資源簡介

(共51張PPT)
從洗衣流程認(rèn)識算法
項目導(dǎo)入
洗衣機(jī)被譽為歷史上100個最偉大的發(fā)明之一。
模擬人工洗衣過程
自動執(zhí)行洗衣流程
它的發(fā)明將人類從繁重的洗衣勞動中解放出來。
算法
項目主題：描述洗衣機(jī)的洗衣流程
自動化
算法思想
通過對手工洗衣步驟的總結(jié)和洗衣機(jī)洗衣流程的觀察、描述，認(rèn)識算法及其特征。
項目主題：描述洗衣機(jī)的洗衣流程
【活動1】描述手工洗衣步驟
請同學(xué)們結(jié)合生活經(jīng)驗，說一說，手工洗衣服經(jīng)過的步驟。
“手工洗衣算法”
【活動1】描述手工洗衣步驟
算法？
【知識鏈接1】認(rèn)識算法
廣義的講，算法就是在有限步驟內(nèi)解決某一問題所使用的方法。
割圓術(shù)求圓周率
廣義的講，算法就是在有限步驟內(nèi)解決某一問題的所使用的方法。
“手工洗衣算法”
算法是解決“做什么”和“怎么做”的具體步驟的描述。
生活中的算法
【知識鏈接1】認(rèn)識算法
【知識鏈接1】認(rèn)識算法
算法是計算機(jī)幫助人做事的基礎(chǔ)。
如果沒有了算法，計算機(jī)就沒有辦法 解決人類提出的任何問題。
【小貼士】
自動化
自動化
【小貼士】
單片機(jī)——洗衣機(jī)工作的大腦
【小貼士】
單片機(jī)——洗衣機(jī)工作的大腦
【小貼士】
單片機(jī)
洗衣機(jī)
洗衣算法
程序
機(jī)電運轉(zhuǎn)
存儲
編寫
控制
完成洗衣工作
洗衣機(jī)預(yù)設(shè)了多種的洗衣模式。如“快洗”、“強(qiáng)力洗”、“單洗滌”等模式。
請仔細(xì)觀察，認(rèn)真思考。該圖是在“快洗”模式下某洗衣機(jī)的洗衣算法嗎？為什么？
【活動2】探究洗衣機(jī)的洗衣算法
先做
再做
【知識鏈接2】算法的特征
1.有窮性
算法必須由有限個步驟組成，并在有限的時間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)。
依次輸出100以內(nèi)所有的奇數(shù) 依次輸出所有的奇數(shù)
1,3,5,7……99 共50個 無窮個
2.確定性
算法中的每一個步驟都應(yīng)該是確定的，沒有歧義的。
a=10 a=自然數(shù)
【知識鏈接2】算法的特征
3.可行性
算法中的每一個步驟都可以被計算機(jī)執(zhí)行，并且得到確定的結(jié)果。
【知識鏈接2】算法的特征
a=10
b=2
c=a/b
a=10
b=0
c=a/b
0不可以做除數(shù)
4.有零個或多個輸入
算法在執(zhí)行時要從外部獲取的數(shù)據(jù)，可以是多個也可以是零個。
例如：求a和b兩個數(shù)的和。
輸入 a a=10
輸入 b b=13
輸出 a+b 輸出 a+b
【知識鏈接2】算法的特征
5.有一個或多個輸出
輸出是算法執(zhí)行的結(jié)果，是按照算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理所得到的結(jié)果。
例：
洗衣機(jī)洗衣算法的一種輸出形式。
【知識鏈接2】算法的特征
告知用戶洗衣任務(wù)結(jié)束
啟動蜂鳴器鳴叫
算法的特征
可行性
有一個或多個輸出
有零個或多個輸入
確定性
有窮性
【知識鏈接2】算法的特征
【活動2】探究洗衣機(jī)的洗衣算法
無可執(zhí)行的細(xì)節(jié)
不可執(zhí)行
不是洗衣機(jī)算法
執(zhí)行一次“洗滌”操作的步驟
電動機(jī)正轉(zhuǎn)30秒
停止2秒
電動機(jī)反轉(zhuǎn)30秒
停止2秒
觀察洗衣機(jī)的“洗滌”狀態(tài)，說一說，下面的四個步驟是“快洗”模式中“洗滌”操作的算法嗎？
洗滌狀態(tài)
【活動2】探究洗衣機(jī)的洗衣算法
認(rèn)真觀看某洗衣機(jī)“單洗滌”模式的工作模擬動畫，嘗試描述其洗衣算法。在算法描述的過程中，注意如何體現(xiàn)算法的特征。（說明：啟動前默認(rèn)已手動添加洗衣液）
提示：該視頻可以反復(fù)觀看。
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
進(jìn)水
洗滌
輸出
開始
學(xué)生算法描述 ①點擊啟動按鈕 ⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②開始進(jìn)水 停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑥電動機(jī)轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑦停止2秒 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑨停止2秒 報警結(jié)束
學(xué)生算法描述 ①點擊啟動按鈕 ⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②開始進(jìn)水 停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑥電動機(jī)轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑦停止2秒 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑨停止2秒 報警結(jié)束
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
進(jìn)水
洗滌
輸出
開始
學(xué)生算法描述 ①點擊啟動按鈕 ⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②開始進(jìn)水 停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑥電動機(jī)轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑦停止2秒 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑨停止2秒 報警結(jié)束
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
進(jìn)水
洗滌
輸出
算法特征分析 算法特征 是否滿足
零個或多個輸入 滿足
一個或多個輸出 滿足
有窮性 滿足
確定性 不滿足
可行性 不滿足
有歧義
不可執(zhí)行
開始
修改后的算法描述 ①點擊啟動按鈕 ⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②開始進(jìn)水 停止2秒
③水到達(dá)傳感器水位 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑥電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑦停止2秒 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑨停止2秒 報警結(jié)束
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
入水閥門打開，開始進(jìn)水
入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水
蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
同學(xué)們還能用更少的步驟來描述這個算法嗎？
修改后的算法描述 ①點擊啟動按鈕 ⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 停止2秒
③水到達(dá)傳感器水位 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑥電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑦停止2秒 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑨停止2秒 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
修改后的算法描述 ①點擊啟動按鈕 ⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 停止2秒
③水到達(dá)傳感器水位 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑥電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑦停止2秒 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑨停止2秒 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
1次
2次
3次
請同學(xué)們觀察，第6步到第17步有什么規(guī)律？
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
⑥電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑦停止2秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑨停止2秒
⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
⑥電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑦停止2秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑨停止2秒
⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
增加判斷執(zhí)行
“洗滌”次數(shù)的條件
⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑨停止2秒
⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
停止2秒
洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0
⑦若洗滌次數(shù)<3，
執(zhí)行步驟⑧，
否則執(zhí)行步驟
蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
洗滌操作
洗滌操作
洗滌操作
修改
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④關(guān)閉入水閥門，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
為真，再執(zhí)行第8步
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④關(guān)閉入水閥門，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 報警器開啟鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
否則執(zhí)行第13步
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 報警器開啟鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3， 執(zhí)行步驟 ⑧， 否則，執(zhí)行步驟
否則執(zhí)行第13步
第二種算法描述如下：
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
算法比較：
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3，執(zhí)行步驟⑧， 否則，執(zhí)行步驟
算法一 ①點擊啟動按鈕 ⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑥電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑦停止2秒 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑨停2止秒 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
vs
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
減少了5步
算法比較：
算法二 ①點擊啟動按鈕 ⑧電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 ⑨停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 ⑩電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 洗滌次數(shù)+1，返回⑦
⑥洗滌次數(shù)初始值為0 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
⑦若洗滌次數(shù)<3，執(zhí)行步驟⑧， 否則，執(zhí)行步驟
算法一 ①點擊啟動按鈕 ⑩電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
②入水閥門打開，開始進(jìn)水 停止2秒
③到達(dá)傳感器水位 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
④入水閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水 停止2秒
⑤停止2秒 電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒
⑥電動機(jī)正轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑦停止2秒 電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒
⑧電動機(jī)反轉(zhuǎn)5秒 停止2秒
⑨停2止秒 蜂鳴器開啟，鳴叫3秒結(jié)束
vs
【活動3】描述洗衣機(jī)的洗衣算法
思考:如果增加“洗滌”操作步驟，令其執(zhí)行10次。哪一種算法更容易修改？
第二種描述的步驟少，更為簡潔，也便于修改。
可讀性高
1.可讀性
算法應(yīng)當(dāng)是可讀的、理解的，方便被人分析、修改和使用。
2.正確性
算法首先是正確的，即對任意一組輸入，包括合理與不合理的輸入，總能得到預(yù)期的輸出。
3.高效性
好的算法應(yīng)該具備時間效率高和存儲量低的特點。
【知識鏈接3】算法的評價
評價一個算法的好壞，可以考慮以下幾個指標(biāo)：
例：
【知識鏈接3】算法的評價
1.可讀性
算法應(yīng)當(dāng)是可讀的、理解的，方便被人分析、修改和使用。
2.正確性
算法首先是正確的，即對任意一組輸入，包括合理與不合理的輸入，總能得到預(yù)期的輸出。
3.高效性
好的算法應(yīng)該具備時間效率高和存儲量低的特點。
【知識鏈接3】算法的評價
評價一個算法的好壞，可以考慮以下幾個指標(biāo)：
例：
新冠感染病例篩查為例
1000萬
分組
再逐一
效率提高10倍
【知識鏈接3】算法的評價
思考：若感染的人數(shù)較多，這個辦法還適用嗎？
1000萬次
100萬次
逐一
分組
課程小結(jié)
項目任務(wù) 活 動 知識鏈接
通過對手工洗衣步驟的總結(jié)和洗衣機(jī)洗衣流程的觀察、描述，認(rèn)識算法及其特征。 活動一：描述手工洗衣步驟 活動二：探究洗衣機(jī)的洗衣 算法 活動三：描述洗衣機(jī)的洗衣 算法 認(rèn)識算法
算法的特征
算法的評價
【課后作業(yè)】
尋找生活中的算法，試著去描述它，描述的過程中考慮算法的特征。

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