Как составить циклический алгоритм для чертежника

Тема урока: «Исполнитель Чертежник. Циклические алгоритмы».

Цель урока:

• учебная — знать понятие, цели и задачи курса «информатика», знать правила поведения в компьютерном кабинете;

• воспитательная – воспитывать культуру учебного труда, научить взаимодействовать с одноклассниками, учителем во время выполнения учебной задачи;

• развивающая – развить умения выделять и формировать последовательность повторяющихся действий.

Решаемые учебные задачи:

• закрепить навыки использования вспомогательных алгоритмов;

• познакомить с циклической организацией действий с исполнителем Чертежник;

• выработать практические навыки создания программ с циклическими алгоритмами;

• дать возможность познакомится с вспомогательными алгоритмами с параметрами.

Тип урока: комбинированный.

Используемые на уроке средства ИКТ:

• персональный компьютер (ПК) учителя,

• мультимедийный проектор, экран;

• ПК учащихся.

Основные понятия, рассматриваемые на уроке:

• алгоритм;

• исполнитель;

• итерация, повторения;

• среда исполнителя;

• СКИ ;

• циклический алгоритм;

• вспомогательный алгоритм.

• План урока.

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

3. Объявление темы урока.

4. Анализ поставленной задачи.

5. Знакомство с оператором цикла.

6. Решение задач с помощью цикла.

7. Физкультминутка.

8. Практическая работа за компьютером.

9. Подведение итога.

10. Выдача домашнего задания.

• Конспект урока

1. Отмечаем отсутствующих.

2. Два ученика у доски записывают вспомогательные алгоритмы из домашнего задания. Остальные ученики отвечают на следующие вопросы:

• К какому типу относиться исполнитель Чертежник;

• Какие параметры формального исполнителя должны знать мы, чтобы им управлять;

• Круг решаемых задач Чертежника;

• СКИ Чертежника;

• Режим работы Чертежника;

• Система отказов;

• Форма записи вспомогательного алгоритма.

• Анализ вспомогательных алгоритмов, написанных на доске.

1. Подводим к теме урока. Объявляем ее, цель урока.

2. Анализ рисунка на экране. Обсуждаем, как ее можно решить, используя уже имеющиеся вспомогательные алгоритмы. Подходим к необходимости использовать циклический алгоритм.

3. Записываем спецификацию оператора повторить n раз.

4. Разбираем как можно, используя этот цикл нарисовать узор. Дети решают задачу рисования другого узора.

5. Физкультминутка.

6. Работа за компьютером: реализация разработанного алгоритма. Индивидуально некоторые ученики знакомятся со вспомогательными алгоритмами с параметрами.

7. Садимся за парты. Анализируем получившиеся результаты. Объявляем оценки. Подводим итоги.

8. Выдача домашнего задания. Слайд презентации.

Организация циклического процесса

Если известно повторов, используется команда цикла

• нц N раз

• • команды

• кц

N – натуральное число

Текст вспомогательных алгоритмов:

Программа рисования узора:

алг

нач

• нц 8 раз

• • квадрат

• • сместиться на вектор (3,0)

• кц

кон

Задание №1

Задание №2

Задание №3

Использование вспомогательных алгоритмов с параметрами

алг вспомогательный_алгоритм (список используемых переменных)

нач

алгоритма

кон

Список используемых параметров может иметь формат:

Пример:

алг ромб (цел а)

нач

• опустить перо

• сместиться на вектор (2*а,а)

• сместиться на вектор (2*а,-а)

• сместиться на вектор (-2*а,-а)

• сместиться на вектор (-2*а,а)

• поднять перо

кон

Данный алгоритм рисует ромб, шириной 4*а и высотой 2*а, где величина а – передается в качестве параметра вспомогательного алгоритма.

С помощью данного алгоритма и циклического процесса можно нарисовать следующий узор:

алг

нач

• сместиться в точку(-2,0)

• цел а

• а:=1

• нц 5 раз

• • ромб(а)

• • а:=а+1

• • сместиться на вектор(-2,0)

• кц

кон

Попробуйте нарисовать один из предложенных узоров:

Проверка домашнего задания

Давайте подумаем

Исполнитель Чертежник. Циклические алгоритмы.

Рисуем узор

алг

нач

• квадрат

• сместиться на вектор ( 3 , 0 )

• квадрат

• сместиться на вектор ( 3 , 0 )

• квадрат

• сместиться на вектор ( 3 , 0 )

• …

кон

Организация циклического процесса

Если известно сколько раз повторяются действия, используется команда

ПОВТОРИТЬ N РАЗ

В программе КУМИР:

• нц N раз

• • команды

• кц

N – натуральное число

Рисуем узор

алг

нач

• нц 8 раз

• • квадрат

• • сместиться на вектор ( 3 , 0 )

• кц

•

кон

Рисуем узор

алг

нач

• нц раз

• •

• •

• кц

•

кон

Домашнее задание

• 1.

• 2.

Характеристики исполнителя

Круг решаемых задач: предназначен для построения рисунков, чертежей и графиков, состоящих из прямых линий.

Среда исполнителя: Чертежник действует на координатной плоскости. Начальное положение пера в начале координат (в точке с координатами (0,0)).

Система команд исполнителя:

• • поднять перо,

  • опустить перо,

  • сместиться в точку (арг вещ х,у),

  • сместиться на вектор (арг вещ х,у),

  • выбрать чернила (лит наименование цвета) .

В команде сместиться в точку в качестве (х,у) выступают абсолютные значения координат, а сместиться на вектор — значения приращений по соответствующим осям. Т.е. при команде сместиться в точку (x,y) Чертёжник из точки с координатами (a, b) в точку с координатами (x, y). При команде сместиться на вектор (x,y) Чертёжник из точки с координатами (a, b) в точку с координатами (a+x, b+y). Если числа х, у положительные, значение соответствующей координаты увеличивается, если отрицательные – уменьшается. Например, если Чертёжник находится в точке с координатами (4, 2), то команда сместиться на вектор (2, –3) переместит Чертёжника в точку (6, –1).

При перемещении опущенного пера за ним остается след — отрезок от старого положения пера до нового, а при перемещении с поднятым пером следа не остается.

Команда выбрать чернила задает цвет пера: ”черный”, ”белый”, ”красный”, ”оранжевый”, ”желтый”, ”зеленый”, ”голубой”, ”синий”, ”фиолетовый”. По умолчанию используется черный цвет. Название цвета пишется без кавычек.

Линейные алгоритмы представляют собой последовательность команд, следующих друг за другом. Рассмотрим на примере трапеции.

Запишем алгоритм рисования трапеции в абсолютных величинах, используя команду сместиться в точку (рис. 1).

Но если мы захотим переместить эту трапецию из первой четверти во вторую, то нам придется изменять все координаты, что не рационально, поэтому воспользуемся командой сместиться на вектор (рис.2). И далее для составления алгоритмов будем пользоваться ей.

Во втором варианте для перемещения трапеции необходимо поменять координаты только первой команды, что эффективнее чем в первом варианте.

Задача: Составим алгоритм рисования квадрата. После рисования вернем Чертежника в исходную позицию.

Для перемещения можно использовать две команды — «сместиться в точку» и «сместиться на вектор». Запишем, для примера, два алгоритма — в одном будем использовать только первую команду, в другом только вторую.

Прежде чем Чертежник начнет рисовать (опустит перо) нужно сместится к место рисования. После рисования нужно снова поднять перо и перейти в начало координат (так требуется по условию). Рисовать будем с нижней левой точки по часовой стрелке.

использовать Чертежник

алг квадрат1

нач

. сместиться в точку (2,1)

. опустить перо

. сместиться в точку (2,4)

. сместиться в точку (5,4)

. сместиться в точку (5,1)

. сместиться в точку (2,1)

. поднять перо

. сместиться в точку (0,0)

кон

использовать Чертежник

алг квадрат2

нач

. сместиться на вектор (2,1)

. опустить перо

. сместиться на вектор (0,3)

. сместиться на вектор (3,0)

. сместиться на вектор (0,-3)

. сместиться на вектор (-3,0)

. поднять перо

. сместиться на вектор (-2,-1)

кон

Обычно в программах используют эти две команды одновременно, все зависит от условий задачи и предпочтения составителя алгоритма. Например, можно записать алгоритма так:

использовать Чертежник

алг квадрат3

нач

. сместиться в точку (2,1)

. опустить перо

. сместиться на вектор (0,3)

. сместиться на вектор (3,0)

. сместиться на вектор (0,-3)

. сместиться на вектор (-3,0)

. поднять перо

. сместиться в точку (0,0)

кон

Рассмотрим задание: необходимо нарисовать несколько, например три, квадрата.

Алгоритм может выглядеть так (см. ниже). Но получается слишком много одних и тех же строк, выделим их желтым цветом. А если нам захочется нарисовать десять одинаковых квадратов? Сто?

использовать Чертежник

алг квадраты 1

нач

. сместиться в точку(-4,1)

. опустить перо

. сместиться на вектор (0,2)

. сместиться на вектор (2,0)

. сместиться на вектор (0,-2)

. сместиться на вектор (-2,0)

. поднять перо

. сместиться в точку(-1,1)

. опустить перо

. сместиться на вектор (0,2)

. сместиться на вектор (2,0)

. сместиться на вектор (0,-2)

. сместиться на вектор (-2,0)

. поднять перо

. сместиться в точку(2,1)

. опустить перо

. сместиться на вектор (0,2)

. сместиться на вектор (2,0)

. сместиться на вектор (0,-2)

. сместиться на вектор (-2,0)

. поднять перо

. сместиться в точку(0,0)

кон

При создании средних по размеру программ используется структурное программирование, идея которого заключается в том, что структура программы должна отражать структуру решаемой задачи, чтобы алгоритм решения был ясно виден из исходного текста. Программа разбивается на множество подпрограмм (вспомогательных алгоритмов), каждая из которых выполняет какое-то действие, предусмотренное исходным заданием.

Комбинируя вспомогательные алгоритмы, удается сформировать итоговый алгоритм используя блоки кода (подпрограммы), имеющих определенную смысловую нагрузку. Обращаться к ним, можно по их имени. Очень важная характеристика вспомогательных алгоритмов — это возможность их повторного использования.

Блоки кода выделенные цветом запишем отдельным алгоритмом. Назовем его квадрат. Таким образом, мы как бы научим Чертежника новой команде квадрат.

использовать Чертежник

алг квадраты

нач

. сместиться в точку(-4,1)

. квадрат

. сместиться в точку(-1,1)

. квадрат

. сместиться в точку(2,1)

. квадрат

. сместиться в точку(0,0)

кон

алг квадрат

нач

. опустить перо

. сместиться на вектор (0,2)

. сместиться на вектор (2,0)

. сместиться на вектор (0,-2)

. сместиться на вектор (-2,0)

. поднять перо

кон

Получили более компактный и понятный алгоритм. Там, где какие-то части программы повторяются (используются) несколько раз, удобно использовать вспомогательные алгоритмы.

Обратите внимание — если нам потребуется изменить алгоритм так чтобы рисовались квадраты со стороной не два, а три, то при использовании вспомогательного алгоритма количество правок заметно уменьшается.

Задания на отработку линейного алгоритма

Выполни рисунок по образцу.

Чтобы открыть картинку полностью, нажмите правой кнопкой мыши и выберите пункт открыть в новой вкладке.

Выполните рисунок по образцу.

Составьте программу рисования фигуры, изображенной на рисунке, таким образом, чтобы во время рисования перо не отрывалось от бумаги, и ни одна линия не проводилась дважды.

Дополнительные задания на отработку линейного алгоритма

Чтобы открыть картинку полностью, нажмите правой кнопкой мыши и выберите пункт открыть в новой вкладке.

• Сейчас обучается 119 человек из 49 регионов

• Сейчас обучается 26 человек из 18 регионов

• Сейчас обучается 623 человека из 78 регионов