2.1解决问题的一般过程和用计算机解决问题 课件 2023—2024学年人教/中图版（2019） 高中信息技术必修1

2.1 解决问题的一般过程 和用计算机解决问题 讲课人：*** 时间：2023年 11月 【第二章】【算法与程序实现 】 1 学习目标 Learning goals 01 02 体会人工解决问题与计算机解决问题的不同特点 03 通过对交通疏导问题的思考与探究，体会人工解决问题与计算机解决问题的过程与区别 04 经历计算机解决问题的一般过程,了解用计算机解决问题的优势 通过对出行打车过程的对比，体验问题解决方式的多样性 2 一 情境导入 一 两种不同的叫车方式 小明同学准备和父母一起乘心机外出旅游，为了尽快赶到机场，父母决定到小区门口招手叫辆出租车，而小明则建议通过叫车软件网络约车。 1、针对上面的情境，比较“招手叫车”和“网络约车”两种方式的不同，完成下表： 叫车方法 叫车地点 叫车步骤与过程 便捷程度 招手叫车 网络约车 思考： 2、从问题解决过程和效率等方面，分析这两种方法的异同。 相同点： 不同点： 小区门口 家中 招手拦车→上车沟通目的地→到达机场 软件约车→输入出发地和目的地→系统分配司机→到指定地点→到达机场 不太便捷 比较便捷 叫车→坐车→出发→到达目的地 1、过程细节不同；2、沟通方式不同；3、效率不同。 二 解决问题的一般过程 在无信号灯或者信息灯不能正常工作的路口，经常会有交通警察在现场指挥交通，如图： 二 交通指挥问题 思考： 描述交通警察为保证道路畅通进行交通疏导的一般过程与方法。 二 解决问题的一般过程 人们解决问题的过程通常包括以下阶段： 分析问题 寻找解决问的 途径与方法 解决问题并 验证结果 交通警察要对道路流量进行观察，了解道路信息。 目标：维护秩序，提高效率、保障安全。 分析路况，结合经验，“想”出问题解决的具体过程和方法。 目的：指挥车辆与行人有序通行。 手势信号指挥和疏导，协调并控制道路交通。 还需适时调整指挥方案，以便提高效率。 交通警察为保证道路畅通进行交通疏导的一般过程和方法。 三 计算机解决问题的过程 三 计算机解决问题的过程 "天河三号"超级计算机，浮点计算处理能力将达到10的18次方，是"天河一号"的200倍，存储规模是"天河一号"的100倍。其工作一小时相当于13亿人上万年的工作量。 2019年1月17日，超级计算机"天河三号"原型机已为中科院、中国空气动力研究与发展中心、北京临近空间飞行器系统工程研究所等30余家合作单位完成了大规模并行应用测试，涉及大飞机、航天器、新型发动机、新型反应堆、电磁仿真、生物医药等领域50余款大型应用软件。 计算机具有运算速度快、计算精确度高、逻辑运算能力强、存储容量大和自动化程度高等特点。因此,利用计算机解决问题，能在一定程度上提高问题解决的效率。 三 计算机解决问题的过程 交通信号灯是国际通用的道路交通信号设施。我们用计算机程序模拟控制红绿灯的变化，例如，可以编程实现一个“灯”由红色变成绿色的效果。 思考活动：用计算机程序控制交通信号灯“红灯变绿灯” 分组思考： 结合前面交通警察指挥交通的过程，分析用计算机编程解决该问题的过程，思考二者有何联系与不同？ 编程 分析 问题 设计 方案 三 计算机解决问题的过程 提出问题 分析问题 设计方案 编程调试 解决问题 编程调试 方案能够转换成计算机可执行的步骤（指令） 总结： 用计算机解决问题是诸多方式的一种，大致过程与一般的问题解决类似。 计算机解决问题的特殊性，求解问题的过程都是由计算机依据设定的程序执行的。实现了自动化解决。 三 分析问题 1 计算机解决问题的过程 用计算机解决问题时，需要先对问题进行分析，明确问题的目标和条件等。问题描述方式不唯一，有的问题可以用数学模型描述，有的问题可用文字、表格等。 初始状态 中间状态 终止状态 红灯变亮 红灯持续显示 绿灯变亮 例如，编程实现一个“红灯变绿灯”。 三 设计方案 2 在设计方案时一般包括以下环节： 首先，根据需求分析，将求解过程分解为若干个独立的功能，如果分解之后的功能仍比较复杂，可以继续分解，如右图。 然后，针对特定功能设计实现步骤，即进行算法设计。 计算机解决问题的过程 原始问题 主要功能1 主要功能m …… …… …… 子功能 子功能 红灯变绿灯 红灯点亮 绿灯点亮 图2.1.5“红灯变绿灯”功能分解示意图 三 编程调试 3 计算机解决问题的过程 编写程序就是利用计算机程序设计语言描述算法，实现问题求解过程。 程序是一组可执行的计算机指令。程序设计语言是编写程序所使用的的计算机语言。 由二进制0、1代码指令构成，能被计算机直接识别。 符号化的机器语言，采用英