Алгоритмы вокруг нас

Городская конференция младших школьников

«Открытие»

Секция    Информационные технологии и их практическое применение

Алгоритмы вокруг нас

Автор: Гареев Рашид Альбертович

ученик 5 «б» класса

МАОУ «Средняя школа №3»

 Руководитель:

Исакова Зулхумар Мамасадыковна

учитель информатики

МАОУ «Средняя школа №3»

г. Когалым, 2015

Содержание

1. Введение………………………………………………………………..3 стр.
2. Основная часть…………………………………………………………3 стр.

1. Определение понятия  алгоритма……………………………........3стр.
2. История возникновения  алгоритма……………………………....5 стр.
3. Форма записи алгоритма…………………………………………..5 стр.
4. Исследование. Классификация алгоритмов……………………...6 стр.

2. . Заключение……………………………… ………………………….....9 стр.
3. . Литература…………………………………………………………….10 стр.
4. Приложение…………………………………………………………..11 стр.

1. Введение

Мы живем в большом потоке информации. Информация – постоянный спутник человека. Люди всегда стремились облегчить свой труд с помощью механизмов и машин. И такой машиной для работы с информацией стал компьютер. Мы изучаем информатику с 4 класса. На уроках этого предмета мы узнали многое об информации, устройствах компьютера, технологиях работы с информацией, но больше всего мне понравилось изучение темы «Алгоритмы». Оказывается,  в нашей повседневной жизни нас окружают алгоритмы, любой человек выполняет свои действия по порядку, раздумывая, правильно ли он поступает  Актуальность, этой темы несомненна, так как любой человек на протяжении всей своей  жизни сталкивается с различными  алгоритмами. Очевидно, что алгоритмы можно  классифицировать по какому-то признаку.

Цель исследования: Составить  классификацию алгоритмов в окружающем информационном пространстве.

Задачи исследования:

1. Познакомиться с  историей  возникновения понятия алгоритма.
2. Выделить алгоритмы из окружающего нас пространства.
3. Составить классификацию алгоритмов.
4. Составить алгоритмы.

Объект исследования: Раздел «Алгоритмизация», где на основе изученного теоретического

материала создавалась классификация алгоритмов из окружающего мира 

Предмет исследования: Алгоритмы в нашей жизни и их классификация.

Гипотеза:  алгоритмы нам облегчают жизнь.

2. Основная часть

2.1 Определение понятия  алгоритма

Любой человек ежедневно встречается с множеством задач от самых простых и хорошо известных до очень сложных. Для многих задач существуют определенные правила (инструкции, предписания), объясняющие исполнителю, как решать данную задачу. Эти правила человек может изучить заранее или сформулировать сам в процессе решения задачи. Чем точнее и понятнее будут описаны правила решения задач, тем быстрее человек овладеет ими и будет эффективнее их применять.

Решение многих задач человек может передавать техническим устройствам - автоматам, роботам, компьютерам. Применение таких технических устройств предъявляет очень строгие требования к точности описания правил и последовательности выполнения действий. Поэтому разрабатываются специальные языки для четкого и строгого описания различных правил. Это одна из задач информатики.

Каждый из нас ежедневно использует различные алгоритмы: инструкции, правила, рецепты и т. п. Обычно мы это делаем не задумываясь. Например, открывая дверь ключом, никто не размышляет над тем, в какой последовательности выполнять действия. Однако чтобы кого – нибудь (скажем, младшего брата) научить открывать дверь, придется четко указать и сами действия, и порядок их  выполнения. Например, так:

Достать ключ.

Вставить ключ в замочную скважину.

Повернуть ключ 2 раза против часовой стрелки.

Вынуть ключ.

А теперь представьте себе, что вас пригласили в гости. Наверняка вы попросите подробно и точно объяснить, как добраться. Вот как может выглядеть объяснение:

Выйти из дома.

Повернуть налево.

Пройти 1 квартал до автобусной остановки.

Сесть в автобус № 4.

Проехать 2 остановки.

Выйти из автобуса.

Посмотрим на эти алгоритмы. На первый взгляд, между ними нет ничего общего. Одно дело – открывать дверь, другое –ехать в гости. Однако если приглядеться внимательно, можно заметить существенное сходство между ними. Прежде всего, это строгий порядок выполнения действий. Давайте переставим в первом   алгоритме второе и третье действия:

Достать ключ.

Повернуть ключ 2 раза против часовой стрелки.

Вставить ключ в замочную скважину. 

Вынуть ключ.

Вы, конечно, сможете выполнить и этот алгоритм. Но дверь вряд ли откроется. А что произойдет, если поменять местами четвертое и пятое действия во втором алгоритме? Он станет невыполнимым! Итак, мы убедились, что для алгоритма важен не только набор действий, но и то, как  они организованы, т. е. в каком порядке выполняются.

Мы можем теперь сказать, что  алгоритмы- это строго определенная  последовательность действий и в   информатике это понятие является основным. Таким же, какими являются понятия точки, прямой и плоскости в геометрии, пространства и времени в физике, вещества в химии. В Википедии  дается такое определение:« Алгори́тм — набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное число действий.»  Приведенные примеры являются линейными алгоритмами. Блок – схема таких алгоритмов выглядит так:

2.2 История возникновение алгоритма

Слово алгоритм происходит от algorithmi – латинской формы написания имени выдающегося математика IX века Аль Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических действий «Аль-Хорезми» означает «из Хорезма» (области в нынешнем Узбекистане).

Сначала слово «алгоритм» означало искусство счёта с помощью арабских цифр. Постепенно значение слова изменялось. К началу 20 века для математиков слово «алгоритм» уже обозначало любой математический процесс, выполняемый по строго определённым правилам. К концу 20 века понятие «алгоритм» появилось в информатике. Это связано с распространением компьютеров. Слово «алгоритм» в наши дни известно каждому. Оно встречается в разговорной речи, в газетах, в выступлениях по телевидению.

2.3  Форма записи алгоритма

Алгоритмы принято записывать с помощью служебных слов, т.е. имеется алгоритмический язык:

Общий вид алгоритма
алг название алгоритма (аргументы и результаты)
дано условия применимости алгоритма
надо цель выполнения алгоритма
нач описание промежуточных величин
последовательность команд (тело алгоритма)
кон

Легко и просто было бы жить (даже неинтересно), если бы удалось раз и навсегда расписать, какие поступки и в какой последовательности совершать. На самом деле нам приходится принимать решения в зависимости от создавшейся ситуации. Если идет дождь, то мы надеваем плащ. Если жарко, то идем купаться. Иногда встречаются и более сложные положения, когда надо сделать выбор. В таких случаях говорят, что алгоритм содержит составную команду или ветвление.

Команда ветвления записывается следующим образом:

если  условие

то   серия 1 

 иначе серия 2

все

В своей практической деятельности мы постоянно встречаемся с задачами, для решения которых требуется многократно повторять одни и те же действия. Именно для этого применяется составная команда повторения (цикл).

Команда повторения записывается так:

пока  условие

нц

тело цикла  

кц

4. Исследование. Классификация алгоритмов

На уроках информатики мы составляли много алгоритмов из разных областей. В работе я классифицировал встречающиеся мне  алгоритмы следующим образом:

• Алгоритмы в художественных произведениях:

   Сказка «Гуси-лебеди»:

 если съешь моего лесного яблочка

то спрячу

иначе не спрячу  

все

«Горячий камень», А.П. Гайдар:

если   кто снесет этот камень на гору и там разобьет на части

 то  тот вернет свою молодость и начнет жить сначала

все

• Алгоритмы в кулинарных рецептах

Любой кулинарный рецепт – это алгоритм. Как приготовить определенное блюдо (что) из определенных продуктов (из чего)? Аналогия полная. Имя алгоритма – это название производимого продукта.

Я посмотрел, как мама готовит яблочный пирог, и составил алгоритм:

алг  яблочный пирог

начало

1. яблоки промывают;
2. удалить сердцевину;
3. нарезать тонкими ломтиками;
4. положить  в смазанную маслом и  посыпанную мукой  форму;
5. яйца растереть и, постепенно добавляя сахар, взбить до растворения сахара
6. добавить муку,  быстро перемешивая и вылить на яблоки;
7. выпекать 20 мин. при 2100С;
8. готовый  пирог  выложить на блюдо.

конец

• Алгоритмы и пословицы

пока  греет солнышко

нц

готовь сено

кц

если  болен

то  лечись

 иначе  берегись

все

если ученье 

то свет

иначе тьма

все

Любую пословицу можно оформить в виде алгоритма.

• Алгоритмы в песнях

Песня «Если долго мучиться»

если долго мучиться

то  что- нибудь получится

все

Песня из фильма-сказки «Золотой ключик»

пока    живы жадины вокруг

нц

удачи мы не выпустим из рук

 кц

• Алгоритмы из школьной жизни

• Расписание уроков
• График подачи звонков
• Расписание кружков
• График экзаменов, консультаций и т.д.

• Алгоритмы из окружающего мира

• Как топить баню
• Режим дня
• Прополка грядки, огорода и многое другое (Приложение )

• Алгоритмы и школьные предметы

• Как писать сочинение, изложение, диктант
• Как решать задачи по химии, математике, физике
• Как сделать перевод по английскому языку
• Как выучить стихотворение и т.д.

Для успешного овладения знаниями нам необходимы учебные алгоритмы. Приведу некоторые примеры алгоритмов, применяемых на уроках математики.

Метод нахождения всех простых чисел, меньших заданного числа n.

Начало 

1. Выписать все натуральные числа от1 до n;
2. Вычеркнуть 1;
3. Подчеркнуть наименьшее из неотмеченных чисел;
4. Вычеркнуть все числа, кратные подчеркнутому на предыдущем шаге;
5. Если в  списке имеются неотмеченные числа, то перейти к шагу  3, в противном случае все подчеркнутые числа – простые.

 Конец

Нахождение площади прямоугольника

Начало

1. Измерь длину А;
2. Измерь ширину В;
3. Найди площадь как произведение длины на ширину S= А * В;
4. Запиши результат S.

Конец

3. Заключение

Это, конечно,  неполный перечень алгоритмов, которые я смог увидеть, и провести   классификацию. В будущем я хочу продолжить это исследование, обогатив свои знания на уроках информатики и используя информацию из повседневной жизни.

Я думаю, что алгоритмы еще можно классифицировать по каждому предмету, по каждому классу.

Мне стало интересно, как применяют  мои одноклассники алгоритмы в обыденной жизни  и я провел небольшой опрос. На вопросы отвечали 22  ученика из 5 б класса.

Итак, многие из моих одноклассников знают, что такое алгоритм. Выполняют свои действия по определенному алгоритму.

Выдвинутая нами  гипотеза подтвердилась, алгоритмы  облегчают нашу жизнь, понято, что не на все случаи жизни можно составить алгоритм. А хорошо это или плохо пусть каждый для себя решает сам.

Литература

1. Гейн А.Г., Сенокосов А.И. Информатика. – М.: Дрофа, 1998, - 237 с.
2. Дворчик Ш. «Мышка Программышка в стране информатике», – М.: Радио и связь, 1990, - 127 с.
3. Симонович С., Евсеев Г. Практическая информатика. – М.: АСТ Пресс, 2000, - 480 с.
4. Симонович С., Евсеев Г. Специальная  информатика. – М.: АСТ Пресс, 2000, - 450 с.
5. Симонович С., Компьютер в вашей школе. – М.: АСТ Пресс, 2001, - 335 с.
6. Художественные произведения, пословицы.
7. http://prog-cpp.ru/algol-rus/ Алгоритмический язык программирования

ПРИЛОЖЕНИЕ

Алгоритмы.

 - Кипячение воды

Начало

1.  Налить в чайник воду.
2. Зажечь спичку.
3. Открыть кран газовой горелки.
4. Поднести спичку к горелке.
5. Поставить чайник на плиту.
6. Ждать, пока вода закипит.
7.  Выключить газ

Конец

- Алгоритм пришивания пуговицы.

Начало

1.Вдеть нитку в иглу

2.Наметить место пришивания.

3.Пришить пуговицу.

4.Обрезать концы нити.

Конец

- Алгоритм посадки дерева.

Начало

1. Выкопать в земле ямку.

2. Опустить в ямку саженец.

3. Закопать ямку с саженцем землей.

4.Полить саженец водой.

Конец

-Действия Васи

если  Павлик дома

 то  будем решать задачи по математике

иначе позвоню Марине, и будем готовить реферат по биологии.  

все

-Алгоритм отправки СМС

Начало

1. Взять телефон
2. Разблокировать
3. Зайти в меню «Сообщение»
4. Нажать кнопку «Создать»
5. Выбрать «Добавить получателя»
6. Выбрать из списка друга
7. Набрать текст
8. Нажать кнопку «Отправить»

Конец