第9課隨機(jī)探秘?cái)?shù)據(jù)的導(dǎo)出和分析

1、第 9 課 隨機(jī)探秘?cái)?shù)據(jù)的導(dǎo)出和分析任務(wù)導(dǎo)航色子恐怕是生活中最常見(jiàn)的隨機(jī)現(xiàn)象了，本課，使用 Scratch 編寫(xiě)一個(gè)模擬投擲色子過(guò)程的小程序，讓小貓說(shuō)出色子上當(dāng)前的點(diǎn)數(shù)，如圖 9.1 所示。通過(guò)多次模擬投擲色子的過(guò)程，獲取數(shù)據(jù)，然后借助 Excel 來(lái)統(tǒng)計(jì)色子上每個(gè)點(diǎn)數(shù)出現(xiàn)的數(shù)目，研究隨機(jī)現(xiàn)象的規(guī)律，如圖 9.2 所示。圖 9.1 小貓說(shuō)出色子的點(diǎn)數(shù)圖 9.2 數(shù)據(jù)匯總的結(jié)果（投擲 300 次）任務(wù)分析用可以讓一個(gè)角色說(shuō)一個(gè) 1 到 6 之間隨機(jī)的整數(shù)，來(lái)模擬投擲色子的過(guò)程。可以使用圖 9.3 的代碼讓小貓說(shuō)出當(dāng)前的點(diǎn)數(shù)。圖 9.3 模擬擲色子的過(guò)程面多次使用過(guò)隨機(jī)數(shù)，但是程序的是隨機(jī)數(shù)，雖然

2、從來(lái)沒(méi)有系統(tǒng)地研究過(guò)隨機(jī)數(shù)這個(gè)重要的代碼，比如取 500 個(gè) 1 到 6 的隨機(jī)數(shù)，每個(gè)整數(shù)的數(shù)目是不是都是50 個(gè)？想這是一個(gè)將程序作為研究工具的實(shí)驗(yàn)，首先要回答以下兩個(gè)問(wèn)題。（1）研究：你研究是什么？對(duì)問(wèn)題的你猜想？（2） 使用的工具：你準(zhǔn)備如何研究這個(gè)問(wèn)題？要獲取多少組數(shù)據(jù)？如何據(jù)？你打算如何分析這些數(shù)據(jù)？這些數(shù)Follow Me1. 獲取數(shù)據(jù)獲取多組數(shù)據(jù)常常需要使用鏈表來(lái)數(shù)據(jù)，如圖 9.4 所示。圖 9.4 用鏈表結(jié)果來(lái)隨機(jī)數(shù)按空格 300 次不難獲得 300 個(gè)隨機(jī)數(shù)，那么，怎么知道其中有多少個(gè) 1 呢？2. 統(tǒng)計(jì)色子上每個(gè)點(diǎn)數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)統(tǒng)計(jì)色子上每個(gè)點(diǎn)數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)可以采用很多種思路

3、，如可以編一個(gè)程序來(lái)1 到 6個(gè)數(shù)據(jù)各出現(xiàn)多少次；或者使用數(shù)據(jù)處理，輔助完成統(tǒng)計(jì)的工作。在科學(xué)研究中，雖然程序理論上可以解決所有的數(shù)據(jù)處理，但是有時(shí)候限于現(xiàn)有的編程水平，或者追求更快的速度，常常需要結(jié)合應(yīng)用Excel 的排序功能來(lái)統(tǒng)計(jì) 1 到 6 出現(xiàn)的次數(shù)。來(lái)完成數(shù)據(jù)處理工作。接下來(lái)介第 1 步：在鏈表上右擊，選擇“輸出”，如圖 9.5 所示，在彈出的位置，將鏈表數(shù)據(jù)輸出為 txt 文件?？蛑羞x擇合適的圖 9.5 輸出鏈表數(shù)據(jù)粘貼在 Excel 中，如圖 9.6 所示。第 2 步：將 txt 文件中的數(shù)據(jù)圖 9.6 數(shù)據(jù)從鏈表轉(zhuǎn)換到 txt 文件再到 Excel 中第 3 步：將數(shù)據(jù)從小到大

4、排列，如圖 9.7 所示。注意：在排列之前，請(qǐng)所有數(shù)據(jù)在工作表中，Sheet1 用于保留原始數(shù)據(jù)。圖 9.7 將數(shù)據(jù)升序排列第 4 步：數(shù)出每個(gè)數(shù)字的個(gè)數(shù)方法有很多，比如看左邊的角會(huì)顯示出當(dāng)前單元格的數(shù)目，或者選中所有的數(shù)字 2 的單元格，然后在 Excel 右下，或者把所有為 2 的單元格剪切、粘貼在旁邊的那一列。最終將數(shù)據(jù)匯總到 Sheet3 中，如圖 9.8 所示。圖 9.8 數(shù)據(jù)匯總的結(jié)果實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和你之前的猜想一致么？和你周圍的比較一下，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相同么？DIY可以通過(guò)改進(jìn)代碼，使用重復(fù)執(zhí)行語(yǔ)句，增大數(shù)據(jù)量，讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成 600 個(gè)隨機(jī)數(shù)，代碼如圖 9.9 所示。圖 9.9 用重

5、復(fù)執(zhí)行語(yǔ)句生成 600 個(gè)隨機(jī)數(shù)想你的猜想正確么？是不是數(shù)據(jù)量越大，每個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的數(shù)目占總數(shù)目的百分比就越接近？3 為了獲得的數(shù)據(jù)，能不能將其他同學(xué)的數(shù)據(jù)和自己的數(shù)據(jù)合并呢？知識(shí)著陸1.2.3.：將鏈表導(dǎo)出設(shè)計(jì)：從獲取、分析數(shù)據(jù)的角度驗(yàn)證猜想編程：多種共同使用提高效率創(chuàng)作天地1 有些同學(xué)提出繪制 6 個(gè)不同點(diǎn)數(shù)的篩子造型，用圖 9.10 的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)擲色子的效果，你也可以試一試。圖 9.10 用點(diǎn)數(shù)來(lái)模擬擲色子的過(guò)程2 一位同學(xué)試圖改進(jìn)圖 9.10 的代碼，卻出現(xiàn)了圖 9.11 的效果，你能幫他修改正確么？圖 9.11 造型點(diǎn)數(shù)和說(shuō)的點(diǎn)數(shù)不一致3 使用柱形圖按鈕，可以將選中的數(shù)據(jù)生成柱形圖，如圖 9.12 所示，你也可以試一試。圖 9.12 用柱形圖來(lái)分析數(shù)據(jù)視野拓展編程的英文 programming 有“按照順序作一件事”的意思，意思是說(shuō)程序中任何代碼都會(huì)經(jīng)歷一段時(shí)間，就連循環(huán)也不例外，你可以試著做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，按照?qǐng)D 9.13 所示的代碼100 組循環(huán)時(shí)間求出每次循環(huán)所用的時(shí)間圖 9.13 循環(huán) 100 次所需要的時(shí)間研究鏈表直接導(dǎo)出成 Excel 文件，更改擴(kuò)展名 txt 為 xls，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)一個(gè)空循環(huán) 100 次所需要的時(shí)間大約是 2.5 秒，每次循環(huán)大約需要 0.025 秒，你可以研究一下這 100 組數(shù)據(jù)的最大值和最小值是多少，并思考影響循環(huán)時(shí)間的影響。懂