Алгоритми з розгалуженням

Урок 11. Алгоритми з розгалуженням

Мета:

•       навчити а розрізняти структури  розгалуження в алгоритмах із  життя та навчальної діяльності, вивчати запис структури розгалуження у вигляді блок-схеми; навчити учнів записувати алгоритм з розгалуження у вигляді послідовності команд виконавця у середовищі Скретч;

•       виховувати пізнавальну зацікавленість до предмету, та привчати працювати творчо, виховувати старанність, активність при вивченні нового матеріалу;

•       розвивати пізнавальний інтерес, навики роботи з середовищем  виконання алгоритму; алгоритмічне мислення, пам'ять, уважність.

Тип уроку: комбінований.

Обладнання та наочність: ПК із встановленими ОС і середовищем Scratch, проектор з інтерактивною дошкою.

Хід уроку

І. Організаційний етап.

Вітання з класом. Перевірка присутності і готовності учнів до уроку. Перевірка виконання домашнього завдання.

ІІ. Оголошення теми, мети уроку.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності. Актуалізація знань.

Дати означення понять і порівняти їх з поданими.

Алгоритм— це запис скінченої послідовності вказівок, що визначає, які дії і в якому порядку потрібно виконати для досягнення певної мети.

Виконавець алгоритму — жива істота (людина чи тварина) або автоматичний пристрій (робот, верстат з програмним керуванням, електронна обчислювальна машина тощо), що спроможна діяти і діє згідно з наданим алгоритмом. Система вказівок виконавця— сукупність усіх вказівок, які може виконувати даний виконавець.

Словесна форма подання алгоритму — алгоритм, записаний мовою людською спілкування (наприклад, українською). Кожна вказівка такого алгоритму є спонукальним реченням. Допустимі вставки — математичні формули.

Комп’ютерне середовище виконання алгоритму– спеціальна програма, яка дає змогу створювати і виконувати алгоритми для обраних виконавців із визначеною системою команд на комп’ютері.

Сьогодні ми познайомимось із однієї із базових алгоритмічних структур – структурою розгалуження.

IV. Вивчення нового матеріалу.

Розповідь з елементами демонстрування.

Коли використовують алгоритми з розгалуженням?

Розглянемо лінійний  алгоритм ранкового збирання до школи:

•           проснутися;

•           зробити ранковий туалет;

•           одягнутися;

•           поснідати;

•           зібрати речі;

•           одягнути верхній одяг;            вийти до школи.

В такому простому алгоритмі в зразу ж знайдете недоліки. А що робити, якщо виконавець себе погано почуває (захворів), а якщо вже зібрав речі ввечері, а якщо не встиг напередодні вивчити всі уроки і необхідно щось повторити, а що значить одягнути верхній одяг (він залежить від пори року, погоди тощо). Якщо ж спробувати прослідкувати за вашою поведінкою на протязі дня, то з'ясується, що майже ніколи ви не дієте за лінійним алгоритмом. Весь час ви аналізуєте ситуацію, змінюєте свою поведінку та свої плани, пристосовуєтесь до обставин. Тому набагато частіше зустрічається другий тип алгоритму - розгалужений. Цей алгоритм обов'язково містить в собі хоча б одну умову (як правило, їх набагато більше) і виконується він в залежності від цієї умови.

При розв’язуванні задач часто використовуються алгоритми з розгалуженням, які передбачають виконання певних дій залежно від істинності деякого висловлювання, що є умовою виконання певних команд. Наприклад, алгоритм переходу дороги по пішохідному переходу, який регулюється світлофором: якщо горить зелене світло, слід переходити дорогу, в іншому разі — слід зупинитися перед пішохідним переходом.

 Алгоритмом із розгалуженням можна вважати алгоритм здійснення дзвінка з мобільного телефону: якщо є кошти на рахунку і мережа доступна, то ти набираєш номер адресата, інакше виклик не буде здійснено. При побудові таких алгоритмів використовують алгоритмічну структуру розгалуження.

Алгоритмічна структура, що дає змогу виконавцеві алгоритму вибрати сценарій подальших дій залежно від істинності певного висловлювання, називається розгалуженням.

Розрізняють дві форми структури розгалуження: повну та неповну. Структура розгалуження повної форми схожа на умовне висловлювання «Якщо — то — інакше», у якому після «то» та «інакше» записують не висловлювання, а команди, які необхідно виконати залежно від істинності висловлювання, записаного в умові. Її можна подати графічно:

Ось приклад алгоритму із розгалуженням: написання слів із великої літери

Скорочену форму розгалуження використовують тоді, коли деяку по-слідовність команд слід виконати за умови істинності висловлювання.

Структура розгалуження неповної форми схожа на умовне висловлювання «Якщо — то», у якому після «то» записують не висловлювання, а послідовність команд, які необхідно виконати, коли висловлювання, записане в умові, є істинним. Її можна подати графічно

Наприклад, на малюнку подано графічну форму алгоритму застосування засобів автоматизованої перевірки правопису тексту, що складається зі слів, у середовищі текстового процесора Microsoft Word

Як описуються умови в алгоритмах із розгалуженням у середовищі Скретч? Для опису алгоритмів із розгалуженням у середовищі Скретч можна використовувати блоки з групи Датчики. Ці блоки можуть бути складовими відповідних команд, що передбачають виконання певних дій після перевірки висловлювання на істинність чи хибність.

Складені умови, які використовують сполучники І, АБО, НЕ, у середовищі Скретч можна описати за допомогою блоків

із групи Оператори. Наприклад, в алгоритмі в середовищі Скретч, виконавцем якого є Об'єкт І, умову «якщо Об’єкт 1 доторкається до Об’єкта 2 або доторкається межі вікна», можна подати в такому вигляді

Як у середовищі Скретч описати алгоритми з повним та неповним розгалуженням?

Базову структуру розгалуження повної форми в середовищі Скретч можна подати командою

Наприклад, алгоритм, за яким при натисненні клавіші Т на клавіатурі розмір об’єкта збільшується наполовину, інакше — зменшується на 10 %, можна подати графічно

або фрагментом програми в середовищі Скретч

Для реалізації розгалуження неповної форми в середовищі Скретч використовують команду, що зображена на малюнку

Наприклад, фрагмент алгоритму для середовища Скретч для малювання різнокольорової ламаної, за яким колір ліній буде змінюватися після натиснення кнопки миші, можна подати графічно

Цей фрагмент алгоритму для середовища Скретч можна описати так:

V.      Практичне завдання. Інструктаж з техніки безпеки.

Учні займають місця біля комп’ютерів і виконують команди вчителя. Завдання №1 (Вчитель демонструє складання даного проекту «Табличка множення») Створити проект, в якому було б реалізовано розв’язування такої задачі. Кіт вирішив з'ясувати, чи знаєте ви таблицю множення. Для цього він подасть приклад на множення чисел від 3 до 9 і перевірить вашу відповідь.

Релаксація «Вправи для очей» - Додаток А2

Завдання №2 Після створення та демонстрації учителем проекту «Завдання №1» учні самостійно створюють подібний проект. Зберегти проект під назвою «Табличка множення».

VI.   Підсумок уроку. Узагальнення навчального матеріалу.

Скласти блок схему до задачі «Визначити агрегатний стан води (крига, рідина, пара) за її температурою».

VIІ. Домашнє завдання: опрацювати § 15. Вправа 2.