第二单元 2.1 走进算法：流程图（课件）-《Python程序设计基础》（高等教育出版社）同步精品课堂

第二单元 2.1 走进算法：流程图 Python程序设计基础 同步精品课堂 高等教育出版社 任务一 走进算法与流程图 任务二 程序的三种基本逻辑结构 任务三 优化算法与流程图 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 1、理解流程图的作用 2、掌握流程图的基本符号及其含义 3、掌握流程图的分析与绘制 4、理解程序的三种基本逻辑结构 教学重难点 二 教学重点： 1、流程图的基本符号及其含义 2、程序的三种基本逻辑结构 教学难点： 流程图的分析与绘制 导入新课 三 这些精美的标志，如果让你用手工精确绘制，困难在哪里？ 计算机是如何帮助我们快速、精确地绘制它们的？ 计算机之所以能完成这些任务，是因为我们给了它一套清晰的“步骤说明书”，这就是——算法。而今天，我们就来学习一种描述算法的直观工具——流程图。 任务一 走进算法与流程图 机位固定：摄像机本身不移动（如不推、拉、摇、移）。 新知讲授 四 1、算法的定义 在计算机科学领域，算法是指为解决特定问题或完成特定任务而准确定义的一系列有限步骤的集合。它是计算机程序的核心构成要素。 有穷性：算法必须在执行有限步骤后自然终止，而非无限循环。 确切性：算法的每一步骤都必须有清晰无误的定义，不存在歧义。 输入项：一个算法有零个或多个输入，用以描述运算对象的初始情况。 输出项：一个算法必须有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。 可行性：算法中描述的操作都是可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现的。 机位固定：摄像机本身不移动（如不推、拉、摇、移）。 新知讲授 四 2、流程图的作用 流程图是一种使用标准图形符号来描述算法或过程的图表。它通过直观的方式，清晰地展示出步骤、决策点及控制流。 请将以下文字描述转换为流程图的形式： 小明早上准备上学。先走到窗边查看天气。 如果下雨的话，小明会乘坐公交车上学。 如果没有下雨的话，再看看自行车有没有气，如果没有气的话就先打气，再骑车取上学。 要将流程图画得统一规范，我们需要了解流程图的基本符号及其含义 机位固定：摄像机本身不移动（如不推、拉、摇、移）。 新知讲授 四 3、流程图的基本符号及含义 ①起止框：形如圆角矩形，表示算法或子流程的开始与结束。每个流程图必须有且仅有一个开始框，但结束框可以有多个。 开始 结束 ②输入输出框：形如平行四边形，表示数据的输入（如从键盘、文件读取）或输出（如向屏幕、文件写入）操作。 输入a的值 输出结果b的值 机位固定：摄像机本身不移动（如不推、拉、摇、移）。 新知讲授 四 3、流程图的基本符号及含义 ③处理框：形如矩形/长方形，代表算法中进行的某种处理或运算，如赋值、计算、调用函数等。它是算法的主体部分。 设置边框为蓝色 计算a+b ④判断框：形如菱形，代表算法中的条件判断。它有一个入口和至少两个出口，根据条件成立与否（是/否），程序将流向不同的分支。 正在下雨吗 自行车有气吗 机位固定：摄像机本身不移动（如不推、拉、摇、移）。 新知讲授 四 4、流程图的绘制 在学习了流程图的基本符号以后，请同学们修改刚刚绘制的“是否骑自行车去上学”的流程图，将其改为规范的画法。 开始 查看窗外天气 正在下雨吗 自行车有气吗 乘坐公交车 出发去学校 结束 给自行车打气 骑自行车 否 否 是 是 任务二 程序的三种基本逻辑结构 新知讲授 四 1、顺序结构 顺序结构是程序设计中最基本的结构。它表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序依次执行的。 开始 语句1 语句1 结束 ...... 例1：绘制一个圆 分析： 1、开始 2、确定圆的半径，在运行时输入r 3、绘制对应半径大小的圆 4、结束 开始 输入半径r 绘制半径为r的圆 结束 新知讲授 四 1、顺序结构 顺序结构是程序设计中最基本的结构。它表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序依次执行的。 开始 语句1 语句1 结束 ...... 例2：计算圆的面积 分析： 1、开始 2、确定圆的半径，在运行时输入r 3、计算面积 area = π * r² 4、输出面积 area 5、结束 开始 输入半径r 计算面积area = π * r² 结束 输出面积 area 新知讲授 四 2、选择（分支）结构 通过选择判断决定程序走向，从给定的两种或多种操作中选择一种执行，不同的执行流程就是程序的一个分支。 开始 条件 语句1 结束 语句1 是 否 新知讲授 四 2、选择（分支）结构 例1：输入三条边长，判断能否构成三角形。若可以，则输出“可构成三角形！”，否则输出“不可构成三角形！”请画出流程图。 分析： 1、依次输入三条边的边长 2、判断是否满足两边之和大于第三边，即a+b>c且a+c>b且b+c>a 3、判断正确输出“可构成三角形！”，判断不正确时输出“不可构成三角形！” 4、结束 开始 判断是否满足两边之和大于第三边 结束 输出“可构成三角形！” 输入边长a 输入边长b 输入边长c 输出“不可构成三角形！” 是 否 新知讲授 四 2、选择（分支）结构 例2：输入成绩score，判断成绩是否大于等于60，若满足条件，输出“成绩合格”，若不满足条件，输出“成绩不合格”。 分析： 1、输入成绩score 2、判断 score >= 60 是否成立 3、判断正确输出“成绩及格”，判断不正确时输出“成绩不及格” 4、结束 开始 判断score>=60 结束 输出“成绩合格” 输入成绩score 输出“成绩不合格” 是 否 新知讲授 四 3、循环结构 循环结构是指在程序中需要反复执行某个功能而设置的一种程序结构。它由循环体（需要重复执行的语句）和循环的终止条件两部分组成。 开始 条件 结束 语句块 是 否 新知讲授 四 3、循环结构 例1：绘制一个边长为100px的等边三角形，画出该算法的流程图。 分析： 1、向前移动 100 px (起始方向为正右)。 2、左转角 120° (使方向转为左上)。 3、向前移动 100 px (方向为左上)。 4、左转角 120° (使方向转为左下)。 5、向前移动 100 px (方向为左下)。 6、左转角 120° (使方向转为正右)。 开始 向前移动100px 左转角120° 结束 向前移动100px 左转角120° 向前移动100px 左转角120° 开始 循环次数在3次以内 结束 左转角120° 向前移动100px 是 否 新知讲授 四 3、循环结构 例2：计算1到100的累加和。 分析： 1、开始 2、初始化 sum = 0, i = 1 3、判断 i <= 100 是否成立？，若成立，执行 sum = sum + i；然后执行 i = i + 1；返回步骤3再次判断。若不成立，跳出循环，输出sum 4、结束 开始 i <= 100 结束 i=i+1 sum=sum+i 是 否 sum=0,i=1 新知讲授 四 在实际编程中，这三种基本结构并非孤立存在，而是相互嵌套，共同构建出解决复杂问题的算法。例如，在一个循环体内可以包含选择结构，在选择结构的某个分支中又可以嵌入新的循环。 理解并熟练运用算法思想、流程图工具以及三种基本控制结构，是步入程序设计殿堂的坚实基础。后续的编程语言学习，实质上是将这些逻辑思维用特定的语法规则进行形式化表达的过程。掌握了这一核心，便能以不变应万变，从容面对各类编程任务。 任务三 优化算法与流程图 新知讲授 四 例1：先绘制一个正方形，再绘制一个正五边形，边长均为100px，请绘制流程图。 关键点：绘制任何一个正多边形，其循环次数 = 边数，每次旋转角度 = 360° / 边数。 判断循环是否在 4 次以内？ 判断循环是否在 5 次以内？ 左转 90° 左转 72° 开始 向前移动100px 向前移动100px 结束 否 是 否 是 新知讲授 四 小明正在开发一个简单的文件下载程序。这个程序需要完成从选择文件到成功下载的完整过程。在这个过程中，程序需要检查文件是否存在、实时监控下载进度、并在下载完成后验证文件是否完整。 分析系统需求： 1、用户首先选择要下载的文件 2、程序需要检查该文件在服务器上是否存在 3、如果文件不存在，显示错误信息并结束流程 4、如果文件存在，开始下载文件 5、下载过程中需要持续检查进度，确保文件完全下载 6、下载完成后验证文件完整性 7、如果文件损坏，需要删除损坏文件并重新下载 8、如果文件完好，显示成功信息并结束流程 新知讲授 四 顺序结构：开始 → 选择文件 → 下载文件 → 验证文件 → 显示结果 → 结束 文件存在判断→如果文件不存在，直接结束流程；如果存在，继续下载流程 判断结构：包含三个判断 下载进度判断→监控下载进度，确保文件完整下载 文件验证判断→检查文件是否损坏，确保可用性 循环结构：包含两个循环 下载循环→当下载进度<100%时，持续执行继续下载，直到文件完全下载完毕 重试循环→当验证不通过时，删除损坏文件并重新下载，确保最终获得完整可用的文件 新知讲授 四 开始 选择下载的文件 文件是否存在 显示“文件不存在” 开始下载文件 下载进度<100% 结束 继续下载 验证文件完整性 验证通过 删除损坏文件 显示“下载成功” 结束 否 是 是 否 否 是 师生互动 五 1、流程图的基本符号有哪些 2、判断框有什么作用 3、程序有哪几种基本逻辑结构 答案： 1、起止框、输入输出框、处理框、判断框、流程框、连接点。 2、代表算法中的条件判断。根据条件成立与否（是/否），程序将流向不同的分支。 3、顺序结构、选择（分支）结构、循环结构。 随堂练习 六 1 、某超市收银流程主要使用了（ ） A.顺序结构 B.选择结构 C.循环结构 D.顺序和选择结构 答案：D 解析：包含顺序执行的输入输出，也包含判断会员的选择结构。 随堂练习 六 2 、流程图中表示处理过程的符号是（ ） A.圆角矩形 B.菱形 C.平行四边形 D.矩形 答案：D 解析：矩形框用于表示各种处理操作和计算步骤。 随堂练习 六 3 、判断一个数是否为偶数的算法应该使用（ ）。 A.顺序结构 B.选择结构 C.循环结构 D.模块结构 答案：B 解析：需要判断数字除以2的余数，根据结果选择不同输出。 随堂练习 六 4 、计算1×2×3×...×10的乘积，应该使用（ ） A.顺序结构 B.选择结构 C.循环结构 D.递归结构 答案：C 解析：连乘操作需要重复执行乘法，使用循环结构 随堂练习 六 5 、（多项选择题）程序的基本控制结构包括（ ） A.顺序结构 B.选择结构 C.循环结构 D.并行结构 答案：ABC 解析：顺序、选择、循环是三种基本控制结构。 随堂练习 六 6 、（多项选择题）流程图中用于表示数据操作的符号有： A.输入输出框 B.处理框 C.判断框 D.起止框 答案：AB 解析：输入输出框和处理框涉及数据操作。 随堂练习 六 7、(是非选择题)流程图中可以没有起止框。 A.正确 B.错误 答案：B 解析：流程图中必须含有起止框。 随堂练习 六 8、(是非选择题)流程图的符号形状可以随意变化。 A.正确 B.错误 答案：B 解析：流程图符号有统一的标准。 随堂练习 六 9、选择（ ）结构：通过选择 决定程序走向，从给定的 操作中选择一种执行，不同的执行流程就是程序的 。 答案：分支 判断 两种或多种 一个分支 解析：选择（分支）结构：通过选择判断决定程序走向，从给定的两种或多种操作中选择一种执行，不同的执行流程就是程序的一个分支。 课堂小结 七 谢谢 $