любое из них. Вычисление прекратить. Если аб, перейти к указанию 2.
2. Если а<б, перейти к указанию 3, если а>б, перейти к указанию 4.
3. Поменять местами а и б. Перейти к указанию 4.
4. Вычесть из а б. Перейти к указанию 5.
5. Если разность равна 0, то за НОД принять число б. Вычисление прекратить. Если разность отлична от нуля, перейти к указанию 6.
6. За новое вычитаемое взять полученную разность, а за новое уменьшаемое взять старое число б. Перейти к указанию 1.

Рассмотрим нахождение НОД (24; 54) с помощью этого алгоритма

Ответ: НОД(24;54)=6.

Подумайте: обязателен ли в этом алгоритме пункт под номером 5.

3. Пример алгоритма.

С алгоритмами вы уже не раз сталкивались на уроках математики. Например, при решении различных примеров на вычисление. Более того, сложение, вычитание, умножение и деление чисел в столбик – это также результат выполнения алгоритма.

Рассмотрим такой пример (Рис. 3):

Вычислить: .

• ;
• ;
• ;
• ;
• .

Рис. 3. (Источник)

Можно ли изменить порядок действий в этом случае?

На самом деле, нет, так как действия при решении примеров выполняются в строго определённом порядке.

Алгоритм может представлять собой описание некоторой последовательности вычислений, а может – описание последовательности действий нематематического характера. Но, в любом случае, перед его составлением должны быть четко определены начальные условия и то, что предстоит получить.

Алгоритм – описание конечной последовательности шагов в решении задачи, приводящей от исходных данных к требуемому результату.

Первенство в разработке алгоритмов принадлежит человеку. Исполняют алгоритмы люди и всевозможные устройства – компьютеры, роботы, станки, спутники, сложная бытовая техника и даже некоторые детские игрушки.

О происхождении слова «алгоритм»

Правила выполнения арифметических действий над целыми числами и простыми дробями в десятичной системе счисления впервые были сформулированы выдающимся средневековым ученым по имени Мухаммед ибн Муса ал-Хорезми (в переводе с арабского это означает «Мухаммед, сын Мусы из Хорезма»), сокращенно Ал-Хорезми (Рис. 4).

Рис. 4. Мухаммед ибн Муса ал-Хорезми (Источник)

Ал-Хорезми жил и творил в IX веке. Арабский оригинал его арифметического труда утерян, но имеется латинский перевод ХІІ века, по которому Западная Европа ознакомилась с десятичной позиционной системой счисления и правилами выполнения в ней арифметических действий.

Ал-Хорезми стремился к тому, чтобы сформулированные им правила были понятны для всех грамотных людей. Достичь этого в веке, когда еще не была разработана математическая символика (знаки операций, скобки, буквенные обозначения и т. п.), было очень трудно. Но Ал-Хорезми удалось выработать в своих трудах такой стиль четкого, строгого словесного предписания, который не давал читателю никакой возможности уклониться от предписанного или пропустить какие-нибудь действия.

В латинском переводе книги Ал-Хорезми правила начинались словами «Алгоризми сказал». С течением времени люди забыли, что «Алгоризми» – это автор правил, и стали сами эти правила называть алгоритмами. Постепенно «Алгоризми сказал» преобразовалось в «алгоритм гласит».

Таким образом, слово «алгоритм» происходит от имени ученого Ал-Хорезми. Как научный термин первоначально оно обозначало лишь правила выполнения действий в десятичной системе счисления. С течением времени это слово приобрело более широкий смысл и стало обозначать любые точные правила действий. В настоящее время слово «алгоритм» является одним из важнейших понятий науки информатики.

На этом уроке мы рассмотрели определение алгоритма и простейшие примеры различных алгоритмов.

На следующем уроке мы более подробно рассмотрим исполнителей алгоритмов и формы записей алгоритмов.

Список литературы

1. Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 6 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012
2. Босова Л.Л. Информатика: Рабочая тетрадь для 6 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
3. Босова Л.Л., Босова А.Ю. Уроки информатики в 5-6 классах: Методическое пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Фестиваль педагогических идей «1 сентября» (Источник).
2. Nsportal.ru (Источник).
3. Методическая копилка учителя информатики (Источник).

Домашнее задание

1. §3.1 (Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 6 класса);
2. Стр. 68 задание 2, 4 (Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 6 класса);
3. Стр. 68 задание 5, 6 (Босова Л.Л. Информатика и ИКТ: Учебник для 6 класса).

• Предыдущее
• Следующее