Программирование разветвляющихся алгоритмов условный оператор. Программирование разветвляющихся алгоритмов

Разветвляющимся называется алгоритм, в котором последовательность и количество выполняемых команд зависит от выполнения или не выполнения некоторых условий. В разветвляющихся алгоритмах используются команды ветвления и выбора из большого количества вариантов . Графическое изображение команд ветвления представлено на рис.3.1.

Рис. 3.1 Команды ветвления: а) – в полной форме; б) , в) – в сокращенной– форме

Для программирования ветвлений используется оператор if , а для программирования выбора – операторы switch и break .

3.2 Операторы управления разветвляющимся вычислительным процессом

3.2.1 Логические выражения

Логическое выражение (условие) - выражение, которое содержит знаки операций отношения и/или знаки логических операций . Значением логического выражения может быть только 1, если логическое выражение есть ИСТИНА (true), или 0, если логическое выражение ЛОЖЬ (false).

Операции отношения являются бинарными и обозначаются следующим образом (приведены в порядке уменьшения приоритета):

< (меньше);

<= (меньше или равно);

> (больше);

>= (больше или равно);

== (равно);

!= (не равно).

Примеры: a=8.1, d<>(w-c).

Логические операции – это операции:

&& - логическое И (бинарная операция);

|| - логическое ИЛИ (бинарная операция);

! - логическое НЕ (унарная операция).

Логические операции имеют более низкий приоритет, чем операции отношения. Результаты выполнения логических операций приведены в таблицах 3.1-3.3.

Таблица 3.1 Таблица3.2 Таблица 3.3

Например, логическое выражение a>3 && c<7 при a=5, c=6 будет иметь значение ИСТИНА, а при a=3, c=8 – ЛОЖЬ; логическое выражение a>3 || c<7 при a=5, c=6 будет иметь значение ИСТИНА, при a=2, c=6 – ЛОЖЬ; при a=7 логическое выражение!a>2 будет иметь значение ЛОЖЬ.

При составлении логических выражений следует учитывать приоритет выполнения операций.

Примеры записи логических выражений приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Таблица записи логических выражений

Условие	Логическое выражение
	x>=a && x<=b
	xb
или	x>=a && x<=b \|\| x>=c && x<=d
Хотя бы одно из чисел x, y положительное	x>0 \|\| y>0
Только одно из чисел x, y положительное	(x>0 && !y>0) \|\| (y>0 && !x>0)
Ни одно из чисел x, y не является четным	x % 2 !=0 && y % 2 !=0
Точка (x,y) принадлежит заштрихованной области	x>=0 && x<=a && y>=0 && y<=b/a*x

Цели урока: 1.Формирование компетентности в сфере познавательной деятельности;

2.Формирование компетентности в сфере коммуникативной деятельности.

Задачи урока: 1. Познакомиться с правилами записи разветвляющихся алгоритмов, условного оператора;

2. Рассмотреть примеры программирования алгоритмов ветвления;

3. Подвести учащихся к выводу что для решения одной и той же задачи можно разрабатывать разные алгоритмы;

4. Сформировать умения записывать на языке программирования короткие алгоритмы с ветвлениями;

5. Получить опыт программирования ветвлений.

Скачать:

Предварительный просмотр:

УРОК ИНФОРМАТИКИ ПО ТЕМЕ:

«Программирование разветвляющихся алгоритмов»

Предмет: Информатика

Тема: «Программирование разветвляющихся алгоритмов. Условный оператор».

Класс: 9

Учитель: Суханова Ольга Владимировна

Школа: ГБОУ гимназия № 363 г. Санкт Петербург.

Цели урока: 1 . Формирование компетентности в сфере познавательной деятельности;

2.Формирование компетентности в сфере коммуникативной деятельности.

Задачи урока: 1 . Познакомиться с правилами записи разветвляющихся алгоритмов, условного оператора;

2. Рассмотреть примеры программирования алгоритмов ветвления;

3. Подвести учащихся к выводу что для решения одной и той же задачи можно разрабатывать разные алгоритмы;

4. Сформировать умения записывать на языке программирования короткие алгоритмы с ветвлениями;

5. Получить опыт программирования ветвлений.

Планируемы образовательные результаты:

Предметные – умение записывать на языке программирования короткие алгоритмы, содержащие алгоритмическую конструкцию «ветвление»;

Метапредметные – умение самостоятельно планировать пути достижения целей; умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности, определять способы действий в рамках предложенных условий, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией; умение оценивать правильность выполнения учебной задачи;

Личностные – алгоритмическое мышление, необходимое для профессиональной деятельности в современном обществе; представление о программировании как сфере возможной профессиональной деятельности.

Тип урока: комбинированный, урок- игра совершенствования умений и навыков, обобщения знаний, практических заданий.

Основные организационные формы обучения на уроке:

фронтальная работа с классом
индивидуальная работа за компьютером
групповая работа

Оборудование:

персональные компьютеры учащихся с установленным на них программным обеспечением: операционная система Windows 7; PascalABC.net;
персональный компьютер (ПК) учителя, мультимедийный проектор, экран;
демонстрационные материалы (задания для двух команд, карточки для ответов, – приложение 1); презентация «Программирование разветвляющихся алгоритмов»,
в папке каждого учащегося в электронном виде на ПК заготовки – материал для составления программы для выбранной задачи из учебника.

Технология занятия.

Актуализация опорных знаний.
Инструктирование учащихся по выполнению задания в PascalABC.net;.
Самостоятельная работа в группах за ПК по созданию собственной программы.
Представление выполненных работ на обсуждение одноклассниками.
Домашнее задание.
Подведение итогов урока. Рефлексия.
Список литературы.

Ход урока

Организационный момент. Цели и задачи урока.

Приветствие. Объявление темы и задачи урока. (3 мин)

Актуализация опорных знаний. (8 мин)

В начале урока проводиться:

проверка изученного материала по данной теме в форме игры «Паскаль в морском бою». (Приложение 1 ). Повторяются с учащимися следующие вопросы:

Что входит в состав алфавита языка Паскаль?

Каких требований следует придерживаться при выборе имен для различных объектов на языке Паскаль и какие типы данных он использует?

Какую структуру имеет программа, записанная на языке Паскаль?

Какие операторы используются для ввода и вывода данных?

визуальная проверка домашнего задания в тетради.
рассмотрение заданий, вызвавших затруднения при выполнении домашнего задания.
изучение новой темы «Программирование разветвляющихся алгоритмов», начав её с темы «Условный оператор», которую ученики прорабатывали дома, используя подготовленные для них учителем материалы,
проверка учителем изученного учениками материала, для этого вызывается произвольный ученик к доске и записывает:

if then else

if then

Учитель просит ученика разъяснить, что означают ключевые слова в данной записи; if ….. then ……. else, как они переводятся на русский язык.

обсуждение на занятии двух примеров из учебника для 9 класса. Л.Л. Босова, А.Ю. Босова – первая программа, согласно которой можно определить принадлежность точки х отрезку [ А,В ] (Приложение 2).

Ученики определяют, все ли верно записано на доске одноклассником, если потребуется то они должны внести коррективы.

Следующим шагом ученикам предлагается написать на доске вторую программу нахождения наибольшего из трёх чисел (Приложение 2).

Если учитель видит, что ученики усвоили материал, целесообразно перейти к следующему этапу занятия – практической работе

Инструктирование учащихся по выполнению практического задания в программе PascalABC.net (2 мин).

Для этого урока учащимися самостоятельно подготовлены материалы для выполнения практического задания с помощью программы PascalABC.net. В тетрадях учащихся записана математическая постановка задачи, составлен алгоритм выполнения задачи, которую они программируют.

В результате ученики, объединенные в группы должны будут самостоятельно и в совместных усилиях написать программу для выбранной задачи, применив необходимые знания, получить реальный и ощутимый результат.

Можно предложить ученикам еще раз внимательно посмотреть на записанную программу и обсудить, всё ли верно в ней. Если ошибок в программе нет, то надо перейти к процессу набора программного кода на компьютере учащимися.

Самостоятельная работа по написанию программы (задание в учебнике) с использованием неполного условного оператора и выполнение её на компьютере (20 мин) (Приложение 3).

Ученики знакомы с общими сведениями о языке программирования Паскаль, с организацией ввода и вывода данных, умеют программировать линейные алгоритмы.

Ученики, объединенные в группы, выполняют самостоятельно практическую работу по набору и запуску своей программы в среде языка Паскаль, задают вопросы друг другу и педагогу, при этом они сами обучают и поддерживают друг друга, используют рекомендации и сохраняют результат в своей личной папке.

Для проверки правильности программы ученикам можно предложить использовать данные, в результате они должны будут увидеть вариант ответа у себя на экране.

На этом этапе занятия основная цель будет достигнута. Ученики усвоили, что такое условный оператор, при этом учитель в процессе занятия ничего сам не объяснял. Ученики самостоятельно выясняли и писали на доске все элементы нового материала. Даже если кто-то из обучающихся пришел на урок неподготовленным, то прослушав и просмотрев всё, что делали и объясняли его одноклассники, он разберется в новой теме.

Представление выполненных работ. (10 мин) .

Ученики представляют выполненное задание на компьютере.

Каждый защищает свою небольшую программу, рассказывая об использованных приёмах создания программы.

Ученики высказывают своё мнение по поводу получившейся работы.

Домашнее задание.

Повторить пройденный материал по теме: « Программирование разветвляющихся алгоритмов. Условный оператор».

Подведение итогов урока. Рефлексия. (2 мин).

Учитель подводит итоги урока. Проверяет выполненные задания и выставляет оценки. Все ученики успешно справились с заданием.

Ученики усвоили, что такое условный оператор, и поняли что, можно использовать разные варианты записи ветвлений.

Рефлексия .

Что нового мы сегодня узнали на уроке? Чему научились?

Какое задание вызвало затруднение?

Правильно ли я набрал программу для решения выбранной задачи?

Сегодня я узнал …..

Сегодня я понял …..

Список литературы:

Информатика: учебник для 9 класса. Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.
Информатика. методическое пособие для 7-9 классов: Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015.
Информатика. рабочая тетрадь для 8 класса: Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015.
Информатика: учебник для 8 класса. Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.

Приложение 1. Задания для первой команды

Что называют операторными скобками:

3а) () 4В) {} 6ж) 1г) begin…end

Какая из записей заголовка программы правильная:

8а) Program задача 1 4д) Program 1

1к) Program zadacha_1 6 ж) Program 1_zadacha

Как записывается оператор ввода:

6к) WRITELN(X,Y) 2б)READ(X,Y)

8в) WRITE(X; Y) 2и)READ(X;Y)

Как записывается оператор присваивания:

2к) A:=B+5 3а) A=B+5 6к) A:=B+5 3в) B+5:=A

Запись на языке Pascal выражения у=5х – 10х+2:х будет иметь вид:

10а) y=5*x-10*x+2/x 6д) y=5x-10x+2/x

9и) y:=5x-10x+2:x 3б) y:=5*x-10*x+2/x

Какой из операторов ошибочен, если заданы описания: var i,j: integer; x,y: real;

5а) х:= i*y 4е) у:= i/i 3е) j:= i/2 6и) j:=i*i

Условный оператор записывается в виде:

1ж) While do

4к) If then else

8б) :=

4и) If then ;

1д) if b>5 then b:=b-3; else b:=b+15

3г) if b>5 then b:=b+15; else b:=b-3

5в) if b>5 then b:=b+15 else b:=b-3

10к) if b>5 then b:=b+15 b:=b-3

После выполнения операторов присваивания: а:=3; b:=5, с:=7, d:=a; a:=b; b:=c, c:=d, соотношение значений переменных а, b, с следующее:

3а) a>b>c 5и) b>c>a 8ж) c>b>a 6з) b>a>c

Определите значение целочисленных переменных х, у и t после выполнения фрагмента программы: х:=5; у:=7; t:=x; x:=y mod x; y:=t;

7а) x=2, y=5, t=5 3в) х=7, у=5, t=5 2е) х=2, у=2, t= 2

7к) х=5, у=5, t=5

Чему будет равно значение переменной К после выполнения следующих действий?

К:=5;

S:=К+2;

К:=S+2;

К:=К+10+S;

6и) 5 7ж) 12 6ж) 7 7з) 26

В результате выполнения программы

Program klass;

begin

writeln (45/(12-3));

write("классов");

end.

на экране появится запись:

8в) 5 классов 10в) 9 классов

9в) 5 классов; 10г) 9 классов

Приложение 1. Задания для второй команды

В каком разделе происходит описание переменных:

1д) в разделе описания констант 2а) в разделе описания типов

1а) в разделе описания переменных 6с) в разделе описания выражений

Чем заканчивается программа:

2б) READLN 6б) READLN; END 1е) END 1б)END

Как записывается оператор вывода:

1г) WRITELN(A, D) 2в) READLN (A, D)

1ж) WRITE(A; D) 6к) READ(A; D)

Оператор присваивания имеет вид:

2г)=

4д):=

3е)::=

10в) :=

Выражение x= 4вс-ч+2:(в+3) на языке Паскаль будет записано в виде :

6и) х=4вс-ч+2:(в+3) 2д) х:=4*в*с-ч+2/(в+3)

3ж) х:=4*в*с-ч+2/(в+3) 1з) х:=4*в*с-ч+2:(в+3)

Какой из операторов записан правильно, если заданы описания:

Var i,j: integer; x,y: real

4а) х:=i*j 1 и)y:=i/x 3з)j:=i+2 6г)j:=i*y

Условие «если А больше или равно С, то В равно 1» соответствует фрагмент программы:

2е) if A>C then B:=1 6з) if A>B =C then B:=1

4к) if A>=C then B=1 1к) if A>=C then B:=1

После выполнения операторов присваивания: а:=с; b :=d ; a:=a+b; b:=a-b; a:=a-b, переменные а и b принимают значения переменных:

9а) a=c, b=d 5б) a=c, b=c 7д) a=d, b=c 3к) a=c+d, b=c-d

Определите значения целочисленных переменных а и b после выполнения фрагмента программы: а:=42; b:=14; а:=а div b; b:=a*b; a:=b div a;

10з) а=42, b=14 8г) а=1, b=42

5б) а=0, b=588 7з) а=14, b=42

Чему равно значение переменной К после выполнения следующих действий?

К:=10;

Ы:=К+К+5;

К:=Ы

Ы:=К-10

3и) 10 6к) 15 7в) 5 7и) 25

Высказывание «Если значение переменной b больше 5, то увеличить значение b на 15, иначе значение b уменьшить на 3», соответствует оператор:

1д) if b>5 then b:=b-3; else b:=b+15

3г) if b>5 then b:=b+15; else b:=b-3

5в) if b>5 then b:=b+15 else b:=b-3

10к) if b>5 then b:=b+15 b:=b-3

B результате выполнения программы

Program klass;

begin

writeln (30/(11-5));

write("классов");

end.

на экране появится запись:

8в) 5 классов 10в) 6 классов

9в) 5 классов; 10г) 6 классов

Приложение 3.

Практическое задание для двух групп на уроке:

Задание для 1 группы:

Дано трёхзначное число. Напишите программу, которая определяет есть ли среди цифр заданного целого трёхзначного числа одинаковые;

Пример исходных данных	Пример выходных данных

Задание для 2 группы:

Ввести с клавиатуры три числа А, В, С . Определить, равны ли введенные числа. С клавиатуры.

Задания №3 (усложненный вариант)

Даны три натуральных числа. Напишите программу, определяющую, существует ли треугольник с такими длинами сторон. Если такой треугольник существует, то определите его тип (равносторонний, равнобедренный, разносторонний).

Алгоритм называется разветвляющимся, если в зависимости от выполнения некоторого условия он реализуется по одному из нескольких, заранее предусмотренных направлений. Каждое направление называется ветвью алгоритма. За одно выполнение программы, в зависимости от условия, вычисления производятся по одной из ветвей алгоритма. В блок-схемах разветвляющиеся алгоритмы изображаются так, как показано на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Фрагмент разветвляющегося алгоритма

Если условие истинно, то выполняется оператор 1, если ложно – оператор 2.

Для проверки условий в MathCAD используются операции отношения. Для ввода знаков отношения можно использовать панель инструментов Логический, либо сочетания клавиш, которые появляются в форме всплывающих подсказок при наведении указателя мыши на кнопки панели Логический (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Панель инструментов Логический

Операция отношения принимает одно из двух значений: 1 (истина) - если заданное отношение выполняется или 0 (ложь) – в противном случае.

В MathCAD’e можно в одном выражении проверять несколько условий. Результат вычисления операций отношения:

Для задания сложных условий используются логические выражения. Логические выражения строятся из операндов логического типа, соединенных знаками логических операций.

В MathCAD используются четыре логические операции: логическое отрицание (Ø), логическое И (Ù), логическое ИЛИ (Ú) и логическое исключающее ИЛИ (Å).

Логическое выражение принимает только одно из значений: 1 (ИСТИНА) или 0 (ЛОЖЬ) и вычисляется с учетом приоритета операций, входящих в выражение. Самый высокий приоритет из логических операций имеет операция логическое отрицание, затем по убыванию: И, ИЛИ и исключающее ИЛИ (имеют одинаковый приоритет).

Операция логическое отрицание дает результат, противоположный значению операнда: отрицание ИСТИНЫ дает ЛОЖЬ и наоборот.

Результатом операции И будет значение ИСТИНА только в том случае, когда значение ИСТИНА имеют оба её операнда.

Операция ИЛИ имеет значение ИСТИНА, когда значение ИСТИНА имеет хотя бы один из операндов.

Операция исключающее ИЛИ имеет значение ИСТИНА, когда значение ИСТИНА имеет только один из операндов.

Для обозначения логических операций И и ИЛИ можно использовать знаки “*” (в тексте это точка) и “+” соответственно:

Определение значений логических выражений:

Для программирования разветвляющихся алгоритмов в Mathcad используется условная функция и условный оператор.

Условная функция if

Эта функция записывается в виде (символы if вводятся с клавиатуры):

if (<логич. выраж.>, <выражение1>, <выражение2>)

Функция принимает значение выражения 1, если логическое выражение равно 1 и значение выражения 2, если логическое выражение равно 0.

Например: X← if (A > B, Y, Z) или if (A > B, X ← Y, X ← Z)

Пример 4.1. Вычислить значение переменной y. .

Можно использовать и такой вариант решения примера:

Условный оператор if

Структура условного оператора: <выражение> if <условие>

Действие оператора if начинается с проверки условия. Если оно истинно (равно 1), то возвращается значение выражения слева от оператора if . Это соответствует условной структуре, называемой ЕСЛИ – ТО.

Для вставки условного оператора в программу необходимо (рис. 4.3):

Ввести имя программы-функции со списком формальных параметров и символ “:”;

Щелкнуть кнопку Add line панели Программирование ина ней кнопку условного оператора if ;

Справа от оператора if ввести условие, слева от if выражение, которое будет выполняться, если условие истинно; если в программе предусматриваются дополнительные условия, следует повторно нажать кнопку Add Line и ввести их аналогично, используя оператор if или otherwise .

Рис. 4.3. Вставка условного оператора

Для получения условной структуры ЕСЛИ–ТО–ИНАЧЕ используется оператор otherwise , который выполняется в том случае, если условие оператора if ложное.Для вставки оператора otherwise необходимо выделить поле, стоящее после оператора if , щелкнуть на кнопке otherwise панели Программирование и в поле оператора otherwise ввести соответствующее выражение.

Решим пример 4.1, используя в программе условный оператор if .

Блок-схема алгоритма:

Описание программы-функции и обращение к ней:

Пример 4.2. Вычислить значения полинома M(x) в зависимости от значения переменной y при x = 0,7 .

Описание программы-функции и обращение к ней имеет вид:

При программировании сложных разветвляющихся алгоритмов возникает необходимость выполнить несколько операторов и при выполнении и при невыполнении условия в операторе if . В этом случае для добавления дополнительных строк необходимо выделить поле 1 условного оператора и/или поле слева от оператора otherwise и щелкнуть повторно на кнопке Add line панели Программирование .

Пример 4.3. Даны числа a, b, c .Удвоить эти числа, если a≥b≥c и заменить их абсолютными значениями, если это не так.

Блок-схема алгоритма решения примера:

Описание и вызов программы-функции приведены на рис. 4.4. Входными параметрами являются переменные a, b, и с . Выходным параметром является вектор v , элементы которого содержат новые значения переменных a, b, c .

Рис. 4.4. Реализация алгоритма примера 4.5

Пример 4.4. Даны произвольные числа a, b, c . Если нельзя построить треугольник с такими длинами сторон, то вывести об этом сообщение, иначе вывести сообщение о виде треугольника.