Урок алгоритмы с циклом

Цель: изучение алгоритмической структуры циклы, создание моделей и алгоритмов для решения практических задач.

Ход урока

I. 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. (Презентация)

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 послеусловием;
• Цикл с параметром;

Иначе данные структуры называют циклами типа «Пока», «До», «Для».

Графическая форма записи данных алгоритмических структур:

Цикл с предусловием (иначе цикл пока) имеет вид:

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:

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:

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.

Для проверки правильности алгоритма заполним трассировочную таблицу.

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. (слайд16)

В результате получаем последнее значение равное сто двадцати на седьмом шаге

И для Цикла с параметром построим блок-схему и трассировочную таблицу. (слайд17)

В результате получаем последнее значение равное сто двадцати на шестом шаге

Задача:

Вывести на экран числа от 1 до 5 в:

1. прямом порядке;
2. обратном порядке.

Математическая модель:

1. 1 2 3 4 5;
2. 5 4 3 2 1.

Блок-схема и программа решения задачи представлена для чисел в прямом порядке и обратном порядке.

(слайд 21)

Запишем рассмотренные алгоритмы на языке программирования Паскаль.

(слайд 22)

III. Подведение итогов урока

И так мы рассмотрели следующие вопросы:

1. Алгоритмическая структура цикл;
2. Виды алгоритмических структур:
   1. Цикл с предусловием;
   2. Цикл с послеусловием;
   3. Цикл с параметром;
3. Рассмотрели способы записи данных структур;
4. Разобрали примеры решения задач с помощью этих структур.

Конспект урока информатики в 9 классе.

Тема: Циклический алгоритм.

Цели:

• Общеобразовательные:

– проверить знания по теме «разветвляющийся алгоритм»;

– познакомиться с понятием цикла;

– рассмотреть виды циклов;

– применить изученный материал на практике при решении задач.

• Развивающая:

– развитие логического мышления учащихся.

• Воспитательные:

– формирование информационной культуры учащихся.

Тип урока: Комбинированный.

Коммуникативная задача: взаимообмен информацией между учителем и учащимися.

Программное обеспечение:

• система подготовки презентаций Microsoft PowerPoint.
• текстовый процессор  Microsoft Word
• Система программирования TURBO PASCAL.

Аппаратное обеспечение: рабочее место учителя, ученика, видеопроектор.

План урока.

Ход урока.

1. Организационный момент.

     Приветствие, объявление темы, постановка целей.

2. Опрос по теме «Разветвляющиеся алгоритмы».                                            Учащиеся работают в парах, отвечая на вопросы, сформулированные в электронной презентации, подготовленной к уроку.

Вопросы для повторения

• Разветвляющийся алгоритм –  …

   алгоритм, в котором действие может идти по одному из нескольких заранее предусмотренных путей.

• При однократном выполнении разветвляющегося алгоритма существуют действия,…

   которые не выполняются.

• Виды ветвлений:…

   полное, неполное, вложенное

• Синтаксис условного оператора:

   If Then       [Else ];

• Другие операторы:

        Readln(a,b); Writeln(‘мне ’,s, ‘лет’)

• Запишите условный оператор, в котором значения переменной С вычисляется по формуле

   А+В,    если А- чётное и

   А*В,     если А- нёчетное.

IF A mod 2 = 0 Then C:=A+B

                           Else C:=A*B;

• Имеется условный оператор

   IF d10 THEN Writeln(‘УРА!’)

                   ELSE Writeln(‘ЖАЛЬ!’);сделайте замену

1. IF d=10 THEN Writeln(‘УРА!’)

                  ELSE Writeln(‘ЖАЛЬ!’);

2. IF not (d=10) THEN Writeln(‘УРА!’)

                          ELSE Writeln(‘ЖАЛЬ!’);

3. IF not (d=10) THEN Writeln(‘ЖАЛЬ!’)

                          ELSE Writeln(‘УРА!’);

4. IF not (d10) THEN Writeln(‘ЖАЛЬ!’)

                            ELSE Writeln(‘УРА!’);

• Какими будут значения переменных j и k

  после выполнения условного оператора

  IF j>k THEN j:=k-2 ELSE k:=k-2;

  если исходные значения переменных равны

1. j=3, k=5;            j=3, k=3
2. j=3, k=3;            j=3, k=1
3. j=3, k=2;            j=1, k=2

• Чему равны значения переменных А и В

после выполнения последовательности

действий

A:= 15 div (16 mod 7)

B:=34 mod A * 5 – 29 mod 5 *2

А = 7,  В = 22

     3. Изучение нового материала «Циклические алгоритмы»

         3.1 Теория.

          На этом этапе ведется беседа учителя с учащимися, которая сопровождается  

          электронной презентацией «Циклический алгоритм».

          У учащихся имеется раздаточный материал «Циклические алгоритмы»

2. Практика. Решение задач.

Учащиеся вместе с учителем составляют алгоритм решения следующей задачи: найти сумму всех двузначных чисел.

Далее учащимся предлагается самостоятельно составить программу.

Program zadacha1;

Var j:integer; s:longint;

Begin

S:=0;

 FOR J:=10 TO 99 DO

 S:=S+J;

 Writeln(‘Сумма всех двузначных чисел:’, S);

 Readln;

 End.

На следующем шаге учащиеся модифицируют программу так, чтобы  

     выводилась сумма четных двузначных чисел.

Program zadacha2;

Var j:integer; s:longint;

Begin

S:=0;

 FOR J:=10 TO 99 DO

 IF J MOD 2 = 0 THEN S:=S+J;

 Writeln(‘Сумма всех четных двузначных чисел:’, S);

 Readln;

 End.

После  вновь предлагается изменить программу, используя цикл с предусловием WHILE

Program zadacha3;

Var j:integer; s:longint;

Begin

 S:=0; J:=10;

 WHILE J100  DO

 Begin

 S:=S+J; J:=J+1

 End;

 Writeln(‘Сумма всех двузначных чисел:’, S);

 Readln;

 End.

В тетради фиксируются алгоритмы и программы решения задач.

     6. Итог урока.

          На этом этапе подводятся итоги, выставляются оценки, задается домашнее

          задание.

Циклические алгоритмы

Алгоритм, в котором некоторая последовательность действий может повторяться неоднократно, называется циклическим.

Последовательность действий, которая может выполняться в цикле неоднократно, называется телом цикла.

Виды циклов

 Цикл с предусловием

Синтаксис оператора

While do

;

   Блок операторов выполняется пока условие принимает значение истина

 Цикл с постусловием.

 Цикл с параметром.

Синтаксис оператора

Repeat

;

Until ;

   Блок операторов выполняется до тех пор, пока условие принимает значение ложь

Синтаксис оператора

For J:=Nz to Kz do

;

или

For J:= Kz dowto Nz do

;

Блок операторов выполняется

            |Kz-Nz+1| раз