Урок информатики в 8 классе Циклические алгоритмы

Предмет: Информатика. Урок ознакомления с новым материалом
Тема: «Циклические алгоритмы»
Продолжительность: 1 урок - 40 минут
Класс: 8 класс
Технологии: Презентация, интерактивная доска
Цель: изучение алгоритмической структуры циклы, создание моделей и алгоритмов для решения практических задач.
Ход урока
Актуализация знаний
Повторить понятие алгоритма, основные конструкции алгоритмического языка.
Уметь разрабатывать математическую модель, алгоритм и блок схему решения задачи.
Иметь понятие о языках программирования и их назначении.
Уметь работать в среде программирования.
Знать структуры программы.
Уметь записывать выражения, содержащие числовые и символьные величины.
Знать структуры операторов и особенности их работы.
Уметь применять операторы при написании программ с линейными и ветвящимися структурами.
Уметь на компьютере создавать и запускать программы на отладку.
II.Теоретический материал урока
Большинство практических задач требует многократного повторения одних и тех же действий, т. е. повторного использования одного или нескольких операторов.
Пусть требуется ввести и обработать последовательность чисел. Если чисел всего пять, можно составить линейный алгоритм. Если их тысяча, записать линейный алгоритм можно, но очень утомительно и нерационально. Если количество чисел к моменту разработки алгоритма неизвестно, то линейный алгоритм принципиально невозможен.
Другой пример. Чтобы найти фамилию человека в списке, надо проверить первую фамилию списка, затем вторую, третью и т.д. до тех пор, пока не будет найдена нужная или не будет достигнут конец списка. Преодолеть подобные трудности можно с помощью циклов.
Циклом называется многократно исполняемый участок алгоритма (программы). Соответственно циклический алгоритм — это алгоритм, содержащий циклы.
Различают два типа циклов: с известным числом повторений и с неизвестным числом повторений. При этом в обоих случаях имеется в виду число повторений на стадии разработки алгоритма.
Существует 3 типа циклических структур:
Цикл с предусловием;
Цикл с постусловием;
Цикл с параметром;
Иначе данные структуры называют циклами типа «Пока», «До», «Для».
Графическая форма записи данных алгоритмических структур:
Цикл типа Пока
Цикл типа ДОЦикл типа ДЛЯУсловие
Серия команд
да
нет
Серия команд
i, a, b, h
нет
Виды циклических алгоритмов
Цикл с предусловием
Цикл с постусловием
Цикл с параметром
Условие
Серия команд
да
Цикл типа Пока
Цикл типа ДОЦикл типа ДЛЯУсловие
Серия команд
да
нет
Серия команд
i, a, b, h
нет
Виды циклических алгоритмов
Цикл с предусловием
Цикл с постусловием
Цикл с параметром
Условие
Серия команд
да
2450465491172500 SHAPE \* MERGEFORMAT 00Цикл типа Пока
Условие
Тело цикла
да
нет
00Цикл типа Пока
Условие
Тело цикла
да
нет

Цикл с предусловием (иначе цикл пока) имеет вид:
Форматы записи операторов алгоритма Блок-схема Форматы записи операторов на Паскале
Пока (условие)
нцсерия команд
кцУсловие
Серия команд
да
нет
Условие
Серия команд
да
нет
while условие do
begin
серия команд;
end;
где
условие – выражение логического типа.
Цикл может не выполняться ни разу, если значение логического выражения сразу же оказывается ложь.
Серия команд, находящихся между begin и end, выполняются до тех пор, пока условие истинно.
Для того чтобы цикл завершился, необходимо, чтобы последовательность инструкций между BEGIN и END изменяла значение переменных, входящих в условие.
Цикл с постусловием (иначе цикл до) имеет вид:
Форматы записи операторов алгоритма Блок-схема Форматы записи операторов на Паскале
В алгоритмическом языке нет команды которая могла бы описать данную структуру, но ее можно выразить с помощью других команд(Например, ветвления). Условие
Серия команд
нет
Условие
Серия команд
нет
repeat серия команд
until условие
где
условие – выражение логического типа.
Обратите внимание:
Последовательность инструкций между repeat и until всегда будет выполнено хотя бы один раз;
Для того чтобы цикл завершился, необходимо, чтобы последовательность операторов между repeat и until изменяла значения переменных, входящих в выражение условие.
Инструкция repeat, как и инструкция while, используется в программе, если надо провести некоторые повторяющиеся вычисления (цикл), однако число повторов заранее не известно и определяется самим ходом вычисления.
Цикл с параметром (иначе цикл для) имеет вид:
Форматы записи операторов алгоритма Блок-схема Форматы записи операторов на Паскале
Для i от а до b шаг h делай
НцСерия команд
кцСерия команд
i:= а, b, h
Серия команд
i:= а, b, h
h = +1
for i:= a to b do
begin
серия команд
end;
h = -1
for i:= b downto a do
begin
Cерия команд;
end;
где
i- параметр цикла;
a – начальное значение цикла;
b- конечное значение цикла;
h-шаг изменения параметра.
Структура данного цикла иначе называют циклом i раз.
Эта команда выполняется таким образом: параметру i присваивается начальное значение а, сравнивается с конечным значением b и, если оно меньше или равно конечному значению b, выполняется серия команд. Параметру присваивается значение предыдущего, увеличенного на величину h - шага изменения параметра и вновь сравнивается с конечным значением b.
На языке программирования Паскаль шаг изменения параметра может быть равным одному или минус одному.
Если между begin и end находится только один оператор, то операторные скобки можно не писать. Это правило работает для цикла типа «Пока» и «Для».
Рассмотрим пример решения задач с использованием данных структур
Пример.
Вычислить произведение чисел от 1 до 5 используя различные варианты цикла
Математическая модель:
Р= 1· 2· 3· 4· 5=120
Составим алгоритм в виде блок-схемы.
начi:=1
P:=1
i<=5
P:=P*i
i:=i+1
кон
P
да
нет
начi:=1
P:=1
i<=5
P:=P*i
i:=i+1
кон
P
да
нет

Для проверки правильности алгоритма заполним трассировочную таблицу.
Шаг Операция Рi Проверка условия
1 P:=1 1    
2 i:=1; 1 1  
3 i<=5
P:=P*I
i:=i+1 1 1 1<=5, да (истина)
4 i<=5
P:=P*I
i:=i+1 2 2 2<=5, да (истина)
5 i<=5
P:=P*I
i:=i+1 6 3 3<=5, да (истина)
6 i<=5
P:=P*I
i:=i+1 24 4 4<=5, да (истина)
7 i<=5
P:=P*I
i:=i+1 120 5 5<=5, да (истина)
8 i<=5
P:=P*I
i:=i+1   6<=5, нет (ложь)
Проверка условия происходит в несколько шагов: проверка условия и выполнение команд на одной из ветвей. Поэтому в трассировочной таблице записываются не команды алгоритма, а отдельные операции, выполняемые компьютером на каждом шаге.
Шаг первый: Р присваивается значение один.
Шаг второй: i присваивается значение один.
Шаг третий: при i равном единице проверяем условие один меньше или равен пяти, да, условие истинно, значит Р присваивается значение один умноженное на один, будет два. Для i: один плюс один, будет два.
Шаг четвертый: при i равном двум проверяем условие два меньше или равен пяти, да, условие истинно, значит Р присваивается значение 2 умноженное на один, будет 2. Для i: два плюс один, будет три.
Шаг пятый: при i равном трем проверяем условие три меньше или равен пяти, да, условие истинно, значит Р присваивается значение два умноженное на три, будет шесть. Для i: три плюс один, будет четыре.
Шаг шестой: при i равном четырем проверяем условие четыре меньше или равен пяти, да, условие истинно, значит Р присваивается значение шесть умноженное на четыре, будет двадцать четыре. Для i: четыре плюс один, будет пять.
Шаг седьмой: при i равном пяти проверяем условие пять меньше или равен пяти, да ,условие истинно, значит Р присваивается значение двадцать четыре умноженное на пять, будет сто двадцать. Для i: пять плюс один, будет шесть.
Шаг восьмой: при i равном шести проверяем условие шесть меньше или равен пяти, нет, условие ложно, тогда мы выходим из цикла, а в результате получаем последнее значение равное сто двадцати.Program Pr1;
Var i: integer;
Begin
P:=1;
i:=1;
While i<=5 do
begin P:=P*i;
i:=i+1;
end;
Write (‘P=’, P);
end.
Для цикла с постусловием построим блок-схему и трассировочную таблицу.
В результате получаем последнее значение равное сто двадцати на седьмом шаге
И для Цикла с параметром построим блок-схему и трассировочную таблицу.
В результате получаем последнее значение равное сто двадцати на шестом шаге
Задача:
Вывести на экран числа от 1 до 5 в:
a) прямом порядке;
b) обратном порядке.
Математическая модель:
a) 1 2 3 4 5;
b) 5 4 3 2 1.
Блок-схема и программа решения задачи представлена для чисел в прямом порядке и обратном порядке.
Запишем рассмотренные алгоритмы на языке программирования Паскаль.
III. Подведение итогов урока
И так мы рассмотрели следующие вопросы:
Алгоритмическая структура цикл;
Виды алгоритмических структур:
Цикл с предусловием;
Цикл с послеусловием;
Цикл с параметром;
Рассмотрели способы записи данных структур;
Разобрали примеры решения задач с помощью этих структур.
Список использованной литературы
Программы для общеобразовательных учреждений.Информатика 2-11 класс. / Составитель М. Н. Бородин. – 2-е изд., М. Бином. Лаборатория знаний, 2007.- 463 с.: ил.
Информатика и ИКТ. Базовый курс: Учебник для 9 класса / И. Г. Семакин, Л. А. Залогова, С. В. Русаков, Л. В. Шестакова.-3-е изд.- 2-е изд., М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007.- 359 с.: ил.
Преподавание базового курса информатики в средней школе: Методическое пособие / И. Г. Семакин, Т. Ю. Шеина. – 2-е изд., исп. И доп.- М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004.- 540 с.: ил.
Задачник-практикум. Том 1. под ред. И. Г. Семакина - М. Бином. Лаборатория знаний, 2007.- 309 с.: ил.
Задачник-практикум. Том 2. под ред. И. Г. Семакина М. Бином. Лаборатория знаний, 2007.- 294 с.: ил.
http://pas1.ru/file Программирование для начинающих.
http://www.pascal7.ru/ Все о языке программирования Turbo Pascal.
http://tp7.info/ Сайт о языке программирования Turbo Pascal.