Підручник Інформатики 5 клас - Н. В. Морзе - Оріон 2018 рік

Розділ 4 АЛГОРИТМИ ТА ПРОГРАМИ

18. АЛГОРИТМИ ТА ЇХ ВИКОНАВЦІ

ПРИГАДАЙ

► чи можна будь-яке наказове речення вважати командою;

► які виконавці тобі зустрічалися та які команди вони могли виконувати;

► які інструкції ти і твої друзі використовували в навчанні та побуті;

► чи можна вважати інструкції та алгоритми синонімами

ТИ ДІЗНАЄШСЯ

що називають алгоритмом;

якими є способи подання алгоритмів;

хто чи що може бути виконавцем алгоритму

Вивчаємо

1. Що називають алгоритмом?

Люди часто створюють і виконують алгоритми на роботі, вулиці, удома. У школі ти також щоденно використовуєш алгоритми.

Наприклад, готуючи бутерброд, ти дотримуєшся алгоритму. На малюнку 194 відображено послідовність виконання відповідних команд.

Словами його можна описати так:

1. Узяти скибочку хліба.

2. Намастити хліб з одного боку маслом.

3. Покласти на масло шматок ковбаси.

4. Покласти зверху скибочку сиру.

5. Покласти на сир листок салату.

6. Покласти зверху шматок помідора.

7. Накрити іншою скибочкою хліба.

Мал. 194

На уроці математики ти використовуєш такий алгоритм обчислення периметра прямокутника:

1. Виміряти дві різні сторони прямокутника.

2. Знайти суму довжин двох виміряних сторін прямокутника.

3. Збільшити знайдену суму удвічі.

Наведені приклади алгоритмів мають спільні ознаки:

кожна команда є зрозумілою для виконавця;

нова команда не розпочинається, доки не завершено попередню;

кількість команд обмежена, і їх можна виконати за досить короткий час;

послідовне виконання всіх команд приводить до отримання результату.

Алгоритм — це скінченна послідовність команд, виконання яких приводить до поставленої мети та отримання результату.

Цікаво

Слово алгоритм походить від імені перського вченого, астронома й математика Аль-Хорезмі. Приблизно у 825 р. він описав придумані в Індії правила виконання дій над числами.

2. Якими є способи подання алгоритмів?

Алгоритми можна подавати по різному. Наприклад, наведений приклад алгоритму знаходження периметра прямокутника записано у вигляді послідовності команд, кожна з яких має свій порядковий номер і сформульована мовою людського спілкування. Цей алгоритм подано словесно.

Алгоритм можна подавати також графічно. Наприклад, на малюнку 195 графічно подано алгоритм розв’язування старовинної задачі: човняру з лівого берега на правий потрібно перевезти в човні через річку вовка, козу та капусту. У човні, крім човняра, вміщується або лише вовк, або лише коза, або лише капуста. Як це зробити, якщо на березі не можна залишати козу з вовком або козу з капустою?

Мал. 195

Серед графічних способів подання алгоритмів окремо виділяють подання алгоритму у вигляді блок-схем.

Блок-схема — це наочне графічне зображення алгоритму, коли окремі його кроки (етапи) зображуються за допомогою різних геометричних фігур (блоків), а зв’язки між етапами вказуються за допомогою стрілок, що з’єднують ці фігури.

Основні з цих блоків такі:

Використовуючи дані блоки, можна подати, наприклад, алгоритм чищення картоплі в такому вигляді:

Вибір способу подання алгоритму залежить від його виконавця. Так, алгоритм евакуації учнів з приміщення ніколи при виникненні надзвичайних ситуацій подають у графічній формі, а для пожежників цей алгоритм записують словесно у вигляді інструкцій. Але такий алгоритм евакуації не можна виконати за допомогою комп’ютера! Для виконання алгоритму за допомогою комп’ютера його необхідно записати «зрозумілою» комп’ютеру мовою. Такий запис називають програмою.

3. Хто чи що може бути виконавцем алгоритму?

Створюють алгоритми люди. А виконують їх люди та різні пристрої — комп’ютери, роботи, верстати, супутники, складна побутова техніка й навіть дитячі іграшки.

Виконавець алгоритму — це об’єкт: людина, тварина, машина чи пристрій, який здатний виконати команди алгоритму.

Виконавець має свій набір команд, кожна з яких йому зрозуміла, і він навчений або здатний їх виконувати.

Система команд виконавця — це набір команд, які він може виконати.

До системи команд виконавця Кран у грі GCompris входить лише п’ять команд — обрати предмет і перемістити його в одному із чотирьох напрямків:

Таку саму систему команд матиме робот, «навчений» піднімати й переносити предмети, якого можна скласти з конструктора Лего.

Чим виконавець-машина відрізняється від виконавця- людини? Людина може мислити. Вона сама приймає рішення. Машина може виконувати лише ті команди, які для неї придумала людина. Комп’ютер також є виконавцем команд, що дає йому людина. Наприклад, запустити програму на виконання, завершити роботу з програмою.

Виконавець має розв’язувати задачу за вказаним алгоритмом формально, тобто виконувати послідовно команду за командою, не вносячи ані до послідовності, ані до жодної команди алгоритму ніяких змін.

Наприклад, якщо формально виконати алгоритм: задумати число додати до нього 3 від того, що вийшло, відняти 1 до того, що вийшло, додати 2 до того, що вийшло, додати 1 до того, що вийшло, додати 2 від того, що вийшло, відняти задумане число назвати отримане число, то отримаємо число 7 (перевір це самостійно).

Діємо

Вправа 1. Потяг.

Завдання. Із заданого набору малюнків (мал. 196) склади алгоритм, за яким людина, що придбала квиток у касі, буде здійснювати поїздку потягом.

Мал. 196

1. Переглянь малюнки, які містяться в папці ПОТЯГ папки Алгоритми і програми.

Сплануй послідовність, за якою слід розмістити малюнки для отримання алгоритму посадки у вагон потягу.

3. Відкрий середовище графічного редактора MS Paint. По черзі завантажуй малюнки відповідно до складеного алгоритму. Зменшуй розмір малюнків і розташовуй їх на полотні в рядок так, щоб отримати зображення малюнків, які відповідають алгоритму.

4. Перевір, що у твоєму алгоритмі відрізняється від послідовності кроків, зображених на малюнку 196.

Вправа 2. Черговий учень.

Завдання. Із запропонованого набору команд вибери ті, які входять до системи команд чергового учня на уроці фізичної культури, та створи презентацію «Черговий учень».

1. Завантаж презентацію Команди, що міститься в папці Алгоритми і програми.

2. Розглянь команди, які подано на другому слайді. Видали ті, що не входять до системи команд чергового учня на уроці фізичної культури.

3. Упорядкуй решту команд так, щоб скласти алгоритм дій чергового на початку уроку фізичної культури.

4. Збережи файл презентації з іменем Черговий учень у папці Алгоритми і програми своєї структури папок.

Вправа 3. Складаємо алгоритм.

Завдання. Розмісти у правильному порядку картки, що відповідають алгоритму копіювання файлів і папок за допомогою контекстного меню у вправі, запропонованій за адресою http://LearningApps.org/view1704887 (мал. 197).

Мал. 197

Досліджуємо

Вправа 4. Кухар.

Завдання. Визнач систему команд виконавця Кухар у комп’ютерній грі Purble Place.

1. Запусти на виконання програму Purble Place, яка міститься в підпункті Ігри пункту Усі програми в Головному меню комп’ютера.

2. У рядку меню в пункті Гра обери гру Comfy Cakes.

3. ДОСЛІДИ, яку систему команд має уявний кухар, якщо обрати рівень гри: Новачок.

4. Яку схему можна було б застосувати (мал. 198), щоб записати команди, які «вміє» виконувати віртуальний кухар?

Мал. 198

Обговорюємо

1. Що називають алгоритмом? Коли ти в повсякденному житті виконуєш алгоритми? Наведи приклади.

2. У якій формі можна подати алгоритм? Наведи приклади.

3. Хто або що може бути виконавцем алгоритму?

4. Поясни, що означає — виконати послідовність дій формально. Наведи приклади зі свого життя.

Працюємо в парах

1. Створіть і розкажіть одне одному алгоритм збереження нового телефонного номера у списку контактів свого мобільного телефону. Скільки він має команд? Хто є виконавцем такого алгоритму?

2. Обговоріть, які команди слід вписати в елементи схем, щоб отримати відповідні алгоритми: а) переходу вулиці без світлофора:

б) вмикання комп’ютера:

в) оплати за користування електроенергією:

3. Склади для своєї бабусі алгоритм перегляду фотографій на цифровому фотоапараті. Запропонуй його своєму однокласнику. Переконайся, що він може назвати систему команд виконавця такого алгоритму та виконати запропоновані команди. Обговоріть, що означатиме для бабусі виконати цей алгоритм формально.

4. Перегляньте відео Робот Lego, яке збережене в папці Алгоритми і програми (також його можна переглянути в Інтернеті за адресою https://www.youtube.com/watch?v=iv7eOLruS44). Визначте, які команди входять до системи команд робота та за яким алгоритмом переміщуються кульки з початкового контейнера до кінцевого.

Міркуємо

5. Уяви, що ти керуєш роботом-художником, який вміє рухатись по клітинках і виконувати команди Малюй, Не малюй, Вгору к, Вниз к, Вправо к, Вліво к, де к — кількість клітинок. Склади алгоритм, за яким робот зможе намалювати зображення (мал. 199). Починай малювати із вказаної на малюнку точки. Візьми до уваги, що робот-художник повернутий так, як вказує червона стрілка на малюнку.

Мал. 199

Оціни свої знання та вміння

ü Я можу ПОЯСНИТИ, що таке алгоритм, і навести приклади алгоритмів із власного життя та навчання.

ü Я знаю способи подання алгоритмів.

ü Я розумію, хто або що може бути виконавцем алгоритму.

ü Я можу навести приклади різних виконавців алгоритму.

ü Я розумію, що таке система команд виконавця алгоритму.

ü Я можу пояснити зв’язок системи команд алгоритму та 'їх виконавця.

ü Я вмію формально виконувати алгоритми з навчальної діяльності та побуту.

Словничок

Алгоритм, виконавець алгоритму, система команд виконавця.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити