Download pptx - Компьютерное моделирование. Основы алгоритмизации

Комп'ютерне моделювання. Основи алгоритмізації

Урок №1 Поняття моделі.

Моделювання

ВИХІД

Урок №3 Базові структури алгоритмів. Конструювання алгоритмів

Урок №2 Алгоритми. Властивості

алгоритмів. Форми подання алгоритму.

Урок №5 Практична робота №1. Побудова інформаційної

моделі

Урок №4 Основні етапи розв’язування

задач за допомогою комп’ютера. Поняття програми.

Розв’язування задач

Урок №1 Поняття моделі. Моделювання

Тема Поняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об’єктів

Мета Сформувати поняття:- моделі, моделювання- інформаційні моделікомп'ютерне моделювання

Сформувати уявлення про:- різновиди моделей та їх відображення- класифікацію моделей- моделювання як метод пізнання- загальні основи теорії моделювання

Вміти:будувати інформаційну модель задачі (об'єкта )чітко й лаконічно висловлювати думки

Модель МоделюванняПроект ПроектуванняЗнакова модель Математична модельІнформаційна модель Комп’ютерна модель

Комп’ютерний експеримент

Базові поняття і терміни:

головна


Проект

Проектування

Модель

Моделювання

Сукупність документів – обчислень, креслень, макетів, моделей тощо, необхідних для зведення споруд, виготовлення машин, приладів

Процес створення проекту, прототипу. У техніці – розробляння проектної, конструкторської та іншої документації

Зменшена копія об'єкта

Процес створення моделі

Це прообраз, опис або зображення якогось об'єкта

Об'єкт (будь-який), явище або мисленнєвий образ, за допомогою яких вивчають більш складні об'єкти

Модель – спрощене подання реального об'єкта чи процесу


МОДЕЛЬ

МАТЕРІАЛЬНІ АБСТРАКТНІ

ВЕРБАЛЬНІЗНАКОВІ

Математичні Інформаційні

Класифікація моделей


Математична модель Це модель,

що описує об'єкт,

явище чи процес мовою

математики і логіки

Інформаційна модельЦе модель,

що описує інформаційні процеси або

містить інформацію

про властивості і стан об'єктів,

процесів, явищ

Комп'ютерна модель

Це модель (математична чи інформаційна),

реалізована за допомогою програмних засобів


Математична модель

Інформаційна модель

Будуємо моделі

Постановка задачі

Формалізація

Форма подання

Грунтовно проаналізувати умову задачі

Висловити припущення, на яких буде базуватися ММ

Визначити вхідні дані і шукані результати

Виділити об'єкти, розглядувані в умові задачі

Виділити суттєві характеристики

Описати властивості об'єктів за допомогою математичних співвідношень

Створити, в разі потреби і можливості, графічні

образи


Будуємо моделі

Комп'ютерна модель

Постановка задачі

Створення моделі

Комп'ютерний експеримент

Опис об'єкта

Мотивація для створення моделі

Визначення суттєвих факторів, взаємозв'язків

Перевірка роботи моделі за різних вхідних параметрів

Аналіз отриманих результатів

Програмування (створення)

Налагодження програми

Вибір програмного забезпечення

Розробка алгоритму

Попередній аналіз


Практична частина

Об'єкт, явище чи процес

Матеріальна модель (зменшена копія)

Інформаційна модель (опис)

Комп'ютерна модель (програмна реалізація)

Будинок Великі затрати, не інформаційна, складно вносити зміни

Ракета Великі затрати, не інформаційна, складно вносити зміни

Графік функції Для кожної функції створюється власний графік

Дія землетрусу Практично неможливо реалізувати

Траєкторія руху планети Примітивна

Заповніть таблицю:



Побудувати моделі таких об'єктів: куб, будинок, ялинка

Побудувати модель хімічного процесу:- хімічна реакція (2HCl+Zn)

Побудувати модель природного явища:- заломлення світла

Створити моделі засобами MS OFFICE

H

Cl

H

Cl

Zn Zn

Cl

Cl

H

H

ПОВІТРЯ

ВОДА


Домашнє завдання

Опрацювати конспект уроку та відповідний параграф у підручнику:

Н.В.Морзе, О.В.Барна, В.П.Вембер, О.Г.Кузьмінська – розділ 1, стор.5 §1

Створити засобами MS Office модель : Паралелепіпед

СтілКвітка

головна

Урок №2 Поняття алгоритму. Властивості алгоритмів

Поняття алгоритму. Властивості алгоритмів. Форми подання алгоритму. Виконавець алгоритму

Мета

ТемаСформувати поняття:

- алгоритму- форм подання алгоритму- виконавець алгоритму

Сформувати уявлення про:- різні види алгоритмів та їх виконання- різні методи подання алгоритмів- загальні основи термінології алгоритмізації

Вміти:-> графічні схеми базових структур алгоритмів для

опису алгоритмів-> використовувати різні засоби подання алгоритмів

БАЗОВІ ПОНЯТТЯ І ТЕРМІНИ:Алгоритм Виконавець Базові структури алгоритмівСлідування Розгалуження Повторення

головна


– це точний і зрозумілий опис послідовності дій над заданими об'єктами, що дозволяє одержати кінцевий результат 1.Що називають

моделлю?2.Що таке моделювання?3.Що таке інформаційна модель?4.Що таке комп'ютерна модель?

1 кг цибулі2 кг моркви

4,5 кг червоного перцюСіль

Перець

1. Помножити “а “ на “х”2. До здобутого результату

додати “в”3. Результат поділити на

“х”4. До результату додати

“с”

xcbaзаданихприcx

bax,,,

Алгоритм


Виконавець і властивості алгоритму

Виконання кожного алгоритму повинно завершуватись за скінченну кількість кроків

Скінченність.


Виконання алгоритму завжди повинно приводити до певного результату. Воно не може закінчуватись невизначеною ситуацією або ж не закінчуватись взагалі

Результативність.

Виконавець відповідно до алгоритму повинен одержати результат, не вникаючи в його суть

Формальність.

Будь-який алгоритм потрібно описати так, щоб під час його виконання у виконавця не виникало двозначних вказівок. Тобто різні виконавці згідно з алгоритмом повинні діяти однаково та отримати один і той самий результат

Визначеність.


За допомогою створеного алгоритму можна розв'язувати цілий клас задач

Масовість.

В алгоритмі повинні бути лише ті вказівки, які знайомі виконавцеві Зрозумілість.


Форми подання алгоритмів

A

B C

Словесна

ГРАФІЧНІ

Мова програмування

Якщо сума кутів дорівнює 180 градусів, то ….

Якщо А+В+С=180 ⁰, то ….ВВЕСТИ A,B,C

ПОЧАТОК

ЯКЩО А+В+С=180 ⁰

“ІСНУЄ”“НЕ

ІСНУЄ”

КІНЕЦЬ


Основні елементи блок-схем алгоритмуПочаток або кінець алгоритму

Процес / обчисленняРозв'язування / розгалуження

Зумовлений процес. Підпрограма

ДАНІ

МЕЖІ ЦИКЛУ

ВКАЗІВКА ПОВТОРЕННЯ


РЕАЛІЗАЦІЯ АЛГОРИТМУ У ВИГЛЯДІ ПРОГРАМИ

FREE PASCAL-----------------------------------------------------------------------------------------------------

Program Zadacha1;Var a,b,c: real;BeginWrite (‘vvedit znachennya kutiv trukytnuka = ’);Readln (a,b,c);If a+b+c=180 then writeln (‘ ISNUE ’) else writeln (‘ NE ISNUE ’);End.


ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

1.Як перейти через вулицю?

2.Я хочу чаю3.Я їду на море

4.Мені потрібно на 10-й поверх5.Шукаємо інформацію

Алгоритми в житті людини

1. Визначити очікуваний результат

2. Записати послідовність дій, виконання яких приведе до

очікуваного результату3. Перевірити працездатність

алгоритму


Записати алгоритми у вигляді блок-схеми

y=2x+1

Pochatok

Vvestu a,b,c

y=2x+1

Vuvestu y

Kinetz


2x²+8x+16=0

2x²+16y²=R²

2x+13y

=m


1. Опрацювати конспект уроку та відповідний параграф підручника §2 (Н.В.Морзе, О.В.Барна,

В.П.Вембер, О.Г.Кузьмінська)2. Подати за допомогою блок-схем алгоритм одного

Вашого робочого дня з усіма можливими умовами та ситуаціями (роботу виконати на форматі А4 або засобами MS Office в роздрукованому вигляді, з

відомостями про автора роботи (ПІБ, клас))

головна


Базові структури алгоритмів. Конструювання алгоритмів

Мета

ТемаСформувати поняття:

- слідування- розгалуження- повторення- блок-схеми- базових структур алгоритмів та їх дії

Сформувати уявлення про:- різні методи подання алгоритмів- загальні основи термінології алгоритмізації

Вміти:-> графічні схеми базових структур алгоритмів для

опису алгоритмів-> використовувати різні засоби подання алгоритмів

БАЗОВІ ПОНЯТТЯ І ТЕРМІНИ:Алгоритм Виконавець Базові структури алгоритмівСлідування Розгалуження ПовторенняБлок-схема головна


1.Що означає “ побудова алгоритму ”?2. Як перевірити правильність алгоритму?3.Які помилки трапляються в алгоритмах?

Задача №1: Як додати три числа?Задача №2 : Як обчислити площу

трикутника в якому відомі всі його сторони?

Слідування

Розгалуження

Повторення

Базові алгоритмічні структури


Слідування

Алгоритм обчислення і виведення значення виразу (лінійний алгоритм)

Подається у вигляді послідовності двох (або більше) простих операцій, що виконуються одна за одною

Слідування ( лінійний алгоритм)

початок

Ввести a,b,c,d,x

y=(ax+b)(cx+d)

Вивести у

Кінець

y=(ax+b)(cx+d)


Розгалуження

Логічний вираз

Команда 1 Команда 2

Логчний вираз

Команда 1

НІТАК ТАКНІ

повне

неповне



ЦИКЛ

ПОКИ

ДО

Якщо ЇСТІВНЕ то забрати з монітора 1 іпереправити в монітор 2 ПОКИ НЕЇСТІВНЕ

Якщо ЇСТІВНЕ то пропустити і іти даліДО НЕЇСТІВНЕ



ЦИКЛ З лічильником

Якщо ЇСТІВНЕ то додати до попереднього значення а якщо НЕЇСТІВНЕ не додавати до попереднього і повторити вказівку

K=4


ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

1.Складіть алгоритм обчислення площі та периметра прямокутника (2 бали)

2. Обчисліть кінетичну та потенціальну енергії тіла заданої маси, яке рухається на заданій висоті з заданою швидкістю

(3 бали)3. Введіть два числа. Виведіть на екран

спочатку менше число, а потім більше (3 бали)

4.Складіть алгоритм, який перевіряє, чи існує трикутник зі сторонами АВ, ВС, СА

(4 бали)


ЗАДАЧА №1

ЗАДАЧА №3 Початок

КІНЕЦЬ

Початок

Ввести a,b

Вивести S, P

S=abP=2(a+b)

Ввести a,b

a>b

Вивести b,a Вивести a,b

Кінець

НіТак


ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1.Параграф підручника §3 (Н.В.Морзе і ін.)2. Для обчислення ідеальної маси тіла людини

відповідно до її зросту і віку потрібно від числа, що позначає зріст людини в сантиметрах відняти 100.

Далі, якщо вік людини менший, ніж 25 років, то ідеальна маса тіла має бути на 5 кг меншою від

отриманого числа, а для людей , старших за 45 років, це число слід збільшити на 5. Складіть алгоритм встановлення ідеальної маси тіла людини за її

зростом і віком (11 балів)

головна

Урок №4 Основні етапи розв’язування задач за допомогою комп’ютера. Поняття програми. Розв'язування задач

Тема Основні етапи розв'язування задачі за допомогою комп'ютера. Вхідні дані, результат. Поняття програми

МетаСформувати поняття:

- основні етапи розв'язування задачСформувати уявлення про:

- різні методи подання алгоритмів- загальні основи структурного програмування

Вміти:- чітко і лаконічно висловлювати думки- використовувати середовище програмування для

реалізації алгоритмів

Алгоритм Виконавець Базові структури алгоритмівСлідування Розгалуження Повторення Блок-схемаСередовище програмування мова Pascal Програма

Базові поняття і терміни:

головна


Структурне програмування це процес побудови алгоритмів та програм

1.Попередній аналіз задачі з метою розбити її на окремі

прості частини (модулі). Для цього спочатку складають

загальну схему алгоритму, а потім її деталізують

2.Послідовна (зверху донизу) деталізація частин та складання програм для кожного з

модулів. Виділяють основну частину та частини нижнього рівня. Кожну частину розбивають окремо: спочатку частини верхнього рівня, а

потім – нижнього. Наприкінці частини з'єднують між собою

Їдемо в ЯлтуЗАДАЧАЗАДАЧА 1

ЗАДАЧА 2автомо

біль

квитки

гроші

бензин

де

скільки

гроші

…

…

Урок №4 Основні етапи розв’язування задач за допомогою комп’ютера. Поняття програми. Розв*язування задач

Для структурного програмування характерно:

Використання трьох базових структур алгоритмів під час роботи з кожним

модулем.

СЛІДУВАННЯ РОЗГАЛУЖЕННЯ ЦИКЛ

Коментування текстів програм

Мінімальне використання операторів безумовного переходу, що ускладнюють

процес

Тестування


Інтегроване середовище програмування

Середовища програмування

IDE (Integrated Development

Enviroment)- це комп'ютерна

програма, що допомагає програмістові

розробляти нове програмне

забезпечення чи модифікувати вже

створене


Д О Б Р О Г О Д Н Я !!!Сьогодні ми вивчимо поняття програми . Як зразок та експериментальний варіант оберемо

мене – програмне середовище PASCAL

Запишемо деякі основні команди, які дозволять нам працювати разом над створенням моделей

1. Кожна програма в Паскаль розпочинається з команди PROGRAM та назви програми (наприклад, program PLOSCHA2; )

2. За допомогою команди VAR вводяться всі змінні, які беруть участь у створенні задачі.3. Наступні дві команди створюють ЄДИНИЙ блок без якого програма НЕ працюватиме: це

BEGIN та END4. В блоці ( BEGIN …. END ) містяться інші команди, які вже конкретно розв'язують

поставлену задачу


5. Команди write() та writeln() – використовуються програмою для виведення текстової підказки та виведення результатів на екран, а команди read() та readln() – використовують для введення ДАНИХ, які беруть участь в розв'язанні задачі.6.Потрібно ЗАПАМЯТАТИ:

- кожен рядок програми закінчується символом “ ; ” (крапка з комою)- після команди END в кінці програми завжди ставиться крапка “.”- дужки біля команд пишуться РАЗОМ- значення текстової підказки в командах WRITE та WRITELN пишуться в

дублюваних символах “ ‘ pidkazka ‘ ” (англ.алфавіт – апостроф !!!)- значення в дужках біля команд READ та READLN пишуться БЕЗ вище вказаних

символів READLN(a, b, c ) та відповідно через кому і пробіл7.Команди типу IF …THEN…..ELSE - визначення умови ЯКЩО …ТО…ІНАКШЕ, SQR(х)- піднесення значення до квадрату, SQRT(х) – визначення квадратного кореня


8. Службові слова REAL, INTEGER – вказують тип, до якого відносять дані змінні, тобто ДІЙСНІ, ЦІЛІ дані числа9.Набір символів “ := ” означає, що значенню шуканому присвоюється певне значення включно з арифметичними операціями (+ додавання, - віднімання, * множення, / ділення)

Р О З Г Л Я Н Е М О П Р И К Л А Д ЗАДАЧА 1 . Напишіть програму для обчислення суми двох чисел a і b. Тобто знайдемо якесь значення S – суму


ЗАДАЧА 1 . Напишіть програму для обчислення суми двох чисел a і b. Тобто знайдемо якесь значення S – сумуProgram sumachisel; -ім'я програми var a,b, S: real; - визначення змінних та типу Begin - початок програми / розв'язання

write(‘vvedit chuslo a=’); - програма просить ввести 1 числоwrite(‘vvedit chuslo b=’); - програма просить ввести 2 числоread(a); - програма “читає” 1 число в пам’ять read(b); - програма “читає” 2 число в пам’ять

S:=a+b; - присвоєння змінній S значення сумиwriteln(‘Suma chisel S=’); - виведення результату на екран

end. - закінчити програму

1. Compile 2. 2Command3. 3Command

1. Run 2. 2Command3. 3Command Vvedit chuslo a=

//////

Vvedit chuslo a=5

//////

Vvedit chuslo a=5Vvedit chuslo b=13

//////

Vvedit chuslo a=5Vvedit chuslo b=13S=18.E01+…………………………….Vvedit chuslo a=

//////


Цілочисельне ділення та залишок від ньогоDIV

A div B – ціла частка від ділення А на В з остачею

MODA mod B – остача від ділення А на В з остачею


ПРАКТИЧНА ЧАСТИНАЗадано два числа. Складіть програму, яка обчислює середнє арифметичне та середнє геометричне заданих чисел (3 бали)- з точністю до тисячних (+2 бали)

Задано трьохзначне число. Складіть програму, яка обчислює суму і добуток цифр цього числа (6 балів)

Складіть програму обчислення значення виразу для довільного цілого числа x (4 бали)

2

1)3(22

x

xy


Program zadacha1;Var a,b:real; Sa, Sg:Real;Begin write(‘vvedit dovilni chisla a i b ’); readln(a, b);Sa:=(a+b)/2;Sg:=sqrt(a*b);Writeln(‘Sa=’ ,Sa);Writeln(‘Sg=’ , Sg);End.


Program zadacha2;Var

x:integer;y:integer;

Beginwrite(‘vvedit tcile chislo= ’);readln(x);

y:=(2*(x-3)+1)/(sqr(x)+2);Writeln(‘Y( ’ ,x, ‘)=‘ ,y);end.


Program zadacha3;Var x:integer; a,b,c:integer; s,d:integer;Begin

Write(‘vvedit trohznachne chislo = ’);Readln (x);

a:=x div 100;b:=(x div 100) mod 10;c:= x mod 10

s:=a+b+c;d:=a*b*c;

Writeln(‘S(‘ ,x, ‘ ) =‘ , s);Writeln(‘D(‘ ,x, ‘)=‘ , d);

End.

12345

481423

2

xxxx

xxy

мал.1


ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Дано два числа. Написати програму, яка обчислює суму, різницю та добуток даних чисел з точністю до сотих. (4 бали)

2. Складіть програму обчислення виразу для цілого числа Х із заданого проміжку -15<X<35. (мал.1) (6 бали)

3. Написати програму визначення площі довільного трикутника за формулою ГЕРОНА (мал.2) (7 балів)

a

c

b

мал.2

17 балів – “11”13-16 балів – “10”10-12 балів – “9”7-9 балів – “8”6 балів – “7”0<b<6 балів – “3”

головна

Урок №5 Практична робота №1. Побудова інформаційної моделі

Тема Практична робота №1. Побудова інформаційної моделі

МетаВміти:

- чітко і лаконічно висловлювати думки- використовувати середовище програмування для

реалізації алгоритмів

Якщо в роботі виявлені неточності “-1” бал.Допомога вчителя коштує “-1” бал за запитання/відповідьВсі дані заносяться учнями до ПРОТОКОЛІВ ЧИСТО і ОХАЙНО!!! Всі малюнки

і схеми виконуються ОЛІВЦЕМ, а записи – РУЧКОЮ (окрім червоного кольору). Виправлення КОРЕКТОРОМ в протоколі позбавляє учня - 3 балівНа виконання практичної роботи учням надається час – 30 хв.!!! Всі додаткові вказівки будуть подані в ПРОТОКОЛІ або скеровані вчителем

головна


ВАРІАНТ 1 ВАРІАНТ 2 1.Використовуючи програмні засоби (MS Office та ін.) створити комп'ютерну (інформаційну ) модель (4 бали)

Піраміди Призми2.У програмному середовищі Pascal написати програми для обчислення головних параметрів заданої геометричної фігури. Зберегти створений алгоритм. (6 балів)

Піраміди Призми3. Створені моделі зберегти у вказану вчителем папку з відповідною назвою (2 бали)

Папка - Піраміди Папка - Призми


ЗразокРозробка моделі

Куб – правильний багатогранник, кожна грань якого є квадратомОб'єм куба :Площа поверхні: Діагональ :

Program Cube;Var a, V, S, d: realBegin Write(‘ storona cuba a=‘ );…End.

головна