Технологическая карта урока в 11-м классе на тему «Автоматическая обработка информации. Машина Поста»

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Организационный момент (1 мин)

Учитель здоровается с учениками, отмечает отсутствующих

Учащиеся приветствуют учителя

Актуализация знаний (5 мин)

На прошлом уроке мы начали изучение главы «Элементы теории алгоритмов» и рассмотрели такие вопросы как: … (продолжите, пожалуйста, предложение).

Предполагаемые ответы: Алгоритм, исполнитель, принцип работы машины Тьюринга.

Дома нужно было повторить теоретический материал предыдущего урока.

Актуализируем знания по теме предыдущего урока «Обработка информации и алгоритмы. Машина Тьюринга».

Предлагаю четырем учащимся выполнить задание на карточках на дополнительную оценку (приложение 1)

Остальные работают совместно с учителем и отвечают на следующие вопросы:

Что такое алгоритм? Дайте интуитивное понятие.

Предполагаемый ответ: Алгоритм — точный набор инструкций для исполнителя, который приводит к решению задач за конечное время.

С чьим именем связано понятие «алгоритм»?

Предполагаемый ответ: Аль-Хорезми

Как работает алгоритм?

Предполагаемый ответ:

/

Мы знаем, что алгоритм привязан к исполнителю. А что же такое универсальный исполнитель?

Предполагаемый ответ: Универсальный исполнитель — модель вычислений, которая задает способ описания алгоритмов и их выполнения.

Что же должна содержать модель вычислений?

Предполагаемый ответ: систему команд и способ их выполнения(процессор), способ хранения данных(память), способ записи программ (язык программирования), способ ввода данных и вывода результата.

Строгое определение алгоритма?

Предполагаемый ответ: Алгоритм — программа для универсального исполнителя.

Что такое система команд исполнителя (СКИ)?

Предполагаемый ответ: Совокупность всех команд языка исполнителя.

Именно об этой совокупности команд исполнителя и пойдет речь на сегодняшнем уроке.

Мы знаем, как обрабатывать информацию и поэтому можем автоматизировать этот процесс.

Как вы думаете, при помощи чего?

Предполагаемый ответ: с помощью компьютера.

Да, это можно сделать автоматически при помощи компьютера.

Сегодня продолжим знакомство с универсальными исполнителями и познакомимся с еще одним представителем.

Давайте вспомним, кто является создателем еще одного универсального исполнителя?

Предполагаемый ответ: Эмиль Леон Пост

Отвечают на вопросы учителя.

Дополняют ответы одноклассников.

Работают на карточках

Изучение нового материала (15 мин)

Ребята, кто сможет назвать тему сегодняшнего урока?

Предполагаемый ответ: «Машина Поста».

Открываем рабочие тетради, записываем на полях число, тему урока «Автоматическая обработка информации. Машина Поста». И подумаем, над вопросом: а какова же цель нашего урока?

Предполагаемый ответ: Научиться составлять алгоритмы решения задач для машины Поста.

Как вы думаете почему мы изучаем машину Поста? (подсказка, машина работает с двоичной системой)

Предполагаемый ответ: Современный компьютер тоже работает с двоичным алфавитом.

Историю пишут люди, и процесс этот идет постоянно. Мы уже с вами говорили о том, что в любом предмете присутствует историзм и что за каждым открытием стоит человек. А кто же такой Эмиль Пост? Об этом вам расскажет ваша одноклассница, послушаем сообщение про известного ученного.

В 30-х годах XX века возникает новая наука — теория алгоритмов. Вопрос, на который ищет ответ эта наука: для всякой ли задачи обработки информации может быть построен алгоритм решения?

В 1936 году практически одновременно с Тьюрингом другую модель алгоритмической машины описал Эмиль Пост.

Машина Поста работает с двоичным алфавитом и проще в своем «устройстве». Можно сказать, что машина Поста является частным случаем машины Тьюринга. Однако нас интересует работа с двоичным алфавитом.

Алгоритм, по которому работает машина Поста, назовем программой.

Программа — алгоритм, записанный по строгим правилам языка команд исполнителя — на языке программирования для данного исполнителя.

Разберем структуру машины Поста.

Бесконечная информационная лента, разделенная на позиции — клетки. В каждой клетке может стоять метка, либо отсутствовать.

Вдоль ленты движется каретка — считывающее устройство.

Каретка может передвигаться шагами, один шаг — смещение на одну клетку вправо или влево. Клетку, над которой установлена каретка называют текущей.

Каретка является так же и процессором машины.

С помощью машины Поста можно:

распознать, пустая клетка или помеченная знаком,

стереть знак в текущей клетке,

записать знак в пустую текущую клетку.

Назначение машины Поста — производить преобразования на информационной ленте. Исходное состояние ленты можно рассматривать как исходные данные задачи, конечное состояние ленты — результат решения задачи. Так же в исходные данные входит информация о начальном положении каретки.

Отличие каретки-процессора машины Поста от процессора компьютера состоит в том, что в компьютере возможен доступ процессора к ячейкам памяти в произвольном порядке, а в машине Поста только последовательно.

Как вы думаете, для чего еще мы рассматриваем работу машины Поста?

Предполагаемый ответ: Чтоб понимать, как работает процессор и компьютер.

Рассмотрим систему команд машины Поста (учебник стр. 12)

В таблице приведены команды, которые может выполнять машина.

Поработаем в тренажере «Машина Поста».

В нем предусмотрено два типа алфавита: двухзначный и трехзначный (в отличие от самой машины Поста).

Так же можно выбрать вид меток: точка, галочка, двоичный код

Совместно формулирует тему урока и цель.

Записывают тему урока, слушают объяснение учителя.

Ученик рассказывает биографию Эмиля Поста (домашнее задание).

Отвечают на вопросы учителя.

Слушают сообщение одноклассницы.

Записывают определения в тетрадь.

Записывают в тетрадь назначение машины Поста

Записывают в тетрадь

Закрепление (20 мин)

Чтобы практически рассмотреть принцип работы машины предлагаю решить вместе задачу.

Задача 1: Стереть все метки справа от каретки. Расположение массива и количество меток неизвестно. Каретка расположена слева от числа где-то на ленте.

Учитель объясняет решение задачи в тренажере.

/

Для образца мы рассмотрели решение задачи на тренажере «Машина Поста», а теперь попробуйте сами решить на оценку аналогичные задания.

Критерий оценки: 1 задача на «3», 2 задачи на «4», 3 задачи на «5» (работаем в паре, помогая друг другу и корректируем алгоритм соседа, заранее два ученика прорешали дома эти задачи и помогают учителю проверять решения учащихся):

Задача 1. Напишите программу для машины Поста, которая увеличивает (уменьшает) число в единичной системе счисления на единицу. Каретка расположена слева от числа.

Задача 2. Напишите программу для машины Поста, которая складывает два числа в единичной системе счисления. Каретка расположена над пробелом, разделяющим эти числа на ленте.

Задача 3. На ленте имеется массив меток. Каретка расположена на крайней левой метке. Справа от данного массива на расстоянии находится еще одна метка. Составьте программу, “присоединяющую” эту метку к исходному массиву

Один ученик выходит к доске, остальные решают в тетрадях

Рефлексия (3 мин)

Подведем итоги нашего занятия.

• Что же мы изучали сегодня, какова наша тема? О какой алгоритмической машине шла речь? В чем заключается принцип её работы?

Отвечают на вопросы. Самооценивание. Выставление оценок (Приложение 2)

Отвечают на вопросы учителя.

Оценивают свою работу на уроке и работу соседа по парте, заполняют карту эффективности

Домашнее задание (1 мин)

На экране проектора домашнее задание: Прочитать § 31, решить задачу в тетради (Написать программу вычитания двух чисел в единичной системе счисления, разделенных одной пустой клеткой. Уменьшаемое не меньше вычитаемого. Начальное положение каретки — под пустой клеткой, отделяющей уменьшаемое от вычитаемого)

Записывают домашнее задание

если a < b то

М: = а

иначе

М: = b

все

М: = b

если a < b то

М: = а

все

самооценка

дополнительная оценка

(за решение на карточке)

взаимооценка

оценка помощника учителя

оценка учителя

оценка за урок

На уроке я работал

активно / пассивно

Своей работой на уроке

доволен / не доволен

Урок для меня показался

коротким / длинным

На уроке я

не устал / устал

Мое настроение стало

лучше / хуже

Материал урока мне был

понятен / не понятен

интересен / не интересен

полезен / не полезен