：2.1计算机解决问题的过程ppt课件-2023新教科版（2019）《高中信息技术》必修第一册.ppt

1、回顾旧知回顾旧知计算方式计算方式人工计算人工计算借助电子表格计算借助电子表格计算编程计算编程计算鸡兔同笼鸡兔同笼2.1 计算机解决问题的过程计算机解决问题的过程计算机解决问题的过程计算机解决问题的过程算法描述与设计算法描述与设计初试身手，体验编程初试身手，体验编程人解决问题的过程一个人带一只羊、一只狼和一蔬菜过河，只有一只小船，一次只能带一个物品。如果羊和狼在一起，狼吃羊；如果羊和菜在一起，羊吃菜。怎样才能安全渡河？（记一下过河的方案）人解决问题的过程:计算机解决问题的过程算法描述与设计算法描述与设计 算法：解决问题的方法与步骤 算法是尼克劳斯.沃斯（N.Writh）提出的，他指出：程序=算法

2、+数据结构（DATA STRUCTURE）（即算法不能单独构成程序，它必须和数据结构合二为一）算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则。通俗点说，就是计算机解题的过程就是计算机解题的过程。什么是算法(algorithm)?自然语言是指人们日常生活中使用的语言，汉语、英语、德语等都是自然语言。用自然语言描述算法，通俗易懂，是我们理解算法的第一步。算法的描述算法的描述 用用自然语言自然语言描述算法描述算法 流程图也称为程序图，它是算法的一种图形化表示方法。算法的描述算法的描述 用用流程图流程图描述算法描述算法用流程图描述算法形象、直观、更容易理解。流程图符号表示的意义快速阅读课本P

3、20-21页，阅读使用流程图描述算法以及三种基本结构的流程图有关内容。掌握每种流程图符号的表示意义以及算法的三种基本结构。阅读完以后完成以下题目：表示一个算法的（）和（）开始结束指向算法运行的（）表示（）。满足条件，执行标识为（）的路径；不满足条件，则执行标识为（）的路径表示从（）输入数据到（）或者从（）输出数据到（）外部 计算机内部 计算机内部 计算机外部表示（）的内容 操作 判断的条件 是 否 方向试一试试着画出交换两个大小相同的杯子中的液体(A：水、B：酒)的流程图。算法的特征1.1.有穷性有穷性 执行有限步之后结束，且每一步都执行时间都是有限的。算法描述与设计算法描述与设计2.2.确定

4、性确定性 算法中的每一个步骤都应当是确定的，而不应当是含糊的、模棱两可的。3.3.输入输入 有零个或多个输入；5.5.可行性可行性 原则上能精确运行，用纸和笔做有限运算后可以完成。4.4.输出输出 至少产生一个输出三种基本结构的流程图三种基本结构的流程图 结构化程序设计是一种进行程序设计的原则和方法，按照这种原则和方法可以设计出结构清晰、容易理解和修改的程序。任何算法都可以由顺序结构、分支结构和顺序结构、分支结构和循环结构循环结构这三种基本结构组合而成。算法的三种基本结构:顺序结构、分支结构和循环结构。P20 三种基本结构的流程图三种基本结构的流程图P20-21顺序结构是一种最简单的基本结构，

5、按照自上而下的先后顺序依次执行程序语句。三种基本结构流程图用自然语言描述：用自然语言描述：S1：拉开象舍门；S2：大象进入象舍；S3：关上象舍门；用流程图表示：用流程图表示：S1S2S3顺顺序序结结构构例：例：“大象进入象舍大象进入象舍”的算法表示的算法表示 三种基本结构的流程图三种基本结构的流程图P20-21分支结构也称为选择结构，是一种根据给定的条件进行判断的结构。图：分支结构中必定包括一个判断框，若满足条件则执行处理框A，若不满足条件则执行处理框B。三种基本结构流程图用自然语言描述：用自然语言描述：如果大象太大无法进入，那么就换一只小象进入。用流程图表示：用流程图表示：以以“大象太大无法

6、进入大象太大无法进入”的算法表示为例的算法表示为例选选择择结结构构太大？换小象否是进入 三种基本结构的流程图三种基本结构的流程图P20-21循环结构是一种重复某一部分操作的结构。图：若满足条件则执行循环体（处理框A），若不满足条件则跳出循环，执行循环结构后面的代码。三种基本结构流程图用流程图表示：用流程图表示：例：“三只小象进入象舍”的算法表示一只小象进入三只都已进入？否是循循环环结结构构结论:任何大的程序都是由这三种结构组成的。用它们作为构成程序的基本单元，一个大的程序开发应当采取“自上而下，逐步细化”的方法，即将一个大的任务分成若干个小任务组成，每一个小任务还可以再分解为若干个子任务，如此

7、逐级分解，直至三种基本结构。1.计算机解决问题的过程（）课 堂 达 标1）分析问题分析问题 2）设计算）设计算法法3）编写程序）编写程序 4）调试运调试运行行 2.算法是解决问题的（）和（）课 堂 达 标 3.描述算法可以有多种方法，比如可以用（）或（）进行描述。课 堂 达 标巩 固 提 高起止框:表示一个算法的开始和结束输入输入/输出框输出框:表示从外部输入数据到表示从外部输入数据到计算机内部或者从计算机内部输出数计算机内部或者从计算机内部输出数据到计算机外部。据到计算机外部。处理框处理框:表示操作的内容。表示操作的内容。4.说出下列流程图符号表达的意义4.说出下列流程图符号表达的意义判断框

8、判断框:表示判断的条件。满足条件，表示判断的条件。满足条件，执行标识为执行标识为“是是”的路泾的路泾;不满足条件，不满足条件，则执行标识为则执行标识为“否否”的路径的路径流程线:指向算法运行的方向。连接符连接符:表示流程图的接续。在相互联系的流表示流程图的接续。在相互联系的流程图内，流程线在具有相同数字或字母的另程图内，流程线在具有相同数字或字母的另一连接符处继续下去。一连接符处继续下去。巩 固 提 高5.算法的三种基本结构（）（）（）要求：能画出流程图。顺序结构 分支结构 循环结构巩 固 提 高做一做 下面是某同学设计的流程图，请你识读一下，写出输出结果。结构内的每一部分都有机会被执行到，也

9、就是说，对每一个框来说，都应当有一条从入口到出口的路径通过它，并且结构内部没有死循环。分析结果分析结果:求求1-1001-100的数的和的数的和练习:请利用所学的知识，尝试写出到请利用所学的知识，尝试写出到100100的奇数的奇数和的流程图，并与同学分享。和的流程图，并与同学分享。思路点拨：思路点拨：因为I=1,S=0为起始变量,而所求的是连续50个奇数的和,则I是循环变量,增加量为2,而S由0再加I即为和的值。Python语言的开发环境 程序设计语言的发展：机器语言：由二进制的0、1代码指令构成，能被计算机直接识别。但理解和记忆机器语言非常困难，并且容易出错，编程效率低。汇编语言：是符号化的

10、机器语言，采用英文助记符代替机器指令，容易记忆和识别，提高了程序的可读性，但它是面向机器的语言，是为特定的计算机系统设计的，它要求软件工程师对相应的机器硬件非常熟悉，所以仍是低级语言。高级语言：更接近自然语言，并不特指某一语言，也不依赖于特定的计算机系统，因而更容易掌握和使用，通用性也好。程序的可读性好，也便于修改、维护，Python就是这种语言。PythonPython是一种跨平台的计算机程序设计语言。是一种面向对象的动态类型语言,已被逐渐广泛应用于系统管理任务的处理和Web编程.语言的简洁性、易读性以及可扩展性，在国外用Python做科学计算的研究机构日益增多，一些知名大学已经采用Pyth

11、on来教授程序设计课程。例如卡耐基梅隆大学的编程基础、麻省理工学院的计算机科学及编程导论就使用Python语言讲授。例如著名的计算机视觉库OpenCV、三维可视化库VTK、医学图像处理库ITK。坚持了清晰划一的风格，这使得Python成为一门易读、易维护，并且被大量用户所欢迎的、用途广泛的语言。Python的作者有意的设计限制性很强的语法，使得不好的编程习惯（例如if语句的下一行不向右缩进）都不能通过编译。其中很重要的一项就是Python的缩进规则。最强大脑师生互动版师生互动版小游戏小游戏小游戏规则游戏规则环节环节解决问题的步骤解决问题的步骤出题答题输出结果1.显示游戏规则、物品及其编号，屏幕

12、停留10秒2.清屏3.给出一个物品名称4.回答编号5.如果回答正确，答对题数+16.重复以上步骤，直到答完5题7.输出答对的题数活动一：用自然语言描述算法活动一：用自然语言描述算法根据“最强大脑”游戏运行的过程。填写课本19页表2.1.1活动二：活动二：用流程图描述算法用流程图符号试画出“最强大脑游戏”的流程图。考虑用到的每种形状框图的作用。最后让同学口头描述流程图算法。环节环节解决问题的步骤解决问题的步骤出题答题输出结果1.显示游戏规则、物品及其编号，屏幕停留10秒2.清屏3.给出一个物品名称4.回答编号5.如果回答正确，答对题数+16.重复以上步骤，直到答完5题7.输出答对的题数是否是输出

13、答对的题数结束开始清屏否显示游戏规则、物品及其编号10秒是否已出满5题？出题答题回答是否正确？答对的题数加1活动二：活动二：用流程图描述算法是否是输出答对的题数结束开始清屏否显示游戏规则、物品及其编号10秒是否已出满5题？出题答题回答是否正确？答对的题数加1程序设计语言程序设计语言算法算法程序程序活动三：分析游戏代码活动说明活动说明：先分析先分析课本课本P22P22页的代码，并页的代码，并尝试分析每行代码的含义。然后尝试找出尝试分析每行代码的含义。然后尝试找出下列流程图的程序框图所下列流程图的程序框图所对应对应的代码。的代码。t2=random.sample(things,5)for i in

14、 t2:ans=int(input(i+的编号是:)ans=int(input(i+的编号是:)if i=thingsans:n=n+1 os.system(cls)print(你好，请用10秒记忆物品及编号)things=苹果,香蕉,橙子,梨子,猕猴桃,柚子,猴魁,铁观音,彩蛋,复活节 for i in range(10):print(i,:,thingsi)time.sleep(10)B、A、C、2、3、D、4、1、连线活动四：用Python语言编制运行游戏活动说明活动说明：启动启动Python，编写或直接粘贴，编写或直接粘贴程序并运行，以程序并运行，以自己姓名自己姓名.py.py保存在桌

15、面上，保存在桌面上，观看运行结果。观看运行结果。计计算算机机解解决决问问题题的的过过程程总结总结分析问题分析问题设计算法设计算法编写程序编写程序 顺序结构顺序结构 分支结构分支结构 循环结构循环结构调试运行调试运行Python语言小结1、计算机解决问题的4 4个步骤个步骤：分析问题设计算法编写程序运行与调试2、描述算法的2 2种方法种方法：使用自然语言和流程图描述算法3、6.程序设计语言发展的过程（）（）（）机器语言汇编语言高级语言巩 固 提 高练习1.下列关于算法的特征描述不正确的是()A、有穷性：算法必须在有限步之内结束B、确定性：算法的每一步必须有确切的含义C、输入：算法至少有一个输入D

16、、输出：算法至少有一个输出2.以下不属于算法基本特征的是()A、可执行性 B、确定性 C、有穷性 D、无限性3.下面说法正确的是()A、算法+数据结构=程序 B、算法就是程序 C、数据结构就是程序 D、算法包括数据结构4.右侧图形符号“在算法描述流程图中表示()A、算法的开始或结束B、输入输出操作C、处理或运算的功能D、用来判断条件是否满足需求5.在使用流程图描述算法中，表示变量的计算与赋值的符号框为()A、矩形框 B、菱形框 C、平行四边形框 D、椭圆形框6.下列关于算法说法不正确的是()A、算法独立于任何具体的语言，BASIC算法只能用BASIC语言来实现 B、解决问题的过程就是实现算法的

17、过程C、算法是程序设计的灵魂 D、算法可以通过编程来实现练习1.下列关于算法的特征描述不正确的是(C)A、有穷性：算法必须在有限步之内结束B、确定性：算法的每一步必须有确切的含义C、输入：算法至少有一个输入D、输出：算法至少有一个输出2.以下不属于算法基本特征的是()A、可执行性 B、确定性 C、有穷性 D、无限性3.下面说法正确的是()A、算法+数据结构=程序 B、算法就是程序 C、数据结构就是程序 D、算法包括数据结构4.图形符号“在算法描述流程图中表示()A、算法的开始或结束B、输入输出操作C、处理或运算的功能D、用来判断条件是否满足需求5.在使用流程图描述算法中，表示变量的计算与赋值的符号框为()A、矩形框 B、菱形框 C、平行四边形框 D、椭圆形框6.下列关于算法说法不正确的是()A、算法独立于任何具体的语言，BASIC算法只能用BASIC语言来实现 B、解决问题的过程就是实现算法的过程C、算法是程序设计的灵魂 D、算法可以通过编程来实现谢谢！