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(共36張PPT)
信息技術(shù)王鳳龍
靈璧縣第二中學(xué) 王鳳龍
靈璧縣第二中學(xué) 王鳳龍
粵教版普通高中教科書
信息技術(shù) 必修1
3.2 算法及其描述
靈璧縣第二中學(xué) 王鳳龍
學(xué)習(xí)內(nèi)容（P48）
問題思考
杯子A
杯子B
杯子C
有3個同樣大小裝飲料的杯子，杯子A裝雪碧，杯子A裝可樂，杯子C是空杯。請用語言描述如何將杯子A和杯子B中的飲料相互交換呢？
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
杯子A
杯子C
杯子C
杯子A
杯子A
杯子B
杯子C
問題解決
杯子B
杯子B
杯子A
杯子B
杯子C
① 將杯子A的飲料倒入杯子C中
② 將杯子B的飲料倒入杯子A中
③ 將杯子C的飲料倒入杯子B中
經(jīng)典/常見算法之“變量互換算法”
程序
實現(xiàn)
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
杯子A
杯子C
杯子C
杯子A
杯子A
杯子B
杯子C
問題解決
杯子B
杯子B
杯子A
杯子B
杯子C
① 將杯子A的飲料倒入杯子C中
② 將杯子B的飲料倒入杯子A中
③ 將杯子C的飲料倒入杯子B中
經(jīng)典/常見算法之“變量互換算法”
程序
實現(xiàn)
算法與程序的關(guān)系：算法是解決問題的方法與步驟，是程序設(shè)計的"靈魂"與"核心" ，而程序是算法的計算機(jī)代碼的具體實現(xiàn)。
分析問題
設(shè)計算法
編寫程序
調(diào)試運行
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
算法工程師
各大互聯(lián)網(wǎng)公司的算法工程師享有優(yōu)厚的待遇，但同時也有著較高的技術(shù)要求
以上數(shù)據(jù)來自于BOSS直聘
以上數(shù)據(jù)來自于BOSS直聘
信息技術(shù)王鳳龍
一、算法的概念
廣義、狹義
P48
信息技術(shù)王鳳龍
算法的概念
算法有廣義和狹義之分。廣義的算法是指解決問題或完成任務(wù)所需要的一系列步驟，其執(zhí)行者往往是人。
西紅柿炒雞蛋做法
合肥旅游計劃
自動擋汽車啟動步驟
信息技術(shù)王鳳龍
算法的概念
算法有廣義和狹義之分。狹義的算法特指計算機(jī)解決問題的步驟，是能夠被計算機(jī)機(jī)械執(zhí)行的動作或指令的有限集合。
① 開始
② 令t=1，s=1；
③ s = s × t；
④ t = t + 1；
⑤ 如果 t<10，則轉(zhuǎn)到步驟③；
⑥ 否則，輸出 s的值；
⑦ 結(jié)束
輸入 a，b，c
Δ = b**2 - 4*a*c
if (Δ < 0)
輸出 方程無實根
else if (Δ == 0)
x = -b / (2*a)
輸出 方程有兩個相等的實根：x
else if (Δ > 0)
x1 = (-b + 求平方根(delta)) / (2*a)
x2 = (-b - 求平方根(delta)) / (2*a)
輸出 方程有兩個不相等的實根：x1、x2
求10的階乘 算法
求兩個數(shù)的最大值 算法
解一元二次方程 算法
信息技術(shù)王鳳龍
算法的特征
下列兩個都是“求前100項正整數(shù)和”的算法，哪個正確、可行呢？
算法A
算法B
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二、算法的特征
有窮性、確定性、可行性、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出
P49
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算法執(zhí)行的每一個步驟的表述
都必須是確定的，無歧義的
算法的特征
有窮性
一個算法的執(zhí)行步驟必須是有限的
算法的每一個步驟都是可執(zhí)行的
并且能在有限的時間內(nèi)完成
求所有正整數(shù)的和
求前100項正整數(shù)的和
輸出所有5的倍數(shù)
輸出100以內(nèi)所有5的倍數(shù)
確定性
可行性
加入若干糖漿
加入少許珍珠
加入適量奶茶
搖一搖……
加入30克糖漿
加入80g珍珠
加入140ml奶茶
搖一搖……
給我來一杯中杯的椰果奶茶
系統(tǒng)等待若干秒
系統(tǒng)等待0.5秒
寫出π的值
寫出π的值，精確到小數(shù)點后六位
我
算法的特征
0個或多個輸入
算法可以有零個或多個輸入
1個或多個輸入
算法至少有一個或多個輸出
輸出不僅可以是數(shù)值、文本，也可以是圖形、圖像、視頻、
聲音、文件、電子信號、頁面跳轉(zhuǎn)等
信息技術(shù)王鳳龍
0個輸入
2個輸入
輸入除了是文本、數(shù)值，還可以是圖片、視頻、聲音、
文件、生物特征、電子信號、傳感器信號等
信息技術(shù)王鳳龍
三、算法的描述
自然語言、流程圖★、偽代碼
P49
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
出租車計費算法 設(shè)計
出租車計費規(guī)則包含以下幾個方面：
1. 初始費用：也就是起步價，前3公里（含3公里的）的費用固定為8元。
2. 里程費用：行駛超過3公里后，每增加1公里將按2元計費。
請你根據(jù)上述場景描述設(shè)計出租車計費的算法？
設(shè)定出租車行駛的公里數(shù)為s，所需費用為money。根據(jù)題意可知，當(dāng)s≤3時，money=10，當(dāng)s>3時，money= 8+(s-3)*2，求出money的值即為所需的費用。
分析問題
信息技術(shù)王鳳龍
用【自然語言】描述算法
自然語言是人們在日常生活中交流使用的語言，如漢語、英語等。自然語言描述算法通俗易懂，容易掌握。但當(dāng)步驟較多時，用自然語言就難以將其清晰地描述出來，并且由于自然語言本身的特征，導(dǎo)致描述時容易出現(xiàn)歧義和難以理解。
輸入行駛里程s；
money = 0；
如果s≤3，則money = 10；否則，money = 8+(s-3)*2；
輸出費用money
t=0;
x=1;
y=1;
z=1;
如果滿足式子6x+5y+4z=50，則解的個數(shù)加1（即t=t+1，表示右邊式子的值賦值給左邊式子），并輸出這個解（即輸出t，x，y，z的值）；
z=z+1;
如果z≤12則轉(zhuǎn)步驟5，否則繼續(xù)步驟；
y=y+1；
如果y≤10則轉(zhuǎn)步驟4，否則繼續(xù)步驟j；
x=x+1；
如果x≤8則轉(zhuǎn)步驟3，否則繼續(xù)步驟!2；
結(jié)束。
自然語言描述 出租車計費算法
自然語言描述 求方程6x+5y+4z=50正整數(shù)解算法
這門沒有鎖
我不是吃素的
有歧義和難理解
窮舉法
信息技術(shù)王鳳龍
用【流程圖】描述算法
流程圖是通過規(guī)定的圖形和帶有箭頭的流程線來描述算法的一種方法。相對于自然語言，流程圖在描述算法時具有直觀形象、結(jié)構(gòu)清晰、簡潔明了等優(yōu)點。因此，流程圖廣泛應(yīng)用于項目管理、軟件開發(fā)、工程、教育等各個領(lǐng)域。
圖 形 名 稱 功 能
開始/結(jié)束框 表示算法的開始或結(jié)束
輸入/輸出框 表示算法中變量的輸入或輸出
處理框 表示算法中變量的計算和賦值
判斷框 表示算法中的條件判斷
流程線 表示算法中的流向
流程圖描述 出租車計費算法
流程圖的基本圖形及其功能
信息技術(shù)王鳳龍
用流程圖描述算法 運行
題1
題2
若輸入11、25，則上述流程圖輸出________
上述流程圖的輸出結(jié)果為________
14
24
s t
1 2
2 3
6 4
24 5
若輸入36、28，則上述流程圖輸出________
8
信息技術(shù)王鳳龍
偽代碼
求方程6x+5y+4z=50正整數(shù)解的流程圖算法
t=0
for x in range(1,9):
for y in range(1,11):
for z in range(1,13):
if(x*6+y*5+z*4==50):
{t=t+1;
輸出解x、y、z;}
給出解的個數(shù)t
Python程序
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
用【偽代碼】描述算法
偽代碼是一種用介于自然語言和計算機(jī)語言之間的文字和符號來描述算法的方式，其風(fēng)格很像計算機(jī)程序設(shè)計語言，但又不是真正的可以被計算機(jī)理解的代碼。相對于自然語言和流程圖，偽代碼結(jié)構(gòu)清晰、格式緊湊，更易于向計算機(jī)程序過渡。
偽代碼描述 出租車計費算法
輸入公里數(shù) s
money = 0
if (s<=3) :
{money = 8;}
else
{money = 8+(s-3)*2;}
輸出 money
python語言編寫的程序
C語言編寫的程序
信息技術(shù)王鳳龍
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算法的描述
描述方式 特點 優(yōu)點 缺點
自然語言 序號標(biāo)注+大量文字 通俗易懂、容易掌握 不易描述，容易歧義
流程圖 各種圖形 直觀形象、簡潔清晰 繪制較繁瑣，占空間較大
偽代碼 程序代碼+極少量文字 結(jié)構(gòu)清晰、便于過渡 需要一定的編碼基礎(chǔ)
輸入行駛里程s；
money = 0；
如果s≤3，則money = 10；否則，money = 8+(s-3)*2；
輸出費用money
輸入公里數(shù) s
money = 0
if (s<=3)
money = 8
else
money = 8+(s-3)*2
輸出 money
自然語言
流程圖
偽代碼
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四、算法的三種基本控制結(jié)構(gòu)
順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)
P52
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算法的三種基本控制結(jié)構(gòu)
任何復(fù)雜的算法都可以使用以下三種基本控制結(jié)構(gòu)組合表示
順序結(jié)構(gòu)
選擇結(jié)構(gòu)
循環(huán)結(jié)構(gòu)
自上而下一條線
有分支、無回路
有分支、有回路
信息技術(shù)王鳳龍
算法的三種基本控制結(jié)構(gòu) 判斷
選擇結(jié)構(gòu)
求兩個數(shù)的最大值 算法
順序結(jié)構(gòu)
求圓的周長和面積 算法
循環(huán)結(jié)構(gòu)
求4的階乘 算法
信息技術(shù)王鳳龍
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總結(jié)
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
真題練習(xí)（1/5)
A. 自然語言
B. 機(jī)器語言
C. 流程圖
D. 偽代碼
1、以下不屬于算法的描述方式的是 ( )
B
2、用介于自然語言和計算機(jī)語言之間的文字和符號來描述，并且便于向計算機(jī)程序設(shè)計語言過渡的算法是 ( )
A. 自然語言
B. 機(jī)器語言
C. 流程圖
D. 偽代碼
A. 輸入邊長，求正方形的面積
B. 求前一百項正整數(shù)和
C. 求兩個數(shù)的最大公約數(shù)
D. 輸出所有3的倍數(shù)
3、下列問題不能用算法描述的是 ( )
D
D
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4、算法的輸出結(jié)果至少應(yīng)有 ( )
A.0個
B. 1個
C. 2個
D. 3個
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真題練習(xí)（2/5)
B
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5、API是指空氣污染指數(shù)，右圖圖1虛線部分的程序
框圖應(yīng)該是 ( )
A.
B.
D.
C.
圖1
D
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6、右圖圖2流程圖使用的算法控制結(jié)構(gòu)是 ( )
A. 順序結(jié)構(gòu)
B. 選擇結(jié)構(gòu)
C. 循環(huán)結(jié)構(gòu)
圖2
7、若用戶輸入5、9、7，則右圖圖2流程圖的
輸出結(jié)果為 ( )
A. 9
B. 5
C. 7
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真題練習(xí)（3/5)
B
A
8、右圖圖3流程圖使用的算法控制結(jié)構(gòu)是 ( )
A. 順序結(jié)構(gòu)
B. 選擇結(jié)構(gòu)
C. 循環(huán)結(jié)構(gòu)
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真題練習(xí)（4/5)
C
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圖3
9、右圖圖3流程圖的輸出結(jié)果為 ( )
A. 9、18
B. 12、18
C. 9、30
C. 12、30
B
K S
0 0
3 3
6 9
9 18
12
10、小明設(shè)置了一個每天早上都響的鬧鐘。平時鬧鐘響后，他會關(guān)掉鬧鐘然后起床，但如果是周末他會關(guān)掉鬧鐘睡到自然醒，下面流程圖中(1)、(2) 處分別應(yīng)該填入 ( )
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真題練習(xí)（5/5)
A
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A. 是(Y)、否(N)
B. 否(N)、是(Y)
C. 是(Y)、是(Y)
C. 否(N)、否(N)
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常見算法思想：窮舉法
窮舉法又稱為暴力破解法。其基本思想是窮盡題目條件范圍所有可能是解的情況，從而找到符合題目要求的解。因此，窮舉法適用于題目解的個數(shù)有限且可以一一列舉的情況。
用戶輸入一個數(shù)字，猜這個數(shù)是多少
輸出1000~9999范圍內(nèi)所有能
被13和17同時整除的整數(shù)
雞兔同籠，共有35個頭，94只腳。求雞和兔各多少只
以上解題程序均使用python語言編寫
信息技術(shù)王鳳龍
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常見算法思想：解析法
窮舉法是通過找出解決問題的前提條件與結(jié)果之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并通過表達(dá)式的計算來實現(xiàn)問題求解的方法，具體表現(xiàn)為利用成熟的數(shù)量關(guān)系、公式和定理來解析各種問題。
以上解題程序均使用python語言編寫
輸入圓的半徑，求圓的周長和面積
利用求根公式解一元二次方程
雞兔同籠
信息技術(shù)王鳳龍
作業(yè)
利用思維導(dǎo)圖軟件整理本節(jié)課知識
第三章 算法基礎(chǔ)
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
附頁：流程圖應(yīng)用
考試報名流程圖
工業(yè)生產(chǎn)流程圖
項目管理流程圖
信息技術(shù)王鳳龍
信息技術(shù)王鳳龍
附頁：程序運行結(jié)果
求方程6x+5y+4z=50正整數(shù)解的Python程序
程序運行結(jié)果
信息技術(shù)王鳳龍
本節(jié)課到此結(jié)束

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