算法的概念及描述+課件 【高效課堂+備課精研】 浙教版（2019）高中信息技術(shù)必修1

2.1算法的概念及描述目錄CONTENTS1算法的概念2算法的描述新學(xué)期開學(xué)，為了方便高一新生完成注冊(cè)、繳費(fèi)等事宜，學(xué)校在校園入口處擺放如左圖所示的“高一新生報(bào)到流程”示意圖。到所屬班級(jí)的班主任處簽到注冊(cè)；領(lǐng)取高一新生校園手冊(cè)已繳費(fèi)是住校生到所屬教室班級(jí)休息到財(cái)務(wù)處繳費(fèi)憑繳費(fèi)單到高一公寓領(lǐng)取生活用品，布置床鋪否否是是高一新生報(bào)到流程你能根據(jù)左圖，說(shuō)出報(bào)到的具體流程嗎？請(qǐng)你說(shuō)一說(shuō)根據(jù)圖片我們能知道開學(xué)的具體的一系列步驟集合，這就是算法！請(qǐng)帶著以下三個(gè)問(wèn)題，花五分鐘時(shí)間閱讀書上38、39頁(yè)，五分鐘請(qǐng)同學(xué)分享答案。（1）算法的定義是什么？（2）什么是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)？（3）什么是枚舉算法，你能舉出例子嗎？01PARTONE算法的概念廣義地講，“算法”指的是解決問(wèn)題或完成任務(wù)的一系列步驟集合。01算法的概念算法的定義在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，“算法”指的是用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題而需要讓計(jì)算機(jī)有序執(zhí)行、無(wú)歧義、有限的步驟集合。為了讓計(jì)算機(jī)理解算法中的步驟，需要用計(jì)算機(jī)能理解的語(yǔ)言來(lái)描述算法，并將其輸入到計(jì)算機(jī)中，這個(gè)過(guò)程就稱為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。01算法的概念計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的定義窮舉算法也稱枚舉算法，指的是在求解過(guò)程中，先按照一定的順序一一列舉所有可能的解，然后用條件判斷列舉岀的可能解是否為正確解。窮舉法一般適合解決解集為離散的且范圍明確的問(wèn)題。01算法的概念枚舉算法舉例：求1-10之內(nèi)所有能被3整除的數(shù)。將1、2、3、……9、10這些數(shù)依次除以3，當(dāng)余數(shù)為0時(shí)，就輸出正確的解。例：1÷3商為0，余數(shù)為1；2÷3商為0，余數(shù)為2；3÷3商為1，余數(shù)為0（輸出3）……01算法的概念算法的特征算法可以處理1*2*3*……*10086，但是不能處理1*2*3*……兩者有何區(qū)別？前者的數(shù)字個(gè)數(shù)是有限的，后者是無(wú)限的有窮性01算法的概念算法的特征①、有窮性一個(gè)算法的步驟必須是有限的，不能是無(wú)限的。②、可行性③、確定性④、0個(gè)或多個(gè)輸入⑤、1個(gè)或多個(gè)輸出一個(gè)算法中的每一步操作與要求都應(yīng)該是算法執(zhí)行者(人或者機(jī)器)可以實(shí)施的，同時(shí)在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中能做到并且能在有限的時(shí)間內(nèi)完成。算法中對(duì)于每個(gè)步驟的執(zhí)行描述必須是明確的。算法的核心價(jià)值就是解決問(wèn)題，而解的終極目標(biāo)就是需要知道結(jié)果究競(jìng)?cè)绾巫⒁鈪^(qū)分01算法的概念算法的三要素①、數(shù)據(jù)②、運(yùn)算③、控制轉(zhuǎn)移(選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu))用算法解決問(wèn)題時(shí)，必須明確參與運(yùn)算的初始數(shù)據(jù)、運(yùn)算時(shí)產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)以及解決問(wèn)題后的結(jié)果數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算和判斷在算法執(zhí)行過(guò)程中，有時(shí)需要根據(jù)數(shù)據(jù)或運(yùn)算結(jié)果的特點(diǎn)進(jìn)行不同的處理，這就需要用對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)判斷并進(jìn)行選擇執(zhí)行或循環(huán)執(zhí)行。02PARTTWO算法的描述方式設(shè)計(jì)出一個(gè)解決問(wèn)題的算法，也需要用能被算法執(zhí)行者理解的形式加以呈現(xiàn)，才能被算法執(zhí)行者理解并執(zhí)行。算法的這種呈現(xiàn)就稱為算法的描述。02算法的描述方式算法的描述方式02算法的描述方式例如：做一個(gè)判斷分?jǐn)?shù)的系統(tǒng)，輸入的分?jǐn)?shù)>60，則顯示“及格”，否則顯示“不及格”。1、自然語(yǔ)言：人們?cè)谌粘Ｉ钪薪涣鞯恼Z(yǔ)言，如：普通話、方言、英語(yǔ)等。解決本算法的自然語(yǔ)言描述如下：（1）輸入分?jǐn)?shù)變量a的值（2）判斷a>60，條件成立則輸出“及格”，否則輸出“不及格”02算法的描述方式2、流程圖：用一些圖形符號(hào)表示規(guī)定的操作，并用帶箭頭的流程線連接這些圖形符號(hào)。開始輸入a的值a>60?輸出“及格”輸出“不及格”結(jié)束否是開始或結(jié)束符輸入或輸出框flag=1?條件判斷框處理框連接線連接點(diǎn)02算法的描述方式3、偽代碼：偽代碼指的是一種比較接直觀簡(jiǎn)潔、符號(hào)接近計(jì)算機(jī)程序代碼的算法描述。根據(jù)它很容易轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言代碼。格式1：If條件then (語(yǔ)句序列1) Else (語(yǔ)句序列2)格式2：If條件then (語(yǔ)句序列1)條件判斷語(yǔ)句循環(huán)語(yǔ)句格式：while條件 (循環(huán)體，即：一個(gè)或語(yǔ)句序列)02算法的描述方式3、偽代碼：偽代碼指的是一種比較接直觀簡(jiǎn)潔、符號(hào)接近計(jì)算機(jī)程序代碼的算法描述。根據(jù)它很容易轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言代碼。a→獲得分?jǐn)?shù)Ifa>60

then

輸出“及格”Else

輸出“不及格”02算法的描述方式4、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和處理的語(yǔ)言。python語(yǔ)言a=input(“輸入分?jǐn)?shù)：”)Ifa>60

: print(“及格”)Else: print(“不及格”)世界上有很多計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，實(shí)際工作中可以根據(jù)問(wèn)題特點(diǎn)選擇恰當(dāng)?shù)某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)描述算法。目前我們主要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言有：BASIC（Truebasic、Qbasic、VirtualBasic）、C、C++、PASCAL、FORTRAN、智能化語(yǔ)言（LISP、Prolog、CLIPS、OpenCyc、Fazzy）、動(dòng)態(tài)語(yǔ)言(Python、PHP、Ruby、Lua)等等1.信息的編碼加工中，（）是編程的核心。A.算法設(shè)計(jì)B.代碼編寫C.界面設(shè)計(jì)D.調(diào)試運(yùn)行2.下列關(guān)于算法的敘述不正確的是（）A.程序按照算法運(yùn)行，程序是算法的實(shí)現(xiàn)B.算法必須有輸出C.一個(gè)問(wèn)題的算法具有唯一性D.算法的表示方法有自然語(yǔ)言、流程圖、偽代碼等3.在日常生活中，我們常常會(huì)碰到許多需要解決的問(wèn)題，以下描述中最適合用計(jì)算機(jī)編程來(lái)處理的是（）A.修改一張拍得不滿意的數(shù)碼照片B.記錄每月零花錢的開支情況C.計(jì)算10000以內(nèi)的奇數(shù)平方和D.在因特網(wǎng)上查找自己喜歡的圖片

練一練ACC練一練A4.在地鐵站自動(dòng)售票機(jī)買票的算法描述如下：步驟1：選擇地鐵線路步驟2：選擇目的地站點(diǎn)步驟3：選擇需要購(gòu)買的地鐵票數(shù)量步驟4：放入一張紙幣或一枚硬幣步驟5：如果多次投入紙幣執(zhí)行步驟4步驟6：若投入的紙幣已達(dá)到或超出票價(jià)則執(zhí)行步驟7步驟7:出票及找零上述算法的描述采用了（）A.自然語(yǔ)言B.偽代碼C.流程圖D.程序設(shè)計(jì)

練一練5.下列關(guān)于算法的錯(cuò)誤說(shuō)法是（）A.算法必須有輸出B.表示算法的語(yǔ)言可以是自然語(yǔ)言C.同一個(gè)算法只能用一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)D.算法必須在執(zhí)行有限步后結(jié)束。6.算法除了用自然語(yǔ)言外，最常用的還有（）A.機(jī)器語(yǔ)言B.流程圖C.匯編語(yǔ)言D.低級(jí)語(yǔ)言7.圖形符號(hào)在算法流程圖中表示（）。A.算法的開始或結(jié)束B.輸入輸出操作C.處理或運(yùn)算的功能D.用來(lái)判斷是否滿足需求CBB練一練8.下圖是某程序的流程圖，當(dāng)執(zhí)行至“結(jié)束“時(shí)，X和Y的值分別是（）D開始X=1Y=2X=X+YY=X+Y結(jié)束A.12B.33C.32D.35練一練9.某算法的部分流