第4课 算法的概念及其特征（课件）2023-2024学年五年级上册信息技术江西科学技术版

算法的概念及其特征 1 初识算法 算法并不遥远，它就在我们的身边。古时候君子有六艺：“礼、乐、射、御、书、数”。其中“数”指的就是术数，也就是算法。 随着科学技术的发展，“算法”的外延和内涵逐渐发生变化。那么现代的“算法”指的是什么意思呢？ 初识算法 小组交流： 你觉得现代意义上的算法可能是什么呢？ 你可以举例说明吗？ 扫地机器人 初识算法 在生活中，看似平常的做法都蕴含着一定的道理，如果将这些做法抽象成数学描述可能就是一些非常有效的算法。 周末来临，小蓝想要学习烧水泡茶，让爸爸妈妈喝到可口的茶水。已知烧水泡茶有五道工序：烧开水（15分钟）、洗茶壶（2分钟）、洗茶杯（1分钟）、拿茶叶（1分钟）、泡茶（1分钟）。如果当时的情况是没有开水，茶壶、茶杯都要洗，还要准备茶叶，小蓝需要花多少时间才能让爸爸妈妈喝到可口的茶水呢？ 情景描述 初识算法 烧水泡茶的算法 步骤 算法1 算法2 步骤1 烧水 烧水 步骤2 水烧开后，洗茶壶、茶杯， 拿茶叶 烧水过程中，洗茶壶、茶杯，拿茶叶 步骤3 泡茶 泡茶 总用时 20分钟 16分钟 身边的算法 在实际生活中，人们一直都在寻求有效解决问题的方法。 例如： 做饭时，如何在做完一桌饭菜后，还能保证饭、菜、汤都有一个合适的温度。 身边的算法 指挥交通时，交警叔叔如何指挥来往车辆和行人有序通行，提高道路通行。 旅游时，如何规划旅行路线，以确保在有限的时间和预算内提高行程的性价比。 设计电梯时，如何设置有效的电梯调度方案，以确保乘客等待的总时长最短。 身边的算法 人们对问题的解决与思考在生活中比比皆是，当这些解决问题的步骤被人们描述并记录下来之后，就成为了可以重复执行的、用来解决某一问题的算法。 电梯的算法 身边的算法 思考： 现在，你知道什么叫算法吗？ 你还能说出我们身边的算法有哪些吗？ 算法的概念 算法，就是通过明确的、可执行的操作步骤来描述问题的求解方案，且算法中的每一步都能被人或者机器装置执行。 问题 算法 解决 步骤 步骤 步骤 1 2 N 算法的概念 通过对烧水泡茶算法的分析，我们可以看出，算法需要有输入、计算过程和输出。 在烧水泡茶算法中，我们以算法1为例，写出该算法的输入、计算过程和输出。 算法的概念 输入 输出 计算过程 五道工序：烧开水（15分钟）、洗茶壶（2分钟）、洗茶杯（1分钟）、拿茶叶（1分钟）、泡茶（1分钟）。当时的情况是没有开水，茶壶、茶杯都要洗，还要准备茶叶。 1.烧开水（15分钟） 2.水烧开后，洗茶壶（2分钟），洗茶杯（1分钟），拿茶叶（1分钟） 3.泡茶（1分钟） 共需要20分钟 算法的概念 小组交流： 你觉得算法应该有哪些特征？ 1 5 有穷性 3 4 2 确定性 可行性 有零个或多个输入 算法的特征 有一个或多个输出 算法是解决“做什么”和“怎么做”的具体步骤描述，这些步骤应能在有限的时间内完成，并且不可以含有会导致步骤无法继续下去的歧义性语句。因此，一个算法必须具有五个特征。 2 0 2 3 A + 算法中的每一个步骤应该是确定的、没有歧义的。 2确定性 算法的每一个步骤都可以被算法执行者执行，可用来解决某一类问题 3可行性 输入就是算法在执行时要从外部获取的数据。输入可以是多个，也可以是零个。 4有零个或 多个输入 输出就是算法实现所得到的结果，是算法对输入的数据进行加工处理后得到的。 5有一个或多个输出 算法必须是由有限个步骤组成，即算法一定要能够结束 1有穷性 算法的特征 智慧树 输入 输出 计算过程 已知长方形的长为20厘米，宽为15厘米，求解该长方形面积的算法中，输入、计算过程和输出分别是什么？ 温度的两种不同体系 -摄氏度:中国等世界大多数国家使用 以1标准大气压下水的结冰点为0度，沸点为100度，将温度进行等分刻画. 摄氏温度 华氏温度 -华氏度:美国、英国等国家使用 以1标准大气压下水的结冰点为32度，沸点为212度，将温度进行等分刻画. 摄氏华氏温度计 你知道华氏温度和摄氏温度怎么转换吗？它的转换公式是什么呢？ 我知道，摄氏温度=5*（华氏温度-32）/9 请同学们使用转换公式完成下表 华氏温度（℉） 摄氏温度（℃） 32 50 30 40 摄氏温度=5*（华氏温度-32）/9 请同学们使用转换公式完成下表 华氏温度（℉） 摄氏温度（℃） 32 0 50 10 86 30 104 40 摄氏温度=5*（华氏温度-32）/9 同学们回想计算机解决问题的一般过程，想一想用计算机降华氏温度转换成摄氏温度的过程是怎样的呢？请与同学们分享。 1分析问题 2设计算法 3编写程序 4调试程序 5解决问题 计算机解决问题的一般过程 用计算机解决温标转换问题 一、分析问题