3.2算法及其描述-【新教材】粵教版(2019)高中信息技術(shù)必修一課件

第3章算法基礎(chǔ)1、計(jì)算機(jī)解決問題的過程2、算法的概念3、算法的描述方法4、計(jì)算機(jī)的組成部件5、計(jì)算機(jī)工作原理6、計(jì)算機(jī)程序的概念7、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的種類8、計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行過程本章主要內(nèi)容第3章算法基礎(chǔ)2數(shù)據(jù)在信息社會(huì)中具有重要價(jià)值，掌握數(shù)據(jù)處理的基本方法與技能具有重要意義。隨著數(shù)據(jù)的快速增長(zhǎng)，人工方式處理海量數(shù)據(jù)的效率正變得低下，因此掌握利用計(jì)算機(jī)和算法更高效地分析和解決問題的方法在計(jì)算機(jī)科學(xué)界的作用日益凸顯。本章節(jié)同學(xué)們將體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程，理解和概述算法的概念與特征，學(xué)會(huì)運(yùn)用恰當(dāng)?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)表示簡(jiǎn)單算法，懂得描述程序設(shè)計(jì)語言產(chǎn)生與發(fā)展的過程，了解不同種類程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)，從而將知識(shí)建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入運(yùn)用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中，促進(jìn)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)達(dá)成，完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)。前言第3章算法基礎(chǔ)3第3章算法基礎(chǔ)43.2算法及其描述3.2算法及其描述63.2.1算法及其特征3.2算法及其描述學(xué)期結(jié)束時(shí)，老師打算花50塊錢購(gòu)買一些筆記本獎(jiǎng)勵(lì)表現(xiàn)優(yōu)秀的同學(xué)，請(qǐng)班長(zhǎng)小明幫忙，小明決定買三種單價(jià)分別為6元、5元、4元的筆記本，請(qǐng)問可以買多少本？討論3.2.1算法買筆記本問題轉(zhuǎn)化為求解方程：6x+5y+4z=50的正整數(shù)解分析方案xyz合計(jì)114611218110322711426210534310642410762193.2.1算法9新知新講

算法是指在有限步驟內(nèi)求解某一問題所使用的一組定義明確的規(guī)則。通俗地說，算法就是用計(jì)算機(jī)求解某一問題的方法，是能被機(jī)械地執(zhí)行的動(dòng)作或指令的有窮集合。3.2.1算法算法的概念簡(jiǎn)答地說，算法就是解決問題的具體方法和步驟算法的特征有窮性：計(jì)算步驟是有限的

？死循環(huán)確定性：每一個(gè)步驟必須有確切的定義

？隨便數(shù)據(jù)輸入：必須有0個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)輸入

0個(gè)輸入是算法本身給出了初始條件數(shù)據(jù)輸出：一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)輸出

？無功而返可行性：每個(gè)計(jì)算步驟都在有限時(shí)間內(nèi)完成

？可以得出結(jié)果。原則上能精確運(yùn)行，用紙和筆做有限運(yùn)算后可以完成。

0105040203算法的特征算法就是用計(jì)算機(jī)求解某一問題的方法，是能被機(jī)械地執(zhí)行的動(dòng)作或指令的有窮集合。113.2.2算法的描述3.2算法及其描述1．用自然語言描述算法

t=0；x=1；y=1；z=1；如果滿足式子6x+5y+4z=50，則購(gòu)買的方案數(shù)加1（即t=t+1），并輸出這種購(gòu)買方案（即輸出t、x、y、z的值）。z=z+1；如果z<=12則轉(zhuǎn)⑤，否則繼續(xù)⑧；y=y+1；如果y<=10則轉(zhuǎn)④，否則繼續(xù)⑩；x=x+1；如果x<=8則轉(zhuǎn)③，否則繼續(xù)?；結(jié)束。3.2.2算法的描述2．用流程圖描述算法用流程圖描述算法是用程序框圖來描述算法的一種表示方法。使用流程圖描述算法，讓人感到算法的流程描述清晰簡(jiǎn)潔。流程圖的基本圖形及其功能如下表所示。（教材圖3-8）圖

形名

稱功

能開始/結(jié)束表示算法的開始或結(jié)束輸入/輸出表示算法中變量的輸入或輸出處理表示算法中變量的計(jì)算與賦值判斷表示算法中的條件判斷流程線表示算法中的流向連接點(diǎn)表示算法中的轉(zhuǎn)接3.2.2算法的描述

3．用偽代碼描述算法用偽代碼描述算法就是用介于自然語言和計(jì)算機(jī)語言之間的文字和符號(hào)來描述算法。t=0forxinrange(1,9):foryinrange(1,11):forzinrange(1,13):ifx*6+y*5+z*4==50:{t=t+1；

輸出解的個(gè)數(shù)t和三個(gè)整數(shù)x，y，z}3.2.2算法的描述表示一個(gè)算法的（）和（）開始結(jié)束3.2.2算法的描述互動(dòng)訓(xùn)練

外部

計(jì)算機(jī)內(nèi)部

計(jì)算機(jī)內(nèi)部

計(jì)算機(jī)內(nèi)外部表示從（）輸入數(shù)據(jù)到（）或者從（）輸出數(shù)據(jù)到（）表示（）的內(nèi)容操作表示（）。滿足條件，執(zhí)行標(biāo)識(shí)為（）的路徑；不滿足條件，則執(zhí)行標(biāo)識(shí)為（

）的路徑判斷的條件是否指向算法運(yùn)行的（）方向

試著畫出交換兩個(gè)大小相同的杯子中的液體(A：水、B：酒)的流程圖。3.2.2算法的描述討論算法三種描述方法的優(yōu)劣對(duì)比算法描述的方法優(yōu)勢(shì)不足自然語言表示法用人們?nèi)粘Ｋ玫恼Z言，比較容易掌握。當(dāng)算法中含有多分支或循環(huán)操作較多時(shí)很難清晰地表示出來，由于自然語言的歧義性，容易導(dǎo)致算法執(zhí)行的不確定性。流程圖表示法用程序框圖來描述，流程描述清晰簡(jiǎn)潔。所占篇幅較大，由于允許使用流程線，過于靈活，不受約束。偽代碼表示法用介于自然語言和計(jì)算機(jī)語言之間的文字和符號(hào)來描述，書寫方便，格式緊湊，易于理解，便于向計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言過渡。由于編程語言的種類繁多，偽代碼的語句不容易規(guī)范，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤解。3.2.2算法的描述（1）三種基本結(jié)構(gòu)3.2.2算法的描述一、順序結(jié)構(gòu)二、分支（選擇）結(jié)構(gòu)三、循環(huán)結(jié)構(gòu)3.2.2算法的描述（1）順序結(jié)構(gòu)表示程序中的各操作是按照它們出現(xiàn)的先后順序執(zhí)行的。開始結(jié)束輸入半徑rp=2*pi*r輸出p求圓的周長(zhǎng)3.2.2算法的描述（2）選擇結(jié)構(gòu)表示程序的處理步驟出現(xiàn)了分支，它需要根據(jù)某一特定的條件選擇其中的一個(gè)分支執(zhí)行。選擇結(jié)構(gòu)有單選擇、雙選擇和多選擇三種形式。3.2.2算法的描述（2）選擇結(jié)構(gòu)表示程序的處理步驟出現(xiàn)了分支，它需要根據(jù)某一特定的條件選擇其中的一個(gè)分支執(zhí)行。選擇結(jié)構(gòu)有單選擇、雙選擇和多選擇三種形式。

如何判斷一個(gè)人是80后，還是90后開始結(jié)束輸入年齡輸出80后如果出生年份在大于80小于90是否輸出90后3.2.2算法的描述（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)表示程序反復(fù)執(zhí)行某個(gè)或某些操作，直到某條件為假（或?yàn)檎妫r(shí)才可終止循環(huán)。i=1判斷i>5？Print“*****”i=i+1是否當(dāng)i<=5的時(shí)候輸出“*****”（3）三種基本控制結(jié)構(gòu)描述算法的優(yōu)勢(shì)a.以控制結(jié)構(gòu)為單位，只有一個(gè)入口和一個(gè)出口，各單位之間接口簡(jiǎn)單，比較容易獨(dú)立地理解每一單位。b.縮小了算法的靜態(tài)描述與動(dòng)態(tài)執(zhí)行過程之間的差異，使得兩者容易對(duì)應(yīng)，易于理解。3.2.2算法的描述24m=n，n=R開始結(jié)束R=0？輸入m、n輸出nYNR=mmodn3.2.2算法的描述實(shí)踐p51輾轉(zhuǎn)相除法的算法描述實(shí)踐3.2.2算法的描述輾轉(zhuǎn)相除法的算法描述自然語言表示法流程圖表示法偽代碼表示法示例①輸入兩個(gè)正整數(shù)m,n(m>n)；②計(jì)算m除以n所得的余數(shù)r；③m=n,n=r；④若r＝0,則m,n的最大公約數(shù)等于m；否則轉(zhuǎn)到步驟②；⑤輸出最大公約數(shù)m；⑥結(jié)束。m=input("m=")n=input("n=")ifm<n:m,n=n,mr=1whiler!=0:r=m%nm=nn=rprintm三種基本結(jié)構(gòu)的流程圖這三種基本控制結(jié)構(gòu)的主要作用是：（1）順序結(jié)構(gòu)表示程序中的各操作是按照它們出現(xiàn)的先后順序執(zhí)行的。（2）選擇結(jié)構(gòu)表示程序的處理步驟出現(xiàn)了分支，它需要根據(jù)某一特定的條件選擇其中的一個(gè)分支執(zhí)行。選擇結(jié)構(gòu)有單選擇、雙選擇和多選擇三種形式。（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)表示程序反復(fù)執(zhí)行某個(gè)或某些操作，直到某條件為假（或?yàn)檎妫r(shí)才可終止循環(huán)。1.下列關(guān)于算法的特征描述不正確的是()A、有窮性：算法必須在有限步之內(nèi)結(jié)束B、確定性：算法的每一步必須有確切的含義C、輸入：算法至少有一個(gè)輸入D、輸出：算法至少有一個(gè)輸出2.以下不屬于算法基本特征的是()A、可執(zhí)行性B、確定性C、有窮性D、無限性3.下面說法正確的是()A、算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)=程序B、算法就是程序C、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是程序D、算法包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.圖形符號(hào)“"在算法描述流程圖中表示()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、用來判斷條件是否滿足需求5.在使用流程圖描述算法中，表示變量的計(jì)算與賦值的符號(hào)框?yàn)?)A、矩形框B、菱形框C、平行四邊形框D、橢圓形框6.下列關(guān)于算法說法不正確的是()A、算法獨(dú)立于任何具體的語言，BASIC算法只能用BASIC語言來實(shí)現(xiàn)B、解決問題的過程就是實(shí)現(xiàn)算法的過程C、算法是程序設(shè)計(jì)的"靈魂"D、算法可以通過編程來實(shí)現(xiàn)課堂練習(xí)1.下列關(guān)于算法的特征描述不正確的是()A、有窮性：算法必須在有限步之內(nèi)結(jié)束B、確定性：算法的每一步必須有確切的含義C、輸入：算法至少有一個(gè)輸入D、輸出：算法至少有一個(gè)輸出2.以下不屬于算法基本特征的是()A、可執(zhí)行性B、確定性C、有窮性

D、無限性3.下面說法正確的是()A、算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)=程序B、算法就是程序C、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是程序D、算法包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.圖形符號(hào)“"在算法描述流程圖中表示()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、用來判斷條件是否滿足需求5.在使用流程圖描述算法中，表示變量的計(jì)算與賦值的符號(hào)框?yàn)?)A、矩形框B、菱形框C、平行四邊形框D、橢圓形框6.下列關(guān)于