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

算法的概念与特征 趣味游戏——《农夫过河》 分析问题： 农夫要将一匹狼、一只羊和一筐菜运到河对岸。他的船太小。一次只能带一样。当他不在时，狼要吃羊、羊会吃菜。怎样乘船才能安全地把这些东西运过河？ 趣味游戏——《农夫过河》 第一步，把羊运到河对岸 第二步，把狼运到河对岸 第三步，把羊运回来 第四步，把菜运到河对岸 第五步，把羊运到河对岸 算法 方案一： 方案二： 第一步，把羊运到河对岸 第二步，把狼运到河对岸 第三步，把羊运回来 第四步，把菜运到河对岸 第五步，把羊运到河对岸 算法的概念 ·古代 算法即“算术” 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。 礼 乐 射 御 书 数 算法的概念 ·广义：“算法”指解决问题或完成任务的一些列步骤。 生活处处皆算法。 算法的概念 ·计算机科学领域 算法指用计算机解决问题的步骤，是为了解决问题而需要让计算机有序执行的，无歧义的、有限步骤的集合。 用计算机能理解的语言描述算法，并输入到计算机中，这个过程就是计算机程序设计。 思考 算法 = 程序？ 程序=数据结构+算法 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及其装置执行。 问题 算法 解决 步骤 1 步骤 2 步骤 N …… 算法的特征 1 2 3 4 5 可行性 有穷性 确定性 0个或多个输入 1个或 多个输出 算法的特征 一个算法在执行有限步骤之后必须结束 有穷性 计算斐波那契数列的和 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55…… 数列从第3项开始，每一项等于前两项的和。 × 算法的特征 每个步骤都是能做到并在有限时间内完成 可行性 计算10除以0的结果 × 算法的特征 算法的每个步骤的执行描述必须是明确的 确定性（无二义性） × 计算100÷整数的结果 算法的特征 初始数据可以从外界输入，也可以包含在算法之中 0个或多数输入 算法必须包含至少一个输出（没有输出的算法是没有意义的） 1个或多个输出 一家三口在户外野餐，只有一个烤肉架，正好能容纳两片烤肉，已知一片肉的两面需要20分钟，怎样才能在最短时间内烤完三片肉？ 算法优化 一号 二号 三号 步骤： ①将（1）（2）号肉放入烤炉，烤制十分钟 ②将（1）号肉翻面，将（2）号肉拿出烤炉，将（3）号肉放入烤炉，烤制10分钟 ③将（1）号拿出烤炉，将（2）号烤炉拿出并翻面，烤制10分钟。 结果：总共用时30分钟 算法优化 假期里你想帮爸爸泡茶，但是没有开水，烧水壶、茶壶、茶杯也都还没洗，暂不考虑时间成本的前提下，你通常习惯怎么做？ 请至少给出两种算法？ 算法优化 洗开水壶 1分钟 洗茶壶 1分钟 烧开水 6分钟 洗茶杯 1分钟 泡茶 1分钟 取茶叶 1分钟 方案一： 算法优化 洗水壶 1分钟 洗茶壶 1分钟 烧开水 6分钟 洗茶杯 1分钟 泡茶 1分钟 取茶叶 1分钟 方案二： 洗水壶 1分钟 洗茶壶 1分钟 洗茶杯 1分钟 取茶叶 1分钟 烧开水 6分钟 泡茶 1分钟 算法优化 同一个问题，可以有不同的算法，选择优化的算法可以节约时间，提高效率。 “烤肉”问题 “泡茶”问题 小结 算法的概念 算法的特征 算法的优化 课堂练习 1、关于算法的特征，以下说法正确的是（ ） A、算法的步骤可以永远执行 B、算法的每一个步骤都需要有明确的含义，不能有歧义出现 C、算法必须要有效数据的输入 D、算法可以没有数据的输出 2、下列有关算法的描述中，错误的是（ ） A、算法是解决某一问题的方法和步骤 B、解决某一问题的算法是唯一的 C、自然语言或流程图均可以描述算法 D、算法必须保证执行计算的次数是有限的 B B 课堂练习 3、下列算法违背了算法的哪个特征（ ） a=3 b=0 输出a/b A、有穷性 B、确定性 C、可行性 D、输入、输出性 4、判断下列算法违背了算法的哪个特征（ ） ①s=1 ②将s的值增加1 ③重复步骤② A、有穷性 B、确定性 C、可行性 D、输入、输出性 C A 谢谢观看 $$