【公開課】體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程 課件高中信息技術(shù)粵教版（2019）必修一

體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程———粵教版高中信息技術(shù)1人工解決問題的過程2計(jì)算機(jī)解決問題的過程目錄CONTENTS2.1分析問題2.2設(shè)計(jì)算法2.3編寫程序2.4調(diào)試運(yùn)行程序探究活動

如何設(shè)計(jì)從A市到B市耗時(shí)最少的旅行路線方案呢？假如我們從鐵路公司、各航空公司和汽車客運(yùn)公司網(wǎng)站得知，直達(dá)B市的交通工具只有火車和汽車兩種，出發(fā)地有B1，B2，…，Bk市（沒有A市），從A市出發(fā)到B1，B2，…，Bk市的交通工具有飛機(jī)、火車和汽車三種，這樣從A市經(jīng)B1，B2，…，Bk市到B市的交通情況如圖所示：從A市經(jīng)B1，B2，…，Bk市到B市的交通情況人工解決問題的過程要解決的問題給出的條件耗時(shí)最少的線路A-Bk+BkB最小

直達(dá)B市的交通工具只有火車和汽車兩種，出發(fā)地有B1，B2，…，Bk市（沒有A市），從A市出發(fā)到B1，B2，…，Bk市的交通工具有飛機(jī)、火車和汽車三種人工解決問題的過程采用人工方法來解決問題，首先需要明確所要解決的問題和給出的條件，然后再根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和知識確定解決問題的方法，從而解決問題。體驗(yàn)人工解決問題（簡化）AB1BM1M7N1N9（假設(shè)有一個(gè)中轉(zhuǎn)城市B1）找出從A市經(jīng)B1市到B市耗時(shí)最少的旅行路線。分析題解決步驟：1．用窮舉法列出從A市經(jīng)B1市的各班次的耗時(shí)，及相應(yīng)可中轉(zhuǎn)的B1市到B市的各班次的等待時(shí)長及行程耗時(shí)；2．算出各組合的總耗時(shí)；3．找到耗時(shí)最少的路線。從A到B1編號出發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)間耗時(shí)從B1到B編號出發(fā)時(shí)間到達(dá)時(shí)間耗時(shí)飛機(jī)M109:0012:003飛機(jī)無無無無M212:0014:302.5M316:0018:002火車M408:0020:0012火車N109:0010:301.5M510:0020:0010N211:0012:181.3M612:0021:369.6N315:0016:001M713:0022:369.6N418:0020:002汽車無無無無汽車N508:0009:481.8N609:0011:002N713:0015:122.2N815:0017:122.2N918:0019:421.7從A市經(jīng)B1市到B市的交通情況分析結(jié)果從A到B1班次編號耗時(shí)從B1到B可中轉(zhuǎn)班次總耗時(shí)編號耗時(shí)等待時(shí)長M13N3137N42611N72.216.2N82.238.2N91.7610.7M22.5N310.54N423.58N82.20.55.2N91.73.57.7事實(shí)上，從A市到B市中轉(zhuǎn)的城市有k個(gè)，且分別有不同的交通工具及班次：AB1…BkB組合班次有S=M1×N1+M2×N2+……+Mk×Nk分析過程當(dāng)數(shù)據(jù)量很大，人工處理效率很低時(shí)，我們可以借助計(jì)算機(jī)工具，通過編制計(jì)算機(jī)程序來解決問題。計(jì)算機(jī)解決問題的過程A分析問題當(dāng)數(shù)據(jù)量很大，人工處理效率很低時(shí)，我們可以借助計(jì)算機(jī)，通過編寫計(jì)算機(jī)程序解決問題提。編寫計(jì)算機(jī)程序解決問題要經(jīng)過分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫程序、調(diào)試運(yùn)行程序等若干個(gè)步驟。B設(shè)計(jì)算法編寫程序C調(diào)試運(yùn)行C分析問題

在從A市到B市耗時(shí)最少的旅行路線問題中，在不知道有多少個(gè)中轉(zhuǎn)城市和每個(gè)城市有多少班車（或飛機(jī)）的情況下，我們可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的爬蟲程序到鐵路網(wǎng)站、各航空公司和汽車客運(yùn)公司網(wǎng)站獲取從A市經(jīng)中轉(zhuǎn)城市B1，B2，…，Bk市到達(dá)B市的交通班次信息，再經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗后，形成結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲為Excel文件。拓展網(wǎng)絡(luò)爬蟲網(wǎng)絡(luò)爬蟲(又被稱為網(wǎng)頁蜘蛛，網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人），是一種按照一定的規(guī)則，自動的抓取互聯(lián)網(wǎng)信息的程序或者腳本。網(wǎng)絡(luò)爬蟲的基本過程設(shè)計(jì)算法問題分析清楚后，需要給出解決問題的詳細(xì)方法和步驟，這一過程稱為設(shè)計(jì)算法。（1）分別找出能夠中轉(zhuǎn)的從A市經(jīng)B1，B2，…，Bk市到達(dá)B市的聯(lián)運(yùn)班次，并計(jì)算所用的時(shí)間。（2）分別找到能夠中轉(zhuǎn)的從A市經(jīng)B1，B2，…，Bk市到達(dá)B市的聯(lián)運(yùn)班次中耗時(shí)最少的聯(lián)運(yùn)班次，共k條線路。（3）取k條線路中耗時(shí)最少的聯(lián)運(yùn)班次為最佳旅行路線。編寫程序用Python語言編寫從A市到B市耗時(shí)最少的旅行路線問題的算法的程序

m=99foriinrange(1,rs1):t14=table_1.cell(i,4).value

t12=t14-table_1.cell(i,2).value

forjinrange(1,rs2):t22=table_2.cell(j,2).valueift22-t14>=1/24:m1=t12+(t22-t14)+(table_2.cell(j,4).value-t22)

ifm>m1:m=m1r1=ir2=j

‘’’查詢數(shù)據(jù)表2的行數(shù)，取出c*列的時(shí)間，選擇中轉(zhuǎn)時(shí)間大于1小時(shí)的，并計(jì)算A到B1+中轉(zhuǎn)時(shí)間+B1

所有總時(shí)間

‘’’

‘’’查詢數(shù)據(jù)表1的行數(shù)，取出c*、e*列的時(shí)間，并計(jì)算A市到中轉(zhuǎn)地B1

的時(shí)間’’’調(diào)試運(yùn)行程序程序編寫完成以后，再通過鍵盤把程序輸入計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，檢查程序能否按預(yù)想的效果執(zhí)行，這一過程稱為程序的調(diào)試運(yùn)行。

計(jì)算機(jī)只能識別程序設(shè)計(jì)語言中所規(guī)定的語法規(guī)則，如果編寫程序時(shí)與規(guī)則不一致，哪怕是一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號出錯(cuò)，也會因程序出錯(cuò)而中斷運(yùn)行。此時(shí)，我們可以根據(jù)計(jì)算機(jī)提示的出錯(cuò)信息修改程序，重新調(diào)試運(yùn)行。由于Python是解釋程序，因此它的調(diào)試是在運(yùn)行過程中逐行進(jìn)行的。知識鏈接Python基本知識

Python是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言。一種跨平臺的是一個(gè)高層次的結(jié)合了解釋性、編譯性、互動性和面向?qū)ο蟮哪_本語言。Python的創(chuàng)始人為荷蘭人吉多·范羅蘇姆(GuidovanRossum)。1989年圣誕節(jié)期間，在阿姆斯特丹，Guido為了打發(fā)圣誕節(jié)的無趣，決心開發(fā)一個(gè)新的腳本解釋程序，作為ABC語言的一種繼承。1.Python語言通過“縮進(jìn)”來表達(dá)程序的格式框架，可以是4個(gè)空格鍵和一個(gè)“TAB”鍵。2.Python注釋是用來提高代碼可讀性地輔助性文字，不被執(zhí)行。提供兩種注釋方法：單行注意用“#”,多行注釋用’’’‘’’3.變量：程序中用于保存和表示數(shù)據(jù)的占位符號，可以用“=”向變量賦值或者修改變量當(dāng)前的值人工求解與計(jì)算機(jī)求解問題的方式的異同討論求解問題的方式相同點(diǎn)不同點(diǎn)人工求解問題用計(jì)算機(jī)求解問題求解問題的方式相同點(diǎn)不同點(diǎn)人工求解問題分析問題、設(shè)計(jì)算法、得出結(jié)果、驗(yàn)算結(jié)果每次只能對特定的問題進(jìn)行解答，運(yùn)算速度慢，不需要借助計(jì)算機(jī)工具。用計(jì)算機(jī)求解問題編寫程序、調(diào)試程序、運(yùn)行速度快，通用性強(qiáng)。人工求解與計(jì)算機(jī)求解問題的方式的異同總結(jié)