高中信息技術(shù)算法與程序設(shè)計(jì)第一課

1、算法與程序設(shè)計(jì)算法與程序設(shè)計(jì)個(gè)人計(jì)算機(jī)的另一個(gè)稱呼是什么？電腦為什么稱計(jì)算機(jī)是電腦？計(jì)算機(jī)能模擬人的大腦的活動(dòng)。 算法初步v算法與程序框圖v基本算法v算法案例v 揭開計(jì)算機(jī)解決問題的神秘面紗v 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)v 可視化編程v 算法與程序?qū)崿F(xiàn)v 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)v 程序設(shè)計(jì)實(shí)踐算法與程序設(shè)計(jì)如何用計(jì)算機(jī)解決問題如何用計(jì)算機(jī)解決問題v 當(dāng)我們用計(jì)算機(jī)解決問題時(shí)，首先要分析問題，然后根據(jù)問題的要求選擇合適的軟件。v 如果現(xiàn)有的軟件能滿足我們的要求，我們會(huì)直接用這些軟件來完成任務(wù)。v 例如：學(xué)校財(cái)務(wù)處要制作一份工資表，工資表中許多數(shù)據(jù)，我們可以用Excel解決；學(xué)生要設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)刊設(shè)計(jì)，可以使用word；

2、網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)頁是使用網(wǎng)頁制作工具完成的，記事本要輸入代碼，F(xiàn)rontpage和Dreamweaver可以直接使用可視化工具。除此之外， 現(xiàn)實(shí)生活中還有許多工作往往比較特殊，現(xiàn)有的軟件不能很好地完成，或者由于其他方面的原因無法使用，這就需要我們編寫程序來解決問題。計(jì)算機(jī)解決問題的步驟計(jì)算機(jī)解決問題的步驟v分析問題分析問題可采用建立可采用建立數(shù)學(xué)模型的方式使問題的方式使問題變得更明確、易理解。變得更明確、易理解。 v設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算法數(shù)學(xué)模型確定了應(yīng)該數(shù)學(xué)模型確定了應(yīng)該“做什么做什么”，接下來就要為它尋找一個(gè)接下來就要為它尋找一個(gè)“如何做如何做”的算法。的算法。 v編寫程序編寫程序用一種計(jì)算機(jī)能接受的程序

3、設(shè)計(jì)語用一種計(jì)算機(jī)能接受的程序設(shè)計(jì)語言來描述問題求解的算法。言來描述問題求解的算法。 v調(diào)試程序調(diào)試程序查找和改正程序中存在的錯(cuò)誤，使查找和改正程序中存在的錯(cuò)誤，使程序能順利地執(zhí)行，得出正確結(jié)果。程序能順利地執(zhí)行，得出正確結(jié)果。算法的概念算法的概念加法口訣表 直加滿五加進(jìn)十加破五進(jìn)十加一一上一一下五去四一去九進(jìn)一 二二上二二下五去三二去八進(jìn)一 三三上三三下五去二三去七進(jìn)一 四四上四四下五去一四去六進(jìn)一 五五上五 五去五進(jìn)一 六六上六 六去四進(jìn)一六上一去五進(jìn)一七七上七 七去三進(jìn)一七上二去五進(jìn)一八八上八 八去二進(jìn)一八上三去五進(jìn)一九九上九 九去一進(jìn)一九上四去五進(jìn)一渡河的方法與步驟：v 第一步：渡過河

4、去；v 第二步：劃船回來；v 第三步：渡過河去；v 第四步：劃船回來；v 第五步：渡過河去；v 第六步：劃船回來；v 第七步：渡過河。設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)算法v輸入輸入a和和b的值的值v求求X=2a-b/2v求求Y=b/2-av輸出輸出X，Y的值的值v結(jié)束結(jié)束a1X+b1Y=c1a2X+b2Y=c2v輸入輸入a1,b1,c1,a2,b2,c2的值的值v求求X=(b2*c1-b1*c2)/(a1*b2-a2*b1)v求求Y=(a1*c2-a2*c1)/(a1*b2-a2*b1)v輸出輸出X，Y的值的值v結(jié)束結(jié)束算法v算法是在有限步驟內(nèi)求解某一問題所使用的一組定義明確的規(guī)則。v算法是解決問題的方法和步驟

5、算法的特征算法的特征v輸入v確定v有窮性v輸出v能行性判斷整數(shù)判斷整數(shù)n（n2）是否為質(zhì)數(shù)是否為質(zhì)數(shù)v 第一步：給定大于2的整數(shù)v 第二步：令iv 第三步：用i除n，得到余數(shù)r判斷余數(shù)r是否為，若是，則n不是質(zhì)數(shù)，結(jié)束算法；否則，將i的值增加1，仍用i表示v 第四步：判斷i是否大于（n-1），若是，則n是質(zhì)數(shù)，返回第三步著名數(shù)學(xué)家華羅庚著名數(shù)學(xué)家華羅庚“燒水泡茶燒水泡茶” 算法一v 第一步：燒水；v 第二步：水燒開后，洗刷茶具；v 第三步：沏茶。算法二v 第一步：燒水；v 第二步：燒水過程中，洗刷茶具；v 第三步：水燒開后沏茶。算法在解決問題中的地位和作用算法在解決問題中的地位和作用見書見書1

6、3表表1-6兩個(gè)程序的效率比較兩個(gè)程序的效率比較計(jì)算機(jī)只懂得根據(jù)人的命令來執(zhí)行相關(guān)的程序，而我們要編寫程序，首先要分析問題分析問題：對(duì)問題進(jìn)行詳細(xì)地分析，通過分析，弄清楚已知條件下的初始狀態(tài)及要達(dá)到的目標(biāo)，找出求解問題的方法和過程，并抽取出一個(gè)數(shù)學(xué)模型，形成算法;然后要設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)算法：將這個(gè)數(shù)學(xué)模型連同它要處理的數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)能識(shí)別的方式描述出來，使之成為計(jì)算機(jī)能處理的對(duì)象；最后，編寫程序編寫程序：用程序設(shè)計(jì)語言設(shè)計(jì)出具體的問題求解過程，形成計(jì)算機(jī)程序，這樣，計(jì)算機(jī)就會(huì)按照我們給定的指令一條一條地 進(jìn)行處理了。設(shè)計(jì)一個(gè)軟件的步驟是：開始分析問題設(shè)計(jì)算法編寫程序運(yùn)行程序驗(yàn)證結(jié)果問題解決無論使用現(xiàn)

7、成的軟件解決問題，還是自己動(dòng)手編程解決問題，其實(shí)質(zhì)都是一樣的：現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)軟件同樣也經(jīng)歷了這些過程，其差別在于，用程序設(shè)計(jì)解決問題需要我們親自動(dòng)手設(shè)計(jì)軟件，而使用現(xiàn)成的軟件，是別人已經(jīng)給我們?cè)O(shè)計(jì)好了的。算法的描述算法的描述v自然語言自然語言v流程圖流程圖v偽代碼偽代碼1 1、用自然語言來描述。、用自然語言來描述。人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫恼Z言人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫恼Z言 算法描述：算法描述：算法分析：算法分析：例如：例如：意思之一：這個(gè)人不認(rèn)識(shí)老張。意思之一：這個(gè)人不認(rèn)識(shí)老張。意思之二：老張不認(rèn)識(shí)這個(gè)人。意思之二：老張不認(rèn)識(shí)這個(gè)人。 2 2、用流程圖來描述、用流程圖來描述流程圖流程圖流程圖的優(yōu)缺點(diǎn)流程圖

8、的優(yōu)缺點(diǎn)3 3、用偽代碼描述算法。、用偽代碼描述算法。v使用偽代碼描述算法沒有嚴(yán)格的語法限制，書使用偽代碼描述算法沒有嚴(yán)格的語法限制，書寫格式也比較自由，只要把意思表達(dá)清楚就可寫格式也比較自由，只要把意思表達(dá)清楚就可以了，它更側(cè)重于對(duì)算法本身的描述。以了，它更側(cè)重于對(duì)算法本身的描述。v在偽代碼描述中，表示關(guān)鍵詞的語句一般用英在偽代碼描述中，表示關(guān)鍵詞的語句一般用英文單詞，其他語句可以用英文語句，也可以用文單詞，其他語句可以用英文語句，也可以用漢語語句。漢語語句。偽代碼的優(yōu)缺點(diǎn)：偽代碼的優(yōu)缺點(diǎn)：開始r=m除以n的余數(shù)輸入正整數(shù)m和nr=0輸出n的值結(jié)束m=n，n=r否是程序的基本結(jié)構(gòu)程序的基本結(jié)構(gòu)v順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)v選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)v循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)分析問題、建立模型、設(shè)計(jì)算法、編寫程序具體問題程序設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序程序設(shè)計(jì)語言程序設(shè)計(jì)語言v機(jī)器語言機(jī)器語