algorytmika (nie tylko) na maturze z informatyki
DESCRIPTION
Algorytmika (nie tylko) na maturze z informatyki. Prezentuje : Dorota Roman-Jurdzińska. Opis egzaminu z informatyki. Dwa poziomy: podstawowy i rozszerzony. Każdy poziom składa się z dwóch części : część pierwsza: rozwiązywanie zadań bez korzystania z komputera; - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Algorytmika (nie tylko) na maturze z informatyki
Prezentuje :
Dorota Roman-Jurdzińska
Opis egzaminu z informatyki
• Dwa poziomy: podstawowy i rozszerzony.• Każdy poziom składa się z dwóch części:
– część pierwsza: rozwiązywanie zadań bez korzystania z komputera;
– część druga: rozwiązywanie zadań przy użyciu komputera.
Arkusz I
bez komputera
Arkusz I
bez komputera
• analiza algorytmów,• konstruowanie algorytmów i
dobór struktur danych,• znajomość pojęć i metod
związanych z algorytmiką.
Arkusz I – na kartce:
Za pierwszy arkusz można uzyskać maksymalnie 20 punktów.
Ponadto w każdym arkuszu występują zadania zamknięte lub krótkiej odpowiedzi - sprawdzające pierwszy standard wymagań egzaminacyjnych.
Arkusz II
z komputerem
Arkusz II
z komputerem
Arkusz II – przy komputerze:
• sprawdzanie w praktyce umiejętności programowania,
• rozwiązywanie problemów „z życia codziennego”,
• przetwarzanie danych (sortowanie, filtrowanie, łączenie, wyszukiwanie) w postaci kilku tabel.
Za drugi arkusz można uzyskać maksymalnie 30 punktów.
Zasady oceniania arkuszy egzaminacyjnych
• Rozwiązania poszczególnych zadań oceniane są na podstawie szczegółowych kryteriów oceniania, jednolitych w całym kraju.
• Egzaminatorzy, w szczególności, zwracają uwagę na:
poprawność merytoryczną rozwiązań,
kompletność i dokładność prezentacji rozwiązań zadań, np. wygląd, czytelność i przejrzystość tworzonych dokumentów, zachowanie odpowiednich zasad w zapisie programów i algorytmów.
• Ocenianiu podlegają tylko te fragmenty pracy zdającego, które dotyczą polecenia. Komentarze, nawet poprawne, nie mające związku z poleceniem nie podlegają ocenianiu.
• Gdy do jednego polecenia zdający podaje kilka rozwiązań (jedno prawidłowe, inne błędne), to egzaminator nie przyznaje punktów.
• Całkowicie poprawne rozwiązania zadań, uwzględniające inny tok rozumowania niż podany w schemacie punktowania, są oceniane pełną liczbą punktów.
Arkusz I
Algorytmy:
Analiza działania
Konstruowanie
Weryfikacja poprawności
Ocena efektywności (czas, pamięć)
Wiedza z zakresu informatyki i technologii informacyjnej:
Budowa komputera, organizacja danych
Sieci komputerowe
Bezpieczeństwo, zagadnienia etyczne
Cyfrowy zapis danych
Arkusz I: algorytmikaZadanie 1 (poziom podstawowy)
Na jednej z uczelni informatycznych nad wejściem do auli umieszczony został elektroniczny zegar odliczający sekundy od rozpoczęcia wykładu do jego zakończenia. Zegar jest nietypowy, ponieważ liczba sekund, która upływa od rozpoczęcia wykładu wyświetlana jest w systemie o podstawie 2.Przed rozpoczęciem odliczania zegar jest wyzerowany, tzn. na pierwszym polu od prawej strony jest wyświetlane zero i pozostałe pola są wygaszone.
Przykład:Po upływie 10 sekund na zegarze wyświetlone są 4 pola z napisem: 1010.Po upływie 25 sekund – 5 pól z napisem: 11001.
a) Oblicz, na ilu polach tego zegara będzie wyświetlony czas najdłuższego wykładu, który może trwać 240 minut, czyli 14400 sekund.
……………..Odp.: Czas najdłuższego wykładu będzie wyświetlony na ………………. polach
Łatwość: 0,72
Typowe błędy:• przeliczanie minut zamiast sekund,• podawanie przeliczonej wartości zamiast liczby pól,• BRAK UMIEJĘTNOŚCI KONWERSJI POMIĘDZY SYSTEMAMI POZYCYJNYMI.
b) Oblicz, ile minut trwał ostatni wykład, jeżeli na zegarze, na koniec wykładu, wyświetlony został następujący napis: 1111110100100. Odpowiedź zapisz w układzie dziesiętnym. Pamiętaj o zamianie sekund na minuty.
……………………………Odp.: Ostatni wykład trwał ………………. minut.
Łatwość: 0,59
Typowe błędy:• brak przeliczanie sekund na minuty, błędne przeliczanie,• konwersja „od prawej do lewej” (najmniej znaczące bity tratkowane jako najbardziej znaczące),• BRAK UMIEJĘTNOŚCI KONWERSJI POMIĘDZY SYSTEMAMI POZYCYJNYMI..
c) Dla podanej poniżej specyfikacji zapisz algorytm (w postaci listy kroków, schematu blokowego lub w wybranym języku programowania, który wybrałeś/aś na egzamin), który dla czasu wykładu podanego w sekundach obliczy, ile jedynek zostanie wyświetlonych na zegarze w momencie zakończenia wykładu.
Specyfikacja:Dane: s – liczba całkowita dodatnia określająca czas trwania wykładu w sekundachWynik: l – liczba wyświetlonych jedynek
Przykłady:
s – czas wykładu napis na zegarze l – liczba wyświetlonych jedynek
3600 111000010000 4
5400 1010100011000 5
Łatwość: 0,22
??
?
!
O rozwiązaniu:
Algorytm i stosowane w nim metody:
z lekcji matematyki (zamiana systemów pozycyjnych)
z lekcji informatyki (licznik, pętla).
Wyzwania:
Zapisz algorytm w postaci listy kroków
Uwzględnij sytuacje brzegowe
Użyj formalnych konstrukcji programistycznych
Sprawdź/popraw swoje rozwiązanie
Problemy i ich przyczyny:
Zliczanie zer a nie jedynek (sprawdź rozwiązanie na przykładowych danych)
Niepoprawne użycie licznika (sprawdź na przykładach; trenuj podstawowe konstrukcje, z nich zbudujesz każdy algorytm)
Jaki warunek zakończenia pętli? (klucz do poprawnych algorytmów)
Od algorytmu na lekcji matematyki do algorytmu na lekcji informatyki:
Matematyka
Dopóki liczba większa od zera, dziel ją przez dwa, podaj ilokrotnie reszta wynosiła jeden.
Informatyka
SpecyfikacjaDane: n – liczba naturalnaWynik: liczba jedynek w binarnej reprezentacji n
Algorytm1. licznik 02. Dopóki ( n > 0 )
Jeśli (n mod 2 = 1): licznik licznik + 1 n n / 2
3. Zwróć licznik jako wynik
Arkusz I: algorytmika
Problemy ze zliczaniem jedynek raz jeszcze:
działanie licznika:
Warunek zakończenia pętli
Warunek zliczania
Algorytm1. licznik 02. Dopóki ( n > 0 )
Jeśli (n mod 2 = 1): licznik licznik + 1 n n / 2
3. Zwróć licznik jako wynik
Arkusz I: algorytmika
Problemy:
stosowanie pojęcia funkcji
funkcja logarytmiczna
Zadanie (poziom rozszerzony)
Ustal liczbę mnożeń wykonywaną przez podany algorytm jako funkcję argumentu n:
Algorytm (szybkie potęgowanie):
p 1; b a
Dopóki ( n > 0 ) wykonuj:
Jeśli (n mod 2 ≠ 0): p p b
b b b; n n div 2
Arkusz I: algorytmika
Zapis algorytmu w postaci listy kroków
Koszt czasowy jako funkcja!
Przypadki brzegowe w algorytmach
Zgodność rozwiązań z poleceniem!
Zrozumienie i formalny zapis pojęć i metod (algorytmów) z zakresu matematyki
Arkusz I – typowe problemy
Arkusz IITypowe zadanie:
Dane – w plikach tekstowych.
Rozwiązanie:
Import danych do aplikacji;
Obliczenia, grupowanie, sortowanie, filtrowanie;
Łączenie danych rozproszonych w różnych plikach.
Metody rozwiązywania zadań:
programowanie;
arkusz kalkulacyjny;
baza danych.
Arkusz II: algorytmika (również) bez programowania
Rozwiązania
1. Program komputerowy:
zaleta: naturalne i proste rozwiązanie
problem: powyżej część większego zadania, którego pozostałe elementy najłatwiej rozwiązać w arkuszu kalkulacyjnym
2. Arkusz kalkulacyjny
problem: jak rozwiązać?
Zadanie (poziom rozszerzony)
Wyznacz najdłuższy podciąg rosnący w ciągu liczb zapisanych w pliku.
Arkusz II: algorytmika (również) bez programowania
Arkusz kalkulacyjny – podział na podproblemy:
Dane: komórki A[1], A[2], A[3], …
Krok 1: B[i] = 1 gdy A[i] może kontynuować ciąg rosnący =JEŻELI(A7>A6;1;0)
Krok 2: C[i] to długość ciągu rosnącego kończącego się na A[i]=JEŻELI(B7=1;C6+1;1)
Krok 3: rozwiązaniem maksimum z kolumny C
Zadanie (poziom rozszerzony)
Wyznacz najdłuższy podciąg rosnący w ciągu liczb zapisanych w pliku.
Algorytmika: rady dla ucznia i nauczyciela Ćwicz stosowanie konstrukcji algorytmicznych (instrukcja
warunkowa, pętla, podstawienie, zmienna, rekurencja…).
Zapisuj znane algorytmy (z lekcji matematyki bądź z życia codziennego).
Symuluj działania algorytmu „na papierze”.
Stosuj systematyczne podejście do problemu: specyfikacja, rozwiązanie, weryfikacja poprawności, ocena efektywności
Stosuj zstępującą metodę rozwiązywania problemów
Wniosek: algorytmika w kanonie ścisłego wykształcenia
Systematyzacja wiedzy, język opisu metod rozwiązywania problemów/zadań
Zstępująca metoda rozwiązywania problemów
Konieczność (i możliwość) weryfikacji projektowanych rozwiązań
Matematyczne kryteria jakości rozwiązań (czas, pamięć jako funkcja)
Średni wynik procentowy egzaminu maturalnego z informatyki
Poziom podstawowy
Poziom rozszerzony
Arkusz I 54 % 70 %
Arkusz II 30 % 47 %
RAZEM 40 % 56 %
Trudność arkuszy
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
Poziom podstawowy Poziom rozszerzony
Arkusz I
Arkusz II
Po co matura z informatyki?
Punkty rekrutacyjne na studia wyższe.
Programowanie– obowiązkowe zajęcia na studiach ścisłych i technicznych.
Algorytmy – algorytmizacja nauk przyrodniczych (genetyka, funkcjonowanie układów biologicznych).
Analiza danych pomiarowych, eksperymentalnych – kierunki ścisłe, techniczne, przyrodnicze, ekonomiczne.
Wiedza z zakresu funkcjonowania sieci komputerowych, składowania danych, funkcjonowania systemu komputerowego.
Bazy danych (zapytania, tworzenie baz, zestawień) – życie codzienne.
Dziękuję