Конспект урока информатики в 10 классе по теме «Обработка информации и алгоритмы»

Конспект урока информатики в 10 классе по теме «Обработка информации и алгоритмы»

Составитель: Грехова Екатерина Александровна, I квалификационная категория, МАОУ г. Владимира «Средняя общеобразовательная школа №14», учитель математики и информатики.

Цели урока:

Образовательные:

1) способствовать углублению представлений учащихся об алгоритмах обработки информации;

2) ввести понятие алгоритмической машины, рассказать о моделях алгоритмических машин Тьюринга и Поста;

3) способствовать формированию умения составлять программу на компьютерной модели машины Поста.

Развивающие:

1) способствовать развитию логического мышления;

2) способствовать развитию кругозора учащихся;

3) способствовать развитию интереса к изучаемому предмету.

Воспитательные:

1) способствовать формированию коммуникативных умений учащихся;

2) способствовать развитию информационно-познавательной компетенции учащихся.

Оборудование: компьютеры для учащихся с установленной на них машиной Поста.

Ход урока:

1.Организационный момент.

2. Постановка целей и задач урока

«Сами машины — это пустые перчатки, Но их надевает человеческая рука, Которая может быть хорошей или плохой»

Р. Брэдбери.

В 1931 году австрийский математик А. Гедель доказал Теорему о неполноте. Поэтому было высказано предположение о том, что некоторые задачи Алгоритмически неразрешимы, то есть для них в принципе не существует алгоритма решения, и поэтому искать его бессмысленно. Исследования, которые начали проводить в этой области в 30-х годах 20-го века привели к возникновению Теории алгоритмов.

В настоящее время, Теория алгоритмов занимается : доказательством алгоритмической неразрешимости задач; анализом сложности алгоритмов; сравнительной оценкой качества алгоритмов.

Появляется новый термин «универсальный исполнитель». Универсальным исполнителем называют исполнителя, для которого можно построить алгоритм, эквивалентный любому алгоритму для любого другого исполнителя.

Сегодня мы познакомимся с моделями «универсальных исполнителей» и на одном из них напишем программу.

3. Актуализация опорных знаний

Давайте вспомним, что понимают под обработкой информации?

Обработка информации — это процесс изменения формы представления информации или ее содержания.

Кто может быть исполнителем обработки информации?

Исполнителем обработки информации может быть человек или автомат .

Какие варианты обработки информации Вам известны?

Существуют следующие варианты обработки информации: получение новой информации, изменение формы представления информации, систематизация/структурирование данных, поиск информации.

Что такое алгоритм?

Алгоритм — это определенная последовательность логических действий для решения поставленной задачи.

Приведите примеры алгоритмов.

Примеры алгоритмов:

А) алгоритм нахождения корней квадратного уравнения с помощью теоремы Виета;

Б) алгоритм Евклида.

Какими свойствами обладает алгоритм?

Свойства алгоритмов:

Дискретность и упорядоченность. Алгоритм должен состоять из отдельных действий, которые выполняются последовательно друг за другом.

Детерминированность . Многократное применение одного алгоритма к одному и тому же набору исходных данных всегда дает один и тот же результат.

Формальность. Алгоритм не должен допускать неоднозначности толкования действий для исполнителя.

Результативность и конечность. Работа алгоритма должна завершаться за определенное число шагов, при этом задача должна быть решена.

Массовость. Определенный алгоритм должен быть применим ко всем однотипным задачам.

4. Объяснение нового материала

В 30-х годах ХХ века возникает новая наука — теория алгоритмов. Вопрос, на который ищет ответ эта наука: для всякой ли задачи обработки информации может быть построен алгоритм решения? Но чтобы ответить на этот вопрос, надо сначала договориться об исполнителе, на которого должен быть ориентирован алгоритм.

В 1936 году английский ученый Алан Тьюринг и английский математик и логик польского происхождения Эмиль Пост независимо друг от друга предложили модели таких исполнителей — алгоритмические машины.

Алгоритмическая машина — это автоматический исполнитель обработки знаковых последовательностей.

Послушаем сообщения о жизни Эмиля Поста и Алана Тьюринга .

Сравнительная характеристика машины Поста и машины Тьюринга:

Название машины

Машина Поста проще, чем машина Тьюринга, поэтому мы с Вами будем выполнять практические работы с помощью компьютерной модели машины Поста.

5. Практическая работа

Задача: Машина Поста состоит из ленты, разбитой на ячейки, и каретки, которая может считывать содержимое обозреваемой ячейки, стирать метки и ставить метки. Создайте компьютерную модель машины Поста, вычитающей два числа . Каретка вначале стоит на правой крайней позиции вычитаемого числа.

Указание:

Будем представлять натуральное число P набором из P+1 единиц и разделять числа нулем. Исходное положение каретки помечено символом «v»

0

Программа вычитания состоит из последовательного затирания крайних левых меток у Q и правых у P:

1. Х — стираем левый символ у Q

2. →

3. ? 4, 5

4. Stop — стоп если затерли Q=0

5. ←

6. ? 5, 7 — цикл поиска P

7. Х — стираем правый символ у P

8. →

9. ? 8, 1 — ищем Q

Отметим, что номер команды перехода не указывается, если переход происходит на следующую по порядку строку . В 6-ой строке возможно зацикливание, если Q > P. Проверьте работу программы.

6. Постановка домашнего задания

Прочитать стр.46-49, устно вопр.1, 2, 4, 5 стр.49, письм. вопр.3, 6 стр.4

7. Подведение итогов урока

В чем различие между машинами Поста и Тьюринга?

Какие действия выполняет машина Поста?

Какие трудности у Вас возникли при написании программы вычитания двух чисел на машине Поста?

Выставление оценок активным учащимся.

Используемые материалы:

Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10-11 классов/ И. Г. Семакин, Е. К. Хеннер — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012