Материал: інформатика

3. Які є базові структури алгоритмів? Які основні різновиди циклів?

Базові структури алгоритмів – це способи керування процесами обробки даних. Комбінуючи керуючі структури, можна складати алгоритми (програми) для різних задач.

Виділяють 3 базові алгоритмічні структури:

• Лінійні (слідування) – команди виконуються поспіль;

• Розгалудження (вибір) – можливість вибору команд в залежності від умови;

• Повторення (цикл) – процес виконується кілька разів в залежності від виконання умови.

Якщо розглядати детальніше алгоритм “повторення” у Середовищі програмування Scratch – можна вижілити такі цикли:

1. Безумовний цикл (завжди) – дія циклу виконується нескінченно;

2. Цикл з лічильником (повторити… разів) – ція циклу виконується певну кількість разів;

3. Цикл з передумовою (завжди якщо…) – дія циклу виконується доти, доки істинною лишається вказана перед її початком умова;

4. Цикл з післяумовою (повторювати поки…) – умова в циклі перевіряється після виконання її дії.

3. Що таке мова програмування? У чому відмінність мов програмування від природних?

Уміння користуватися інформаційно-комунікаційними технологіями відноситься до ключових компетентностей у НУШ.

Програмування – це не просто знання мови, якою пишуть код. Насамперед, це логічне та абстрактне мислення, розвивати які необхідно кожному. Особливо у діджиталізованому світі, коли навчику кодування прирівнюють до вміння читати чи писати, а в до 90% роботи людей задіяні технології.

Розуміння алгоритмів допомагає краще збагнути, як збудовані світові процеси.

Найкраще підійдуть середовища, де діти у формі ігор можуть ознайомитись із побудовою елементарних алгоритмів. Для цього віку треба використовувати таке середовище програмування, де поставлене завдання вирішується за допомогою візуальних заготовок, а команди прописані українською мовою чи за допомогою зрозумілих малюнків та символів. 

Мова програмування - це мова, яку використовують для запису алгоритмів, призначених для виконання комп’ютером.

Запис алгоритму мовою програмування називають програмою, яка записується машинною мовою.

Машинна мова – набір команд, які виконуються безпосередньо центральним процесором.

Працювати людині з такою мовою важко через велику кількість команд у двійкові формі. Саме у цьому головна відмінність з природною мовою.

3. Що таке алгоритм? Наведіть приклади. Якими основними властивостями повинен володіти алгоритм?

Алгоритм  — це припис, який дозволяє виконати певну послідовність дій для досягнення результату.

Наприклад, алгоритм пришивання ґудзика до штанів:

1. Відрізати нитку.

2. Покласти голку та ножиці на місце.

3. Удіти нитку в голку.

4. Прикласти ґудзик до потрібного місця штанів.

5. Зав’язати вузлик.

6. Протягнути голку з ниткою через вушко ґудзика та тканину декілька разів.

7. Узяти відрізок нитки потрібного кольору.

8. Зав’язати вузлик.

Написання ненаголошених [е], [и] у корені слова:

- взяти слово;

- змінити слово або дібрати до нього спільнокореневі так, щоб ненаголошений голосний став наголошеним;

- писати той голосний, який опинився під наголосом;

- в іншому разі перевірити за словником.

Властивості алгоритмів:

• зрозумілість, тобто розуміння виконавцем кожного кроку алгоритму;

• дискретність, тобто розбиття алгоритму на множину окремих скінченних дій (кроків);

• точність, тобто однозначність виконання припису;

• результативність, тобто обов’язкове отримання результату за скінченну кількість кроків;

• масовість, тобто можливість застосування цього алгоритму до цілого класу задач одного типу.

3. Як розуміється формальність алгоритму? Наведіть приклади алгоритмів з навколишнього життя.

Алгоритми складені для людини. Але не тільки людина може бути виконавцем алгоритмів. Всі живи істоти і навіть окремі клітини виконують різні алгоритми. Здатні і для такого створені людиною пристрої – роботи маніпулятори і верстати з числовим програмним управлінням. Але перш ніж складати алгоритм для розв’язування задачі, потрібно знати, які дії виконавець може виконати.

Виконавець – людина, тварина чи пристрій здатні діяти по алгоритму.

Всі можливі дії виконавця називають допустимими командами виконавця і складають його систему команд. Команди, які не може виконати виконавець, називають недопустимими. Людина здатна виконати практично необмежену кількість команд: писати, лічити, шити,  їсти, спати, водити машину тощо. Кількість команд для механічних виконавців значно менша. Наприклад: уперед, праворуч, ліворуч – це допустимі команди робота. Додавати, віднімати, множити, малювати, грати – це команди для комп’ютера.

Однією із властивостей алгоритму є формальність алгоритму. Алгоритм формальний, якщо його можуть виконати не один, а декілька виконавців з однаковими результатами. Алгоритм виконавець виконує формально не задумуючись над змістом задачі та способом розв’язання.

З такими алгоритмами ми часто зустрічаємось у повсякденному житті.

Наприклад, алгоритм пришивання ґудзика до штанів:

1. Відрізати нитку.

2. Покласти голку та ножиці на місце.

3. Удіти нитку в голку.

4. Прикласти ґудзик до потрібного місця штанів.

5. Зав’язати вузлик.

6. Протягнути голку з ниткою через вушко ґудзика та тканину декілька разів.

7. Узяти відрізок нитки потрібного кольору.

8. Зав’язати вузлик.

Алгоритм переходу дороги без світлофора:

1. Зупинитися біля краю тротуару.

2. Подивитися ліворуч.

3. Чекати, поки ліворуч є транспорт,

4. Перейти до середини дороги і зупинитися.

5. Подивитися праворуч.

6. Чекати, поки праворуч є транспорт.

7. Закінчити перехід дороги.

Алгоритм заповнення календаря природи:

1. Визначити стан неба (ясно, хмарно, похмуро);

2. Записати опади (сніг, дощ, іній, туман);

3. Подивитися температуру;

4. Визначити за деревами напрям і силу вітру та позначити стрілкою.

3. Поясніть відмінність між словесною та графічною формами подання алгоритму. Наведіть приклади вербальних алгоритмів. Наведіть приклад графічно -представленого алгоритму.

Алгоритми можна подати словесно або графічно. Словесна форма подання алгоритму — запис алгоритму у вигляді послідовності команд, кожна з яких має свій порядковий номер і записана мовою людською спілкування, наприклад, українською.

Допустимі вставки — математичні формули. Для посадки дерева маємо таку словесну форму алгоритму.

1. Викопати у землі яму циліндричної форми, глибина і ширина якої у півтора рази більша за відповідні розміри кореневої системи саджанця.

2. На дно ями на третину її глибини насипати землі з органічним добривом і перемішати.

3. Встановити саджанець вертикально корінням донизу, щоб коріння торкалася дна ямки.

4. Засипати кореневу систему землею.

5. Вилити пів-відра води на засипану кореневу систему

Деталізація поданого алгоритму (будь-якого кроку!) міститиме прийняття рішення щодо подальших дій, тобто розгалужену структуру. Наприклад, на першому кроці виконавець буде час від часу вимірювати глибину і ширину ями, щоб перестати копати після досягнення потрібних розмірів. Таким чином, деталізація лінійної структури матиме мішану структуру, яку називають квазілінійною (ніби лінійною).

Графічна форма подання алгоритму — подання алгоритму блок-схемою.

Блок-схема — це наочне графічне зображення алгоритму, коли окремі його кроки (етапи) зображуються за допомогою різних геометричних фігур (блоків), а зв'язки між етапами вказуються за допомогою стрілок, що з'єднують ці фігури.

Кожний блок має своє загально визначене призначення, зрозуміле людям будь-якої національності:

• блок вхідних та вихідних даних прийнято позначати паралелограмом,

• блок обчислень (обробки) даних — прямокутником,

• блок прийняття рішень — ромбом,

• еліпсом — початок та кінець алгоритму.

Так, наприклад блок-схема алгоритму

знаходження суми двох чисел має вигляд:

Далі можна запропонувати учням скласти блок-схеми для різноманітних лінійних алгоритмів (“Зліпити Сніговика”, “Приготувати бутерброд”, “Відправити СМСповідомлення” тощо.).

3. Як алгоритми класифікують за видами? Представте у вигляді блок-схеми алгоритм прибирання квартири.

Виділяють 3 види алгоритмічних структур:

• Лінійні (слідування) – команди виконуються поспіль;

• Розгалудження (вибір) – можливість вибору команд в залежності від умови;

• Повторення (цикл) – процес виконується кілька разів в залежності від виконання умови.

Алгоритми найпростішого виду - лінійні. Це такі алгоритми, в яких дії виконуються послідовно, одна за одною. Кожна дія лінійного алгоритму обов’язкого виконується, і виконується тільки один раз.

Наприклад такий лінійний алгоритм:

1. Піди на кухню

2. Візьми яблуко

3. Помий яблуко

4. Повернись у кімнату

5. Дай помите яблуко Василькові

Складнішими за організацією є алгоритми, в яких треба не просто виконувати всі підряд задані дії, а приймати рішення, які саме дії виконувати. Отже, алгоритм, в якому та чи інша серія команд реалізується в залежності від виконання заданої умови, називається алгоритмом з розгалудженням.     Розрізняють повну і коротку форму розгалудження. В короткій формі при невиконанні умови ніякі дії не передбачаються. Повну форму розгалудження можна прочитати так: "Якщо умова виконується, то виконати дію 1, інакше виконати дію 2".

А коротку - так: "Якщо умова виконується, то виконати дію".

Наприклад алгоритм “Настрій”.

1. Намалюй кружечок у середені якого два маленькі – очі.

2. Якщо у тебе гарний настрій, то намалюй ,

інакше – намалюй .

3. Покажи результат.

Початок

Візьми аркуш паперу

та олівець

Намалюй кружечок усередині якого два маленькі - очі

У тебе

гарний

настій?

Намалюй усередині кружечка

Намалюй усередині кружечка

 Третій вид алгоритмів - такі, котрі передбачають неодноразове (але скінченне) виконання певної дії (або кількох дій). Це циклічні алгоритми. Дії, які мають повторюватись, називаються тілом циклу. Умова, яка визначає кількість повторень циклу, називається умовою циклу. Зазначена команда/команди виконується Доки наведений логічний вираз справджується.

Алгоритм прибирання квартири:

Початок

Підготуй пилосос та ганчірки

Розклади всі речі на їх місця

Пропилосось у кожній кімнаті

Зроби вологе прибирання

Ти поливав квіти цього тижня?

Полий квіти у квартирі

Можеш закінчувати прибирання

3. Склад середовища виконавця алгоритмів Scratch. Інтерфейс програми.

Скретч — інтерпретована візуальна мова програмування. Завдяки динамічності вона дає змогу змінювати код навіть під час виконання. Мова має за мету навчити дітей поняттю програмування і дає змогу створювати ігри, анімації чи музику.

Scratch — середовище програмування, яке дозволяє дітям створювати власні анімовані та інтерактивні історії, ігри й інші проекти. Ними можна обмінюватися в мережі Інтернет.

Компонентами Скретч-програми є об’єкти-спрайти.

Дія Скретч-програми реалізується на сцені

Для програмування сценаріїв у Скретчі використовується drag-and-drop-підхід: блоки перетягуються у площину скриптів. За функціональним призначенням блоки поділяються на 8 груп, приналежність блоку до тієї чи іншої групи позначається конкретним кольором.

Ми можемо взяти будь-який об’єкт і здійснити над ним дії:

• змінити його зовнішній вигляд за допомогою фіолетових команд — блоків зовнішнього вигляду;

• перемістити його за допомогою синіх команд — блоків переміщення;

• помістити команди переміщення і видозміни всередину оранжевих блоків керування;

• додати до керуючих блоків “цеглинки” звуків.

Це об’єктно-орієнтоване середовище, у якому блоки програм збираються з різнокольорових “цеглинок”.У результаті виконання простих команд створюється складна модель, у якій взаємодіятимуть багато об’єктів, наділених різними властивостями.

Поглянувши на інтерфейс програми ( Інтерфейс - це взаємодія всіх елементів програми між собою, та їх взаємодія з людиню), або ще як називають вікно програми то можна побачити, що його поділено на 3 частини. Перша, ліва частина вікна називається "Область команди".

Усі блоки-команди поділено на вісім категорій: Рух, Керувати, Вигляд, Датчики, Звук, Оператори, Олівець, Змінні.

 У середній, другій частині вікна із блоків-команд складають сценарії, добирають образи для героїв проектів і озвучують їх.

 У тртій, правій частині вікна міститься велике вфікно з білим фоном із зображенням рудого кота в середині. Це сцена, і саме тут відбуватимуться всі запрограмовані вами події.

3. Апаратні компоненти інформаційної системи. Які пристрої розміщуються у системному блоці пк?

В сучасних інформаційних системах обов’язково використовують комп’ютерну техніку. Набір її компонентів залежить від завдань, які повинна виконувати інформаційна система.

Технічне забезпечення – це комплекс технічних засобів, що використовуються для роботи інформаційної системи,  та відпо­відної документації на ці засоби.

Інформаційною системою називають сукупність взаємозв’язаних а чне забезпечення – це комплекс технічних засобів, що використовуються для роботи інформаційної системи,  та відпо­відної документації на ці засоби.

Інформаційною системою називають сукупність взаємозв’язаних апаратних і програмних засобів, які здійснюють зберігання та обробку інформації.

Апаратні компоненти інформаційної системи називаються також hardware (тверді вироби). Основною апаратною компонентою інфор­маційних систем є комп’ютери.

Системний блок - самий головний блок комп'ютера. До нього підключаються всі інші блоки, звані зовнішніми або периферійними пристроями. У системному блоці знаходяться основні електронні компоненти комп'ютера.

У системному блоці розміщуються:

• блок живлення - пристрій, що перетворює змінну напругу електромережі в постійну напругу різної полярності та величини, необхідну для живлення системної плати і внутрішніх пристроїв. Блок живлення містить вентилятор, що створює циркулюючі потоки повітря для охолодження системного блоку.

• системна плата (материнська плата);

• магістраль (системна шина);

• процесор;

• звукова карта;

• відеокарта (графічна карта);

• накопичувачі на жорстких магнітних дисках;

• накопичувачі на гнучких магнітних дисках;

• оптичні, магнітооптичні та ін накопичувачі;

• накопичувач CD-ROM, DVD-ROM.