體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程課件2021-2022學(xué)年高中信息技術(shù)粵教版(2019)必修1數(shù)據(jù)與計(jì)算

信息技術(shù)必修1:數(shù)據(jù)與計(jì)算第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程知識回顧第二章知識與數(shù)字化學(xué)習(xí)2.1知識與智慧智慧知識信息數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)定目標(biāo)而運(yùn)用知識解決問題的創(chuàng)新思維能力對獲取或積累的信息進(jìn)行系統(tǒng)化地提煉、研究和分析的結(jié)果經(jīng)過加工處理、具有意義的數(shù)據(jù)客觀事物的符號記錄第二章知識與數(shù)字化學(xué)習(xí)2.2數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新數(shù)字化工具是指能夠采集、獲取、檢索、表示、傳輸、存儲和加工多媒體數(shù)字化資源的設(shè)備裝置。數(shù)字化工具按功能分類知識回顧第二章知識與數(shù)字化學(xué)習(xí)2.2數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新數(shù)字化資源是指經(jīng)過數(shù)字化工具處理，可以在多媒體計(jì)算機(jī)上或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的，且可以實(shí)現(xiàn)共享的多媒體材料。數(shù)字化資源按呈現(xiàn)方式分類數(shù)字圖形、圖像、視頻、音頻、文本等多媒體應(yīng)用軟件、網(wǎng)站、信息系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)模擬、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)庫等知識回顧第二章知識與數(shù)字化學(xué)習(xí)2.2數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新知識回顧項(xiàng)目范例設(shè)計(jì)從A市到B市耗時(shí)最少的旅行路線方案第三章算法基礎(chǔ)

當(dāng)從A市到B市沒有直達(dá)的交通工具時(shí)（不考慮水上交通工具），人們可以利用鐵路公司、汽車客運(yùn)公司和航空公司公布的信息，設(shè)計(jì)出耗時(shí)最少的旅行路線。圖3-1中國高鐵設(shè)計(jì)從A市到B市耗時(shí)最少的旅行路線方案體驗(yàn)人工解決問題體驗(yàn)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。表3-1-1從A市經(jīng)B1市到B市的交通情況3.1.1人工解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程AB1BM1M7N1N9從A市經(jīng)B1市到B市的交通情況分析結(jié)果表3-1-2從A市經(jīng)B1市到B市可組合班次情況體驗(yàn)人工解決問題體驗(yàn)3.1.1人工解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程如果從A市到B市中轉(zhuǎn)的城市有k個，且分別有不同的交通工具及班次：組合班次有S=M1×N1+M2×N2+……+Mk×Nk分析AB1…BkB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。3.1.1人工解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程分析問題設(shè)計(jì)算法編寫程序調(diào)試運(yùn)行程序計(jì)算機(jī)程序解決問題的過程3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【分析問題】利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的爬蟲程序獲取從A市到B市途徑中轉(zhuǎn)城市B1、B2……所有交通班次數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗后，形成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如圖）分析問題的需求情況、已知條件和需要解決的問題3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【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

（1）分別算出能夠從A市經(jīng)B1

，B2

，…，Bk市中轉(zhuǎn)到達(dá)B市且中轉(zhuǎn)時(shí)間不少于1個鐘的所有班次，并計(jì)算所用的時(shí)間；（2）分別找出能夠從A市經(jīng)B1

，B2

，…，Bk市中轉(zhuǎn)到達(dá)B市中耗時(shí)最少的班次，共k條線路；（3）取k條線路中耗時(shí)最少的班次為最佳路線。3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【設(shè)計(jì)算法】7h11h6:10h8:40h10:40h最佳路線為：7h6:10h3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【設(shè)計(jì)算法】最佳路線為：6:10h8h3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【編寫程序】路線方案程序代碼（部分）m=99foriinrange(1,rs1):

t14

=table_1.cell(i,4).value

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

jin

range(1,rs2):

t22=table_2.cell(j,2).value

ift14-t22>=1/24:

m1=t12+(t22-t14)+(table_2.cell(j,4).value-t22)ifm>m1:

m=m1r1=i

r2=j##A到Bk到站時(shí)間點(diǎn)##A到Bk花費(fèi)時(shí)間##Bk到B發(fā)車時(shí)間##中轉(zhuǎn)候車時(shí)間##總時(shí)間##對比花費(fèi)時(shí)間##記錄更短時(shí)間##記錄更短時(shí)間路線##A到Bk路線循環(huán)##Bk到B路線循環(huán)3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【調(diào)試運(yùn)行程序】程序調(diào)試是將編制的程序投入實(shí)際運(yùn)行前，用手工或編譯程序等方法進(jìn)行測試，修正語法錯誤和邏輯錯誤的過程。這是保證計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)正確性的必不可少的步驟。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：3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【活動】利用MagicScratch繪圖畫圖效果：分析問題：1、邊長相等2、內(nèi)角為60度設(shè)計(jì)算法：開始設(shè)置畫筆（顏色、大小、位置）移動畫筆20步長向右旋轉(zhuǎn)畫筆60度滿6次？否結(jié)束是任務(wù)：嘗試?yán)媚Хň幊汤L畫出六邊形3.1.2計(jì)算機(jī)解決問題的過程第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【思考】如果想繪制出不同的圖，要怎么辦？？第三章算法基礎(chǔ)3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程【活動】利用MagicScratch繪圖畫圖效果：分析問題：1、邊長相等2、內(nèi)角為60度3、外一個比內(nèi)一個邊長增加x設(shè)計(jì)算法：開始設(shè)置畫筆（顏色、大小、位置）移動畫筆x步長向右旋轉(zhuǎn)畫筆6