У цьому пункті йтиметься про:

алгоритми та їх виконавців; середовища подання алгоритмів; способи подання алгоритмів.

АЛГОРИТМИ

Алгоритми супроводжують нас протягом усього нашого життя. Ми виконуємо складені кимось алгоритми, самі складаємо алгоритми і самі їх виконуємо, складаємо алгоритми для інших виконавців.

Поміркуйте

Ви попросили маму навчити вас готувати знаменитий український борщ (мал. 5.10).

Які її вказівки (команди) ви виконували (мал. 5.11)?

Як називається послідовність команд виконавцеві?

Які алгоритми ви виконуєте в школі?

Які алгоритми ви виконуєте в повсякденному житті?

Алгоритм — це послідовність команд виконавцю, що визначає, які дії і в якому порядку потрібно виконати, щоб досягти поставленої мети.

Цікаві факти з історії

Слово алгоритм походить від імені видатного вченого середньовічного Сходу Мухаммеда бен-Муси аль-Хорезмі (783-850 рр.) (мал. 5.12), який у своїх наукових працях сформулював правила виконання чотирьох основних арифметичних дій: додавання, віднімання, множення та ділення.

Європейські вчені ознайомилися з його працями завдяки їхнім перекладам на латину. При перекладі ім’я автора було подано як Algorithmus. Звідси й пішло слово алгоритм. А розроблені ним правила виконання арифметичних дій вважають першими алгоритмами.

Розглянемо приклади кількох алгоритмів.

Алгоритм приготування яєчні з двох яєць:

1. Поставити пательню на плиту.

2. Покласти на пательню шматочок вершкового масла.

3. Увімкнути конфорку.

4. Чекати, поки масло на пательні розтане.

5. Розбити перше яйце і вилити його вміст на пательню.

6. Розбити друге яйце і вилити його вміст на пательню.

7. Посолити.

8. Чекати, поки загусне білок.

9. Вимкнути конфорку.

Складемо алгоритм для розв’язування задачі.

Задача 1. Є повна посудина з рідиною місткістю 8 літрів і дві порожні посудини місткістю 5 літрів і 3 літри (мал. 5.13). Потрібно одержати в одній з цих посудин 1 літр рідини.

Розробляючи алгоритм, потрібно:

1. Визначити, для якого виконав

ця він буде призначений, і використовувати в алгоритмі тільки ті команди, які входять до системи команд цього виконавця.

2. Визначити, що повинно бути отримано в результаті виконання алгоритму і з яких команд і в якій послідовності повинен бути складений алгоритм, щоб його виконання привело до досягнення потрібної мети.

Розглянемо виконавця, який має таку систему команд:

1) Перелити вміст указаної посудини в іншу вказану посудину.

2) Наповнити вказану посудину рідиною з іншої вказаної посудини.

3) Вивести повідомлення.

Для виконавця з наведеною системою команд алгоритм розв’язування цієї задачі буде таким:

1. Наповнити 3-літрову посудину рідиною з 8-літрової.

2. Перелити вміст 3-літрової посудини в 5-літрову.

3. Наповнити 3-літрову посудину рідиною з 8-літрової.

4. Наповнити 5-літрову посудину рідиною з 3-літрової.

5. Повідомити: «1 літр рідини міститься в 3-літровій посудині».

Обговоріть і зробіть висновки

Чи можна змінити порядок команд у вищенаведеному алгоритмі? Чи для кожного алгоритму можна застосувати зроблений вами висновок?

Комп’ютер як виконавець також виконує різноманітні алгоритми. Алгоритм, призначений для виконання комп’ютером, називається комп’ютерною програмою (часто - просто програмою).

Ви вже знайомі з виконанням комп’ютером таких програм, як графічний редактор Paint, редактор презентацій PowerPoint, середовище складання і виконання проєктів Scratch і багато інших.

СПОСОБИ ПОДАННЯ АЛГОРИТМІВ

На попередніх уроках ви розглянули, що команди виконавцеві можуть бути подані різними способами.

Пригадайте

Якими способами можуть бути подані команди виконавцеві?

Алгоритми можуть бути подані різними способами:

словесним;

графічним;

послідовністю сигналів (звукових, світлових тощо); спеціальними командами для виконавців

та ін.

Розглянуті алгоритми приготування яєчні, отримання 1 л рідини в посудині та інші було подано словесним способом. Такий спосіб подання алгоритму передбачає, що

його команди записуються або вимовляються у вигляді спонукальних речень у певному порядку.

Наведемо приклад алгоритму, поданого послідовністю світлових сигналів світлофора:

1. Червоне світло (Команда: Стійте).

2. Жовте світло (Команда: Готуйтеся до переходу дороги).

3. Зелене світло (Команда: Переходьте дорогу).

Прикладом алгоритму, поданого послідовністю звукових сигналів (дзвінків), є алгоритм підготовки до початку перегляду вистави в театрі:

1. Перший дзвінок (Команда: Готуйтеся зайти до гля-дацького залу).

2. Другий дзвінок (Команда: Заходьте до глядацького залу й займайте свої місця).

3. Третій дзвінок (Команда: Починайте дивитися виставу).

Ще одним способом подання алгоритму є графічний спосіб подання, одним з видів якого є подання алгоритму у вигляді блок-схеми.

У блок-схемі алгоритму кожна команда записується в геометричній фігурі (блоці) певного вигляду. Блоки з’єднуються між собою стрілками, що вказують, яку команду алгоритму потрібно виконати наступною.

Наведемо деякі елементи (блоки) блок-схеми алгоритму (табл. 5.1).

Таблиця 5.1

Деякі елементи (блоки) блок-схеми алгоритму

Найменування	Позначення			Призначення
Термінатор				Початок або кінець алгоритму
Процес				Виконання однієї або кількох команд
Дані				Введення даних або виведення результатів

На малюнку 5.14 наведено блок-схему алгоритму отри

мання в посудині 1 л рідини.

Задача 2. Скласти алгоритм для обчислення значення виразу 737 + (372 - 127) • 154 для виконавця з такою системою команд:

1) Виконати арифметичну операцію і запам’ятати результат.

2) Повідомити запам’ятований результат.

Подамо цей алгоритм словесним і графічним способами.

Словесне подання цього алгоритму таке:

1. Обчислити 372 — 127 і запам’ятати результат.

2. Помножити запам’ятований результат на 154 і запам’ятати результат.

3. Додати до 737 останній запам’ятований результат і запам’ятати результат.

4. Повідомити останній запам’ятований результат.

Блок-схему цього алгоритму подано на малюнку 5.15.

Обговоріть і зробіть висновки

Як вам краще сприймати алгоритми: подані словесно чи графічно?

Який спосіб подання алгоритмів траплявся вам частіше?

Характерною особливістю розглянутих у цьому пункті алгоритмів є те, що всі команди кожного з них обов’язково виконуються, причому кожна лише по одному разу. Такі алгоритми називаються лінійними.

Працюємо з комп’ютером

Увага! Під час робота з комп’ютером дотримуйтеся вимог безпеки життєдіяльності та санітарно-гігієнічних норм.

Задача. Створіть проєкти для виконавця Художник. Для цього:

1. Відкрийте сторінку в Інтернеті за посиланням:

https://studio.code.Org/s/course3/lessons/3/levels/1

.

2. Роздивіться вікно середовища виконавця Художник, ознайомтеся з його системою команд.

3. Виконайте Завдання 1. Для цього:

1. Перетягніть блоки з командами в Робочу область під блок коли гра починається, як наведено на малюнку 5.17.

2. Виберіть кнопку Запустити.

3. Якщо завдання виконано правильно, виберіть кнопку Продовжити у вікні Вітання. Інакше виберіть кнопку Скидання та повторно виконайте команди 1-2.

4. Виконайте Завдання 2 для виконавця Художник.

5. Закрийте вікно середовища для виконавця Художник.

Найважливіше в цьому пункті

Алгоритм — це послідовність команд виконавцю, що визначає, які дії і в якому порядку потрібно виконати,

щоб досягти поставленої мети.

Розробляючи алгоритм, потрібно:

1. Визначити, для якого виконавця він буде призначений, і використовувати в алгоритмі тільки ті команди, які входять до системи команд цього виконавця.

2. Визначити, що повинно бути отримано в результаті виконання алгоритму і з яких команд і в якій послідовності повинен бути складений алгоритм, щоб його виконання привело до досягнення потрібної мети.

Алгоритми можуть бути подані різними способами:

словесним;

графічним;

послідовністю сигналів (звукових, світлових тощо); спеціальними командами для виконавців

та ін.

Алгоритм, призначений для виконання комп’ютером, називається комп’ютерною програмою (часто - просто програмою).

Одним з видів графічного подання алгоритму є його подання у вигляді блок-схеми.

У блок-схемі алгоритму кожна команда записується в геометричній фігурі (блоці) певного вигляду. Блоки з’єднуються між собою стрілками, що вказують, яку команду алгоритму потрібно виконати наступною.

Лінійним називається алгоритм, кожна команда якого обов’язково виконується і виконується тільки один раз.

Дайте відповіді на запитання

1. Що таке алгоритм?

2. Якими способами можна подавати алгоритм?

3. З чого складається блок-схема алгоритму? Як називаються блоки блок-схеми? Яке призначення кожного з них?

4. Які алгоритми називаються лінійними?

Обговоріть і зробіть висновки

1. Чим, на ваш погляд, корисні алгоритми?

2. Чи кожний виконавець може виконати будь-який ал

горитм?

3. Які лінійні алгоритми ви використовували на уроках математики, української мови, трудового навчання? Яки

ми способами вони подавалися?

4. У чому полягає подання алгоритму звуковими сигналами? Де вам траплявся такий спосіб подання алгоритмів?

5. У чому полягає подання алгоритму світловими сигналами? Де вам траплявся такий спосіб подання алгоритмів?

6. Якими ще сигналами може бути поданий алгоритм? Де вам траплялися такі способи подання алгоритму?

7. Як ви думаєте, у чому полягає формальне виконання алгоритму виконавцем?

Виконайте завдання

1. Складіть алгоритм приготування чаю. Подайте його

словесно та у вигляді блок-схеми.

2. Складіть алгоритм приготування вашої улюбленої страви. Подайте його словесно та у вигляді блок-схеми.

3. Виконайте в зошиті алгоритм:

1. Знайти суму чисел 1 і 3.

2. Додати до одержаної суми число 5.

3. Додати до одержаної суми число 7.

4. Додати до одержаної суми число 9.

5. Додати до одержаної суми число 11.

6. Повідомити результат.

4. Складіть алгоритм обчислення значення виразу (23,7 + 35,2) : (84,7 — 4,7). Подайте його словесним і графічним способами. Виконайте у зошиті складений алгоритм.

5. Складіть алгоритм вставляння зображення на слайд комп’ютерної презентації. Подайте алгоритм словесним способом.

6. Складіть алгоритм копіювання файлу в іншу папку.

7. Складіть алгоритм замінювання фрагмента тексту в текстовому процесорі. Подайте алгоритм графічним способом.

8. Є координатний промінь з позначеними на ньому числом 0 і натуральними числами (мал. 5.18). На цьому промені мешкає виконавець Коник, який уміє переміщуватися по променю, виконуючи команди: 1) стрибни на 3 одиниці праворуч; 2) стрибни на 2 одиниці ліворуч. Початкове положення Коника - точка 0. Складіть алгоритм, за яким Коник за найменшу кількість стрибків опиниться в точці: а) 12; б) 7.

9. Є повна посудина місткістю 8 літрів і дві порожні посудини місткістю 3 літри і 5 літрів. Складіть алгоритм одержання в одній з посудин 2 літри для виконавця із системою команд, яку описано вище в тексті пункту.

10. Потрібно зварити кашу в пакетиках. У нашому розпорядженні є пісочні годинники на 3 хв і 8 хв. Складіть алгоритм відліку часу для приготування каші, якщо її треба готувати рівно: а) 5 хв; б) 7 хв; в) 10 хв.

11. Перевізнику потрібно переправити в човні через річку вовка, козу і капусту (мал. 5.19). У човні, крім перевізника, вміщується або тільки вовк, або тільки коза, або тільки капуста. На березі не можна залишати козу з вовком або козу з капустою. Складіть алгоритм переправлення. Подайте його у графічному вигляді. (Ця старовинна задача вперше трапляється в математичних рукописах VIII ст.)

12. Двом солдатам потрібно переправитися з одного берега річки на інший. Вони побачили дві дівчини на маленькому човні (мал. 5.20). У ньому можуть переправлятися або один солдат, або одна чи дві дівчини. Складіть алгоритм переправлення солдатів. (Після переправлення солдатів човен повинен залишитися у дівчат.)

13. Знайдіть у підручниках математики й української мови по одному лінійному алгоритму. Подайте їх у зо

шиті у словесному вигляді та у вигляді блок-схеми.

14. Придумайте свого виконавця з певною системою команд. Складіть алгоритм для цього виконавця. Обмі

няйтеся алгоритмами з друзями/подругами і виконайте їх.

Готуємось до вивчення нового матеріалу

1. З якими комп’ютерними програмами ви працювали

в 5-му класі? У попередніх класах? Удома?

2. Чи складали ви комп’ютерні програми? Якщо так, то які саме?

 

Це матеріал з підручника "Інформатика" 5 клас Ривкінд 2022 читати онлайн