І Скляр - Я готуюсь до курсу інформатики. Алгоритмізація та програмування

Домашнє завдання:

• Вивчити означення: модель, моделювання, класифікація моделей,комп’ютерне моделювання.

• Записати приклади моделей, з повсякденного життя.

Мета уроку: Дати поняття про алгоритм, його властивості та способи подачі. Навчити розпізнавати алгоритми навколо себе. Вміти розрізняти правильно та неправильно сформульовані алгоритми.

Теоретичний матеріал

Кожна людина щодня зустрічається з безліччю задач від найпростіших і добре знайомих до дуже складних. Для багатьох задач існують визначені правила (інструкції, команди), що пояснюють виконавцю, як розв’язувати дану проблему. Ці правила людина може вивчити або сформулювати сама в процесі розв’язування задачі. Чим точніше описані правила, тим швидше людина опанує ними і буде ефективніше їх застосовувати.

У житті ми постійно складаємо опис деякої послідовності дій для досягнення бажаного результату, тому поняття алгоритму не є для нас чимось новим і незвичайним. Так, ранком мама перед твоїм виходом до школи дає вказівку: «Коли прийдеш зі школи, відразу пообідай і вимий посуд. Після цього підмети підлогу, сходи в магазин і можеш трохи погуляти. Гуляти дозволяю не більше години, а потім відразу за уроки».

Ця інструкція складається з послідовності окремих вказівок, що і визначають твою поведінку після повернення зі школи. Це і є алгоритм.

Кожен із нас використовує сотні різних алгоритмів. Спробуйте згадати деякі з них (алгоритми виконання арифметичних дій під час розв’язування задач; прибирання квартири; миття посуду; приготування їжі тощо).

Отже, давайте спробуємо сформулювати, що ж таке алгоритм.

Алгоритмом називається зрозуміле і точне розпорядження виконавцю про виконання послідовності дій, спрямованих на досягнення зазначеної мети чи на вирішення поставленої задачі.

В цьому визначенні використовується поняття «виконавець». Що це означає? Під виконавцемалгоритму ми розуміємо будь-яку істоту (живу чи неживу), яка спроможна виконати алгоритм. Все залежить від того, якої мети ми намагаємося досягнути. Наприклад: риття ями (виконавці— людина або екскаватор), покупка деяких товарів (один з членів родини), розв’язування математичної задачі тощо.

Поняття алгоритму в інформатиці є фундаментальним, тобто таким, яке не визначається через інші ще більш прості поняття (для порівняння: у фізиці — поняття простору і часу, в математиці—точка і т.д.).

Будь-який виконавець (і комп’ютер зокрема) може виконувати тільки обмежений набір операцій (наприклад, екскаватор копає яму, вчитель навчає, комп’ютер виконує арифметичні дії тощо). Тому алгоритми повинні мати такі властивості:

1. Зрозумілість. Щоб виконавець міг досягти поставленої перед ним мети, використовуючи даний алгоритм, виконавцю необхідно уміти виконувати кожну вказівку цього алгоритму, тобто розуміти кожну з команд, що входять до алгоритму.

Наприклад: мама доручила купити в магазині продукти. Виконавцем цього алгоритму може бути хтось із родини: батько, син, бабуся, донька. Ясно, що для тата достатньо сказати, які купити продукти, а далі деталізувати алгоритм не потрібно. Сину-підлітку необхідно детальніше пояснити в яких магазинах можна придбати потрібний товар, що можна купити замість відсутнього товару і таке інше.

Маленькій доньці алгоритм необхідно деталізувати ще більше: де взяти сумку, щоб принести товар, яку решту грошей необхідно принести з магазину, як дійти до магазину і як там себе поводити.

Подібних прикладів можна придумати безліч і запропонувати дітям самостійно підібрати ситуацію, в якій в залежності від виконавця алгоритм буде набувати все більшої деталізації. Висновок з цього діти можуть зробити самостійно: зрозумілість — це властивість алгоритму, що полягає в тім, що кожен алгоритм повинен бути написаний у командах, зрозумілих даному виконавцю.

2. Визначеність (однозначність). Зрозумілий алгоритм не повиненмістити вказівок, зміст яких може сприйматися неоднозначно. Наприклад,«почисти картоплю», «посоли за смаком», «прибери в квартирі» тощо єнеоднозначними, тому що в різних випадках можуть привести до різнихрезультатів. Окрім того, в алгоритмах неприпустимі такі ситуації, колипісля виконання чергового розпорядження алгоритму виконавцю не ясно,що потрібно робити потім. Наприклад, вас послали за якимось товаром умагазин, та ще й попередили: «без хліба (цукру тощо) не повертайся». Ащо робити, коли цей товар відсутній?