3.2 算法的描述课件-2025-2026学年粤教版高一信息技术必修一

3.2 算法及其描述 情境导入 上节课我们学习了计算机解决问题的四个步骤，其中哪个步骤是核心？ 设计算法 算法是解决问题的步骤清单，那我们如何把这个‘清单’清晰、准确地表达出来，让他人或计算机能理解？ 这两个场景的描述有什么区别？为什么会出现不同结果？ 场景一：妈妈教孩子煮面条，口头描述步骤（“先加水、开火，水开后下面，煮几分钟就好”），孩子可能煮糊或煮不熟（描述模糊、遗漏关键步骤）。 场景二：菜谱上的煮面条步骤（分点清晰、条件明确，如“水沸后放入面条，中火煮3分钟，加少许盐，再煮2分钟即可”），任何人按步骤做都能成功。 情境展示 规范性、无歧义、步骤完整 1. 算法的定义：算法是对解决特定问题的步骤的描述，是一组明确、有限、可执行的操作序列。 2、算法的五大基本特征：确定性、有穷性、可行性、输入、输出 新知探究 - 确定性：每一步操作都有明确的含义，无歧义。 “将变量a的值加1”（确定）vs“将变量a的值加几”（不确定，无效）。 -有穷性：算法执行步骤有限，能在有限时间内结束。 “计算1到100的和”（有穷）vs“无限循环加1”（无穷，无效）。 - 可行性：每一步操作都能通过现有技术实现。 “计算2+3”（可行）vs“计算无限大的数的平方”（不可行，无效）。 - 输入：算法可有0个或多个输入（外部数据）。 计算圆的面积（输入半径，1个输入）vs“输出‘Hello World’”（0个输入）。 - 输出：算法至少有1个输出（结果）。 “计算1到100的和并输出”（1个输出），无输出的算法无意义。 算法的五大基本特征 1. 方法一：自然语言描述-用日常语言（中文、英文等）描述算法步骤，通俗易懂，适合初步设计与交流。 - 要求：步骤清晰、无歧义、逻辑连贯，避免模糊词汇（如“大概”“几分钟”），明确条件与结果。 - 案例演示：以“判断一个整数是否为质数”为例，用自然语言描述算法： 1. 输入一个大于1的整数n； 2. 初始化变量i=2（从最小的质数开始判断）； 3. 判断i是否小于等于n的平方根（取整数部分）； 4. 若n能被i整除，则n不是质数，输出“该数不是质数”，算法结束； 5. 若n不能被i整除，则i的值加1，返回步骤3； 6. 若循环结束后无整除情况，则n是质数，输出“该数是质数”，算法结束。 算法的描述方法 2. 方法二：流程图描述-用规定的图形符号、流程线及文字说明，直观、形象地描述算法步骤与逻辑关系，无歧义、规范性强，是算法与程序的桥梁。 - 起止框（圆角矩形）：表示算法的开始与结束，每个流程图只能有一个开始框和一个结束框。 - 处理框（矩形）：表示具体的操作（如变量赋值、计算、输入输出等），框内填写操作内容。 - 判断框（菱形）：表示条件判断（结果为“是”或“否”），框内填写判断条件，有两个出口（是/否）。 - 流程线（带箭头的直线）：表示算法的执行顺序，箭头指向不可遗漏，避免交叉缠绕。 - 注释框（可选，平行四边形）：补充说明算法步骤，不影响流程执行。 - 绘制规则（强调易错点）：流程线必须带箭头，明确执行方向；判断框的两个出口需标注“是”“否”；算法步骤需按逻辑顺序排列，避免冗余与遗漏。 算法的描述方法 案例演示：以“判断一个整数是否为质数”为例 1. 输入一个大于1的整数n； 2. 初始化变量i=2（从最小的质数开始判断）； 3. 判断i是否小于等于n的平方根（取整数部分）； 4. 若n能被i整除，则n不是质数，输出“该数不是质数”，算法结束； 5. 若n不能被i整除，则i的值加1，返回步骤3； 6. 若循环结束后无整除情况，则n是质数，输出“该数是质数”，算法结束。 两种方法对比 描述方法 优点 缺点 适用场景 自然语言 通俗易懂、无需专业符号、易上手 复杂逻辑易歧义、步骤多易混乱、不直观 初步设计、简单算法交流、非专业场景 流程图 直观清晰、无歧义、逻辑严谨、规范性强 需记忆符号，复杂算法绘制繁琐 算法优化、程序编写前梳理逻辑、专业交流 实操演练 基础任务：算法描述互转 - 需求：已知“计算长方形面积”的自然语言算法（步骤：1.输入长方形的长a和宽b；2.计算面积S=a×b；3.输出面积S），将其转化为规范的流程图；再根据给出的“判断一个数是否为偶数”的流程图，反向梳理出自然语言算法。 - 要求：流程图符号使用规范、流程线清晰、标注完整；自然语言算法步骤无歧义、逻辑连贯，提交DrawIO文件与文字文档。 实操演练 提升任务（选做）：算法设计与绘制 - 需求：设计“计算1到n的累加和（n由用户输入）”的算法，先用自然语言描述，再绘制流程图，体现循环逻辑与条件判断。 - 要求：算法满足五大特征，流程图能准确体现循环的开始、结束条件，尝试优化算法步骤（如减少冗余操作）。 下课！ 谢谢同学们的观看！ $