第2章 第5课 算法的概念及描述 算法的控制结构-【精彩三年】2024-2025学年高中信息技术必修第一册课程探究与巩固Word教参（浙教版2019）

第二章│算法与问题解决 第5课　算法的概念及描述　算法的控制结构(见学生用书P17) ——2.1　算法的概念及描述　2.2　算法的控制结构，教材第40～57页 1．概述算法的概念与特征。　2.能掌握三种控制结构的特点和适用情形。　3.能运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法。 1．算法的概念及描述 (1)算法的概念 ①广义地讲，“算法”指的是解决问题或完成任务的__一系列步骤__。 ②在计算机科学领域内，“算法”指的是用__计算机__解决问题的步骤，是为了解决问题而需要让计算机有序执行的、无歧义的、有限步骤的集合。 (2)算法的特征 特征 含义 有穷性 一个算法的处理步骤必须是有限的 可行性 一个算法中的每一步操作与要求都应该是算法执行者(人或者机器)__可以实施__的，同时在现实环境中能做到并且能在有限的时间内完成 确定性 算法中对于每个步骤的执行描述必须是__明确__的 __0个或多个输入__ 数据可从外部输入，也可包含在算法中 __1个或多个输出__ 算法必须告诉外界问题求解的结果，即包含至少1个输出 (3)算法的要素 用计算机解决问题，本质上都是以“__数据运算__”的方式来实现的。 要素 含义 数据 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__ 运算 明确每一步的运算是什么、对哪些数据进行__运算__等 控制转移 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 2．算法的描述 (1)设计出一个解决问题的算法，需要用能被算法执行者理解的形式加以呈现，才能被算法执行者(人或者计算机)理解并执行。算法的这种呈现就称为算法的描述。常见的算法描述方式有__自然语言__、__流程图__、伪代码、计算机程序设计语言等。 (2)流程图用一些图形符号表示规定的操作，并用带箭头的流程线连接这些图形符号，表示操作进行方向。常用的流程图基本图形及其功能如表所示。 图形 名称 功能 开始/结束符 表示算法的__开始或结束__ __输入/输出框__ 表示算法中数据的输入或输出 续表 图形 名称 功能 处理框 表示算法中数据的__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 3．算法的控制结构有三种：__顺序结构__、__分支结构__、__循环结构__。 算法的控制结构 1．顺序结构 特点：(1)每个步骤按照算法中出现的顺序依次执行。 (2)每个步骤一定会被执行一次，而且只执行一次。 2．分支结构 特点：(1)首先进行条件判断，根据条件满足与否来决定执行哪个分支。 (2)在一个分支结构中，必定有一个分支被执行，其他的分支则被忽略。 3．循环结构 特点：先判断循环条件是否满足，若满足则进入循环，执行循环体，然后再次判断循环条件是否满足，若满足则再次进入循环，执行循环体。重复上述过程，直到某次循环条件不满足，退出循环。 　　下列关于算法的概念及描述的说法中，正确的是(　A　) A．算法的一个步骤可以被执行多次 B．算法必须包括一个或多个输入 C．算法就是数学运算方法 D．算法只能用自然语言进行描述 【解析】 选项B，算法可以有零个或多个输入，选项错误；选项C，“算法”指的是解决问题或完成任务的一系列步骤，选项错误；选项D，常见的算法描述方法有自然语言、流程图、伪代码、计算机程序设计语言等，选项错误。 变式1　　某一算法的描述如下： ①输入一个正整数x； ②判断x能否被2整除，若能，则输出偶数；否则输出奇数； ③结束。 该算法采用的描述方法是(　D　) A．计算机语言 B．流程图 C．伪代码 D．自然语言 【解析】 文字语言描述属于自然语言，选项D正确。 变式2　　2024·萧山中学检测计算变量s的步骤如下： ①变量s的初值为0，f的初值为－1，变量i的初值为2； ②若i不超过10，则执行③，否则执行⑤； ③s＝s＋f*i*(i＋2)，f＝－f； ④将i的值增加2，返回②； ⑤输出变量s的值。 则下列说法正确的是(　C　) A．该算法采用伪代码描述 B．该算法基本结构为分支结构 C．计算 s的代数式可表示为：－2×4＋4×6－6×8＋8×10－10×12 D．若去掉步骤④中的“将i的值增加2”，则违反了算法的可行性特征 【解析】 选项A，文字语言描述属于自然语言，选项错误；选项B，由④可知，该算法基本结构为循环结构，选项错误；选项D，若去掉步骤④中的“将i的值增加2”，则不符合算法的有穷性特征，选项错误。 　　2023·浙江1月选考某算法的部分流程图如图所示。执行这部分流程，若输入x 的值依次为10，7，8，12，0，则输出k 的值是(　B　) A．2 B．3 C．4 D．5 【解析】 根据“y＝y＋x”可知，y 是x 的累加和。当y≥10时，k＝k＋1，即计数操作，同时将y初始化为0。根据x 的值，y 有3 次满足大于等于10，所以k的最终结果是3，选项B正确。 变式1　　某算法的部分流程图如图所示。执行这部分流程，若输入n的值为20，则输出a、b的值分别是(　D　) A．12　10 B．10　9 C．9　15 D．9　10 【解析】 流程图执行过程如下，选项D正确。 循环次数 a b c 初始值 0 0 20 第1次 3 0 17 第2次 3 5 12 第3次 6 5 9 第4次 6 10 4 第5次 9 10 1 变式2　　顾客使用自助结账系统的主要流程如图所示，假设某用户在结账过程中首先设定了购买的商品种类N＝5，若商品扫码获取的价格及数量分别为12 和2，5 和4，70 和1，3和10，2.5 和4，则下列说法正确的是(　B　) A．语句“n<N？”被执行了6次 B．输出n的值为5 C．最后输出购物总金额sum为160元 D．流程结束后p 的值为6 【解析】 流程图执行过程如下，选项B正确。 循环次数 N sum n n<N？ 初始值 5 0 0 — 第1次 5 0＋12*2＝24 1 √ 第2次 5 24＋5*4＝44 2 √ 第3次 5 44＋70*1＝114 3 √ 第4次 5 114＋3*10＝144 4 √ 第5次 5 144＋2.5*4＝154 5 × 变式3　　2024·庆元中学检测为了编写程序计算表达式“2－4＋6－8＋…－100”的值，小李设计的算法的部分流程图如图所示。流程图中①、②处应填入的语句分别是(　C　) A．①i＝i＋1　②k＝－k*2 B．①i＝i＋2 　　②k＝－k C．①k＝－k　②i＝i＋2 D．①k＝－k*2　②i＝i＋2 【解析】 sum初始值为0，若i先加2再累积到sum中，会加上102，与题意不符。选项C正确。 |随|堂|检|测| 1．下列关于算法的说法中，正确的是(　B　) A．用自然语言描述算法通俗易懂，不会产生歧义 B．算法的三个要素是数据、运算、控制转移 C．一个算法必须要有输入和输出 D．伪代码可以直接在计算机上执行 【解析】 选项A，用自然语言描述算法容易产生歧义，选项错误；选项C，一个算法可以有0个或多个输入，必须要有一个输出，选项错误；选项D，伪代码不能在计算机上执行，选项错误。 2．描述某算法的部分流程图如图所示。执行这部分流程，若输入a＝8，b＝13，c＝21，则输出a的值是(　C　) A．8 B．13 C．21 D．34 【解析】 a＝8，b＝13，c＝21，则“a<c”成立，a＝21；“a<b”不成立，输出a为21，选项C正确。 3．验证角谷猜想的部分流程图如图所示，下列说法正确的是(　C　) A．该流程图只包含了分支结构 B．将条件“n＝1？”改为“n>0？”，功能相同 C．语句“n←n×3＋1”可能不会被执行 D．输入n的值为1时，算法将没有输出 【解析】 选项A，该流程图既包含分支结构，也包含循环结构，选项错误；选项B，n>0包括n>1，选项错误；选项D，输入n的值为1时，算法将输出“验证成功”，选项错误。 4．2024·金华一中检测如图所示的流程图图1和图2 的算法功能相同(x，y 为不同的值)，则流程图图2中①、②、③处应填入的语句分别是(　D　) 　　　　　　　　　　　　　　图1　　　　　　　　　图2 A．①m＝y－x　②x<y？　③m＝x－y B．①m＝x－y　②x>y？　③m＝y－x C．①m＝y－x　②x>y？　③m＝y－x D．①m＝x－y　②x<y？　③m＝y－x 【解析】 图1和图2的功能相同，由图1可知，该流程图的功能是求变量x 和y 的差值的绝对值，因此可以先假设x>y，则m＝x－y，如果x<y，则m＝y－x。选项D正确。 5．2024·丽水中学检测某算法的部分流程图如图所示。执行这部分流程，若输入的x依次为4，5，9，14，0, 则输出n的值是(　B　) A．1 B．2 C．3 D．4 【解析】 执行过程如下，选项B正确。 循环次数 a b c n x 初始值 0 0 0 0 4 第1次 4 0 0 0 5 第2次 5 4 0 0 9 第3次 9 5 4 1 14 第4次 14 9 5 2 0 温馨提示：请完成高效作业5　) 学科网（北京）股份有限公司 $$