信息學奧賽課課通(C++)第1單元電子市公開課金獎市賽課一等獎課件

第1單元程序設計基礎作者：林厚從信息學奧賽課課通（C++）第1頁第1課

計算機系統組成學習目標1.了解計算機硬件系統和軟件系統基礎知識。2.初步了解計算機系統組成結構和工作原理。第2頁1.計算機硬件系統計算機硬件系統由運算器、控制器、存放器、輸入設備、輸出設備五大部件組成。運算器作用是按照程序中指令功效，對數據進行加工處理?？刂破魇怯嬎銠C系統控制中心，按照程序中指令序列和需求，指揮計算機各個部件有條不紊地協調工作。運算器和控制器通常集成在一塊半導體芯片上，稱為中央處理器（又稱微處理器，簡稱CPU）。第3頁計算機硬件系統存放器分為內存放器（簡稱內存）和外存放器（簡稱外存）。輸入設備是計算機在與人進行會話時，接收外部命令或者需要加工數據而使用設備。輸出設備是計算機在與人進行會話時，將處理結果以人們能夠識別感受方式展現出來設備第4頁2.計算機軟件系統分為系統軟件和應用軟件。系統軟件主要用于調度、監(jiān)控和維護計算機系統，負責管理計算機系統中各種獨立硬件，確保它們協調工作。系統軟件關鍵是操作系統（OperatingSystem，OS），另外還包含各種服務性程序、語言程序和數據庫管理系統等。應用軟件是為了某種特定用途而被開發(fā)軟件。第5頁計算機系統組成（示意圖）計算機硬件系統計算機軟件系統運算器控制器存放器輸入設備輸出設備系統軟件應用軟件第6頁計算機硬件系統與軟件系統關系第7頁3.計算機系統工作原理約翰·馮·諾依曼原理第8頁實踐鞏固第9頁第2課

信息表示及存放學習目標1.體會二進制原理和表示方法。2.熟知慣用字符編碼（ASCII碼）。3.熟知計算機中存放信息基本單位。4.了解計算機中整數和小數表示方法。第10頁1.二進制原理和表示方法比特（bit）是計算機存放信息最小單位，它只有“0”或“1”兩種取值。計算機中任何信息都是用“0”和“1”進行二進制編碼、表示和存放，包含英文字母、符號、漢字、圖片、音樂、視頻等。比如，0，1，10，11，100，……1011.01。第11頁2.字符編碼和存放單位ASCII碼，全稱為美國信息交換標準代碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），是一個包含英文字母、數字、慣用符號全球通用編碼方法。ASCII碼用7個二進制位來表示一個字符，最多能夠表示27=128個字符。計算機將8個二進制位合在一起，作為存放基本單位，稱為1個字節(jié)（byte，簡寫成B）。一個漢字在計算機中占用2個字節(jié)。常見計量單位有千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、吉字節(jié)（GB）、太字節(jié)（TB）、拍字節(jié)（PB）、艾字節(jié)（EB）、澤字節(jié)（ZB），他們之間都是1024關系。第12頁3.整數和小數表示方法計算機中整數、小數即使都是采取二進制表示，不過原理和方法是不一樣。整數采取是準確表示，小數采取是近似表示，其能夠表示數據范圍和精度也不一樣。第13頁3.整數和小數表示方法整數表示：分為無符號數、有符號數。有符號整數有原碼、反碼和補碼三種表示方法。小數表示：浮點表示法（科學記數法）。階碼和尾數。第14頁實踐鞏固第15頁第3課編程解題普通過程學習目標1.體會使用計算機編程解題普通過程。2.初識計算機程序及C++編程軟件。第16頁使用計算機編程解題過程普通分為分析問題、設計算法、編寫和調試程序、運行程序驗證結果4個步驟。第17頁例1、輸入一個圓半徑，輸出該圓周長和面積?！締栴}分析】步驟1：分析問題要編寫程序，首先要對問題進行詳細分析，搞清楚已知什么，要求什么，怎么求。本題已知一個圓半徑r，要求是該圓周長和面積。由數學知識可知，圓周長計算公式為L=2×π×r，圓面積計算公式S=π×r×r，其中π=3.14159。第18頁步驟2：設計算法依據問題分析結果，確定處理問題方法及詳細步驟。能夠用流程圖、偽代碼、自然語言等方式描述算法。本題能夠用以下5個步驟處理（自然語言描述）：1）從鍵盤輸入圓半徑r；2）利用公式L=2×π×r計算圓周長；3）利用公式S=π×r×r計算圓面積；4）輸出該圓周長；5）輸出該圓面積。第19頁步驟3：編寫和調試程序//p1-3-1#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){constfloatpi=3.14159;doubler,l,s;cin>>r;l=2*pi*r;s=pi*r*r;cout<<l<<‘‘<<s<<endl;return0;}第20頁步驟4：運行程序驗證結果運行程序，輸入符合題意不一樣數據（半徑），查看輸出結果是否正確，是否按照題意處理了問題。本例題，輸入“10”，輸出“62.8318314.159”。第21頁實踐鞏固第22頁第4課算法及其描述學習目標1.了解算法概念及其特征。2.學會使用自然語言、流程圖描述算法。3.了解算法三種基本結構，并嘗試用流程圖描述。第23頁1.算法概念算法，處理一個實際問題方法和詳細步驟。算法是程序設計靈魂。程序=算法+數據結構。第24頁2.算法特征算法含有以下特征：可行性確定性有窮性輸入輸出第25頁3.算法描述算法普通能夠用自然語言、流程圖、N-S圖、偽代碼等方式描述。自然語言就是人們日常使用語言。用自然語言描述算法即使比較自然和輕易接收，但敘述煩瑣冗長，輕易出現“二義性”。流程圖是用一組幾何圖形表示計算機中各種類型操作，在圖形上用扼要文字和符號表示詳細操作，并用帶有箭頭流程線表示操作先后次序。用流程圖描述算法，能夠將處理問題步驟清楚、直觀地表示出來。第26頁第27頁4.算法基本結構任何一個算法都能夠表示成三種基本結構：次序結構、分支結構和循環(huán)結構。（1）次序結構次序結構是一個最簡單、最基本控制結構。計算機從前往后，依次執(zhí)行全部操作步驟，不遺漏、不重復。第28頁例1、給變量x、y分別賦值，再交換x和y值，最終重新輸出x和y值。

【問題分析】算法已經很清楚，能夠用自然語言描述以下：1）給x和y賦初值；2）定義一個暫時變量m，將x中數據賦值給m；3）將y中數據賦值給x；4）將m中數據賦值給y；5）輸出x和y值。其流程圖描述如右。第29頁（2）分支結構分支結構由一個“判斷條件”和兩個“分支”組成，依據判斷條件成立是否，決定執(zhí)行哪一條分支路徑第30頁例2、輸入兩個數，輸出較大者?！締栴}分析】設置一個變量max，用于存放較大數。輸入a、b兩個數后，將a與b進行比較，把較大那個變量值賦值max，最終再輸出max值。用自然語言描述以下：1）輸入a、b值；2）假如a>b，那么max賦值為a，不然max賦值為b；3）輸出max值。其流程圖描述如右圖。第31頁（3）循環(huán)結構循環(huán)結構又稱重復結構，目標是將某一條或某一組語句重復執(zhí)行若干次，其中“某一條或某一組語句”稱為循環(huán)體。第32頁例3求1+2+3+…+100值。【問題分析】采取循環(huán)結構實現。用自然語言描述以下：1）sum←0；2）i←1；3）假如i小于或等于100，那么繼續(xù)，不然轉6）；4）sum←sum+i；5）i←i+1，轉3）繼續(xù)；6）輸出sum值。其流程圖描述如右圖。第33頁實踐鞏固第34頁第5課程序基本結構學習目標1.了解C++程序基本結構。2.知曉標識符、關鍵字等基本概念第35頁程序基本結構C++是一個面向對象程序設計語言，同時又兼?zhèn)淞私Y構化程序設計語言一些特點。下面結合一個例題，講解程序基本結構，以及頭文件、名字空間、主函數、語句、標識符、關鍵字等概念。第36頁例1、輸入a和b兩個整數值，輸出表示式3a-2b+1值?！締栴}分析】算法很簡單，首先輸入a和b，然后求出表示式值存放到c中，最終輸出c值。//p1-5-1#include<iostream>//頭文件usingnamespacestd;//名字空間intmain(){/*主函數*/inta,b,c;cin>>a>>b;c=3*a-2*b+1;cout<<c<<endl;return0;}第37頁第38頁實踐鞏固第39頁第6課Dev-C++集成開發(fā)環(huán)境學習目標