2.1+2.2+2.3算法的概念及描述、控制结构、解决问题的过程 课件　2022—2023学年高中信息技术浙教版（2019）必修1

第2章 算法与问题解决 浙教版（2019版） 信息技术（高中） 必修1 数据与计算 2.1 算法的概念及描述 学习目标 1 2 3 算法的概念。 算法的特征。 算法的要素。 算法的描述。 4 3 1里脊肉切厚一点的大片。 2肉中加少许盐、料酒腌一下。 3葱、姜、胡萝卜切细丝。 4碗中加三小勺醋、两小勺糖、一小勺生抽兑成汁。 5淀粉加适量水、一小勺食用油，调成比较稠的糊，倒入肉片中，用手抓匀。 6锅中放多一些油，油烧至七成热时，将肉片一片片放入油里，中火炸制，炸到稍上色时捞出，等油烧热后，重新入油锅中炸一遍，炸至金黄捞出。 7锅内留少许底油，放入葱姜丝、胡萝卜丝煸炒出香味。 8倒入炸好的肉片。烹入碗汁，翻炒均匀。 9烹入碗汁，翻炒均匀。 古代的算法主要指的是“算术”，即数值的算术运算。随着科学技术的发展，算法的内涵和外延逐渐发生变化。 古代的算法 广义地讲，算法指的是解决问题或完成任务的一系列步骤。既包括传统意义上计算任务，也可以是生活中各种事物的处理。 广义算法 计算机领域内，算法指的是用计算机解决问题的步骤。是为了解决问题而让计算机执行的有序、无歧义的，有限步骤的集合。 1 、 算法的定义 计算机算法 拓展链接 穷举算法也称枚举算法，指的是在求解过程中，先按照一定的顺序一一列所有可能的解，然后用条件判断列举出的可能解是否为正确解。穷举法一般适合解决解集为离散的且范围明确的问题。 “鸡翁一，值钱五；鸡母一， 值钱三；鸡雏三，值钱一；百 钱买鸡百，问翁、母、雏各几 何？”这是我国古代数学家在《算经》中提出的经典问题。同时，他还在书中给出了解决该问题的算法“鸡翁每增四，鸡母每减七，鸡雏每益三，即得＂。 百钱买百鸡 穷举算法 2 算法的特征 图2.1.1 高一新生报到流程 著名数学家华罗庚曾经提出“烧水泡茶问题”，水壶和杯子未洗，水未烧，但是要泡茶喝，我们该怎么办？给出你的解决方案，写明步骤过程。（提示：考虑一下那些事情是可以同时完成的） 2、算法的特征 √ 有穷性 算法必须能在执行有限个步骤之后终止。 √ 确定性 算法中的每一次运算都有明确的定义，具有无二义性，并且可以通过计算得到唯一的结果。 √ 0个或多个输入项 一个算法有0个或多个输入。所谓0个输入是指本身给出了初始条件。 √ 1个或多个输出项 算法一定要有输出。任何算法都不能“无功而返”。 √ 可行性 算法中执行的任何运算都可以在有限的时间内完成。 3、算法的要素 数据 运算 控制 转移 用算法解决问题时，必须明确参与运算的初始数据、运算时产生的中间数据以及代表问题解决的结果数据。 在对数据进行运算时，必须明确每一步的运算是什么、对哪些数据进行运算等。 在算法执行过程中，有时需要根据数据或运算结果的特点进行不同的处理，这时就需要运用控制转移来执行不同的操作。 习题练习 9 例1：下列关于算法的概念及描述，说法正确的是（ ） A.算法就是数学运算方法 B.算法的第一个执行步骤必须是数据输入 C.算法的一个步骤可以被执行多次 D.算法只能用自然语言进行描述 C 10 观看视频“机器人工作原理” 很多设备的“自动”功能，都是内部算法控制的结果。比如，在夏天把空调温度设定在26℃（如图2.1.4所示），每当空调内部的温度传感器测得室内温度小于或等于26℃时，算法就会“告诉”空调已经到达目标温度，可以暂停工作，空调就会“自动”暂时关闭压缩机的运行。这样，既确保了室内温度，又实现了节能环保。 还有很多设备用算法来帮助设备实现自动化。与同学讨论交流，哪些设备来用算法实现了自动化？并尝试说出这些设备实现自动化控制的算法。 问题与讨论： 2.1.2 算法的描述 1、用自然语言描述算法 图2.1.5 停车场中的车位探测 解决本问题的算法可以用自然语言描述如下。 （1）输入变量flag的值。 （2）若flag的值为1，则设置指示灯为绿色，输出“空车位”；否则，设置指示灯为红色，输出“非空车位”。 2、用流程图描述算法 图形 名称 功能 开始/结束符 表示算法的开始或结束 输入/输出 表示数据的输入或输出 处理框 表示数据的运算处理 判断框 表示算法中的条件判断 流程线 表示算法中的流向 连接点 表示算法中的转接 “N-S图”是由美国学者纳西（Nassi）和斯奈德曼（Shneiderman）提出的一种在流程图中完全去掉流程线，全部算法写在一个矩形框内的算法描述方式。相比于原来的流程图描述，结构性显得更好，也更有助于高效地编写程序。前面车位探测中的算法，可用N-S图表示成如下形式。 输入flag的值 指示灯绿色 指示灯红色 输出“空车位