3.1 用计算机编程解决问题的一般过程课件-2025-2026学年浙教版高中信息技术必修一

镇雄长风中学 杨鹏 第二章 算法的程序实现 必修1《数据与计算》 1、用计算机编程解决的一般过程 1 开始 分析问题 寻找方法 有现成工具软件？ 用已有的处理工具解决问题 编写程序 解决问题 结束 是 否 算法与程序两者之间的关系 算法是程序设计的依据，程序设计是算法实现的一种方式。先有算法，后有程序。 在用计算机进行数据处理时，要对各种现实问题进行抽象，探寻计算机自动化的规律，这样才能在程序设计基础上，让计算机实现有效功能。 算法的可行性和确定性可以通过程序设计来验证，根据程序测试反馈信息对算法进行优化，从而提高解决问题效率。 2.1.2算法的描述 必修一：数据与计算 程序设计语言 机器语言 第一代 二进制代码0、1组成，能被计算机直接识别。理解和记忆机器语言非常困难易错，编程效率低。 第二代 汇编语言 是符号化的机器语言，采用英文助记符，容易记忆和识别，可读性强。但它要求软件工程师对相应的机器硬件非常熟悉。 第三代属于高级语言 高级语言是一种独立于机器，面向过程或对象的语言。高级语言是参照数学语言而设计的近似于日常会话的语言。比较流行的高级语言有Java、C/C++、Python等，程序的可读性好，也便于修改、维护。 第三代 高级语言 第一代、第二代属于低级语言 2.1.2算法的描述 必修一：数据与计算 2024年年中，CSDN&《新程序员》发布《2024中国开发者调查报告》显示：Python在数据科学和人工智能领域有着广泛的应用，因此也有着较高的使用率，占比达到 35%，排行第二！ 2.1.2算法的描述 必修一：数据与计算 Python程序设计语言 Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，由荷兰国家数学与计算机科学研究中心的吉多·范·罗苏姆于1990年代初设计，作为一门叫做ABC语言的替代品。 Python提供了高效的高级数据结构，还能简单有效地面向对象编程。Python语法和动态类型，以及解释型语言的本质，使它成为多数平台上写脚本和快速开发应用的编程语言，随着版本的不断更新和语言新功能的添加，逐渐被用于独立的、大型项目的开发。 Python的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单” Python是面向对象的高级程序设计语言，它具有简单、免费、开源和可移植性等特点。 Python已经被移植到许多平台上。这些平台包括Unix/Linux、Windows、Mac OS。 2.1.2算法的描述 必修一：数据与计算 Python python编程三剑客新版 Python程序设计语言 2.1.2算法的描述 必修一：数据与计算 Python从业者月薪最高，平均25.6万。大厂高薪背后是顶尖学历和技术。普通人需不断学习提升技术，才能获得高薪。 能力越大，责任越大，你领多高的工资，意味着你要付出多大的苦。所以我们普通人想要拿高工资，就必须不断地学习和丰富自己的技术，这不是鸡汤，这是现实，公司不会无缘无故的给你高薪的。 2.1.2算法的描述 必修一：数据与计算 抽象与建模 设计算法 描述算法 用算法解决问题的过程 算法要素（变量）、计算模型 算法特征、结构化程序设计思想 自然语言、流程图及伪代码 计算机已经成为人们解决问题的重要工具。一般来说，用计算机解决一个具体问题时，大致经过以下几个步骤：首先要从具体问题抽象出一个适当的数学模型，然后设计一个解此数学模型的算法，最后编出程序进行测试调整知道的到最终解答。寻求数学模型的实质就是分析问题，从中提取操作的对象，并找出这些操作对象之间含有的关系，然后用数学的语言加以描述。 必修一：数据与计算 开始 分析问题 寻找方法 有现成工具软件？ 用已有的处理工具解决问题 编写程序 解决问题 结束 是 否 算法与程序两者之间的关系 算法是程序设计的依据，程序设计是算法实现的一种方式。先有算法，后有程序。 在用计算机进行数据处理时，要对各种现实问题进行抽象，探寻计算机自动化的规律，这样才能在程序设计基础上，让计算机实现有效功能。 算法的可行性和确定性可以通过程序设计来验证，根据程序测试反馈信息对算法进行优化，从而提高解决问题效率。 必修一：数据与计算 程序语言的发展 机器语言 由二进制的0、1代码指令构成，能被计算机直接识别。但理解和记忆机器语言非常困难，并且容易出错，编程效率低。 汇编语言 是符号化的机器语言，采用英文助记符代替机器指令，容易记忆和识别，提高了程序的可读性。但它是面向机器的语言，是为特定的计算机系统设计的，它要求软件工程师对相应的机器硬件非常熟悉，所以仍是低级语言。 高级语言 更接近自然语言，并不特指某一语言，也不依赖于特定的计算机系统，因而更容易掌握和使用，通用性也好。比较流行的高级语言有Java、C/C++、Python等，程序的可读性好，也便于修改、维护。 必修一：数据与计算 程序设计语言 第一代 第二代 第三代 机器语言 汇编语言 高级语言 C# C++ Java PHP Python 二进制代码0、1组成，能被计算机直接识别。理解和记忆机器语言非常困难易错，编程效率低。 是符号化的机器语言，采用英文助记符，容易记忆和识别，可读性强。但它要求软件工程师对相应的机器硬件非常熟悉。 是一种独立于机器，面向过程或对象的语言。高级语言是参照数学语言而设计的近似于日常会话的语言。比较流行的高级语言有Java、C/C++、Python等，程序的可读性好，也便于修改、维护。 C VB …… 必修一：数据与计算 Python语言概述 Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，由荷兰人Guido van Rossum（吉多-范-罗苏姆）于1989年发明，第一个公开发行版发行于1991年。 Python的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单” Python是面向对象的高级程序设计语言，它具有简单、免费、开源和可移植性等特点。 Python已经被移植到许多平台上。这些平台包括Unix/Linux、Windows、Mac OS。 3.2 Python语言程序设计 必修一：数据与计算 Python语言适合用于做什么？ 软件开发 数据挖掘 大数据分析 系统运维 人工智能 深度学习 Web开发 游戏开发 3.2 Python语言程序设计 必修一：数据与计算 3.2 Python语言程序设计 Python从业者月薪最高，平均25.6万。北京程序员薪资最高，平均16.48万。大厂高薪背后是顶尖学历和技术。普通人需不断学习提升技术，才能获得高薪。 最后，我想说，能力越大，责任越大，你领多高的工资，意味着你要付出多大的苦。公司不会无缘无故的给你高薪的。 必修一：数据与计算 学习Python可拓宽就业方向 3.2 Python语言程序设计 必修一：数据与计算 情境导入 如何使用计算机绘制下面三种图案？ 必修一：数据与计算 使用Windows自带的画图软件可以画出正方形和五角星，阴阳图需要利用计算机编程来解决问题。 情境导入 必修一：数据与计算 海龟绘图（turtle模块） 想象在绘图区有一只小海龟（画面显示一个箭头代表小海龟的头），起始位置在 x-y 平面的 (0, 0) 点，面向x轴正方向。小海龟根据一组函数指令的控制，在这个平面坐标系中移动，从而在它爬行的路径上绘制了图形。 必修一：数据与计算 画 一 个 正 方 形 海龟绘图（turtle模块） 必修一：数据与计算 程序设计语言发展阶段： 机器语言（由0和1组成的指令） 汇编语言（用英文字母和数字表示指令） 高级语言（接近于人的自然语言和数学语言） 16位计算机的机器指令为：1101001000111011 汇编语言指令为：add2,3,result，运算结果写入result 低级语言 高级语言代码为：result=2+3 执行数字2和3的加法 必修一：数据与计算 同学们你们遇到问题，要解决问题应该怎么做呢？ 分析问题 寻找解决问题的 途径与方法 解决问题并 验证结果 提出 问题 分析 问题 设计 方案 编程 调试 解决 问题 必修一：数据与计算 计算机解决问题的过程 抽象、界定和描述问题。 描述方式可以是数学模型、文字、表格或图形等。 提出 问题 分析 问题 设计 方案 编程 调试 解决 问题 （1）将求解过程分解为若干个相对独立的功能。 （2）为每个独立的功能设计操作步骤，即进行算法设计。 必修一：数据与计算 编写程序，修改错误，分析、验证结果。 提出 问题 分析 问题 设计 方案 编程 调试 解决 问题 计算机解决问题的过程 必修一：数据与计算 练一练 1.下列步骤是用计算机解决物质密度计算问题时经历的三个阶段：（ ） ①编制计算机程序，用计算机进行处理 ②设计“根据物质的质量与体积计算密度”的算法 ③明确任务为“根据物质的质量与体积计算密度”，确定密度计算公式 上述阶段的正确顺序是： A.③②① B.③①② C.①②③ D.①③② A 必修一：数据与计算 2. 下图是判断方程ax2+bx+c=0（a≠0）有无实根的部分流程图，则图中虚线部分的内容是: （ ） C 练一练 必修一：数据与计算 3．如图所示的流程图： 该算法完成的功能是：（ ） A.计算y=1＋2＋3＋4＋5 B.计算y=1×2×3×4×5 C.计算y=1＋2＋3＋4 D.计算y=1＋3＋5＋7 C 练一练 必修一：数据与计算 3.2 Python语言概述 Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言，由荷兰人Guido van Rossum（吉多·范·罗苏姆）于1989年发明，第一个公开发行版发行于1991年。 Python的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单” Python是面向对象的高级程序设计语言，它具有简单、免费、开源和可移植性等特点。 Python已经被移植到许多平台上。这些平台包括Unix/Linux、Windows、Mac OS。 必修一：数据与计算 Python语言适合用于做什么？ 软件开发 数据挖掘 大数据分析 系统运维 人工智能 深度学习 Web开发 游戏开发 Python能做什么？ 必修一：数据与计算 学习Python可拓宽就业方向 必修一：数据与计算 使用Python运行环境 调用已安装的IDLE来启动Python运行环境 Python运行环境 必修一：数据与计算 Python语言的开发环境 启动Python3.9在Python shell中打开多行代码编辑窗口（File->New File），编写或直接粘贴程序并运行，运行中会要求保存一个.py文件；也可双击.py文件直接运行。 （文件式） （交互式） 必修一：数据与计算 IDLE环境下运行 输出的字符要在双引号，或单引号内 你能在书上找到输入函数吗？ IDLE：integrated Development and learning environment Python集成开发环境。 基本功能：语法加亮；段落缩进；基本文本编辑；Table键控制；调试程序。 认识第一个函数 输出函数 Print（ ） Print( )-------要输出的内容在小括号内参照右边的提示，你来试试看？ 输出字符、数字、算式有什么不同呢？ 同时输出多个数据 Print（内容1，内容2，内容3） 必修一：数据与计算 ✹同学们，输入代码看看是啥效果呀 from turtle import * color('red', 'yellow') begin_fill() while True: forward(200) left(170) if abs(pos()) < 1: break end_fill() done() 所有输入区分大小写，符号在英文状态下输入。 “Shift”键就切换到英文输入状态,再按一下“Shift”键就会返回中文状态。 ctrl+shift是切换输入法! Capslock 大写字母切换键 绘制单个五角星 IDLE环境下运行 必修一：数据与计算 学生活动 小组合作讨论，编程画一个五角星并填充红色。 必修一：数据与计算 绘制双子星 from turtle import * color('red', 'yellow') begin_fill() hideturtle() speed(10) while True: forward(200) right(144) if abs(pos()) < 1: break while True: back(200) left(144) if abs(pos()) < 1: break end_fill() done() 学生活动 必修一：数据与计算 活动1：学生小组合作讨论，编程画一个正五边形。 学生活动 必修一：数据与计算 学生活动 海龟绘图 （turtle模块） 活动2:教师演示并讲解画圆的方法 必修一：数据与计算 活动3：学生小组合作讨论，编程画一个靶心图形，并为各圆环填充不同的颜色。 学生活动 必修一：数据与计算 学生活动 活动4:学生小组合作讨论，编程画一个黑白阴阳图形。 必修一：数据与计算 活动5:绘制双花 复制代码 1 from turtle import * 2 3 4 speed(10) 5 color('red', 'yellow') 6 begin_fill() 7 while True: 8 forward(200) 9 right(164) 10 if abs(pos()) < 1: 11 break 12 while True: 13 back(200) 14 left(164) 15 if abs(pos()) < 1: 16 break 17 end_fill() 18 done() 学生活动 必修一：数据与计算 活动6:组织学生发挥想象——我想让计算机绘制什么样的图形，我能对程序做什么？学生开始设计算法，修改并尝试调试程序。 学生活动 必修一：数据与计算 本节课到此结束 $