ch5問題解決答辯課件

1、ch5問題解決國立臺中二中 劉洲溶第1頁，共46頁。課綱節(jié)數(shù)：10(2學(xué)分)26(4學(xué)分)第2頁，共46頁。5-1電腦解題概論 5-1-1電腦解題簡介5-1-2電腦解題在各領(lǐng)域應(yīng)用 第3頁，共46頁。教學(xué)目標(biāo)認(rèn)識垂直式思考及水平式思考。了解電腦的特性適合垂直式思考之解題。能以循序漸進(jìn)的流程提出解決問題的可能方法。培養(yǎng)學(xué)生分析問題及解決問題的能力。第4頁，共46頁。垂直式思考VS水平式思考 垂直思考具有選擇性，水平思考則具有創(chuàng)造性。垂直思考乃序列性step by step，水平思考則為跳躍式。垂直思考必須通常有正確解答，水平思考則無對錯之分。垂直思考依循最有可能的途徑，水平思考則探索最不可能的。

2、垂直思考是的確定的，水平思考則和機率有關(guān)。垂直思考像是用來把同一個洞挖得更深，而水平式思考則是在別的地方另外挖洞。第5頁，共46頁。水平思考法實例：寫出能想到有關(guān)電燈泡的所有用途？ 第6頁，共46頁。水平思考法實例：問題：父母親攜帶兩個孩子去學(xué)校辦理新生入學(xué)手續(xù)。這兩個孩子的臉幾乎一模一樣，出生的年月日都相同，而且是同一父母生的。老師問：你們兩是雙胞胎嗎？不是。兩個孩子異口同聲的回答。老師奇怪了。這是怎麼一回事。 第7頁，共46頁。垂直思考法實例： 食譜：方法廚師：電腦菜名：水餃材料：冷水麵糰400公克豬絞肉320公克薑 8公克蔥12公克高麗菜或韭菜200公克調(diào)味料：鹽3公克雞精粉4公克細(xì)砂糖

3、3公克醬油10料理米酒10水50白胡椒粉1茶匙香油1大匙做法：1.冷水麵糰分割成每個重約10公克的小麵糰，再分別桿圓、桿薄成水餃皮備用。2.薑切末、蔥切碎；高麗菜洗淨(jìng)後切丁，用1公克的鹽抓勻，醃漬約10分鐘後，擠去水分備用。3.豬絞肉放入鋼盆中，加入鹽後攪拌至有黏性，再加入雞精粉、細(xì)砂糖及醬油、料理米酒拌勻後，將50的水分兩次加入，邊加水邊攪拌至水分被肉吸收，最後再加入作法2的高麗菜、蔥碎、薑末、白胡椒粉及香油拌勻成內(nèi)餡。4.取作法1水餃皮一張，包入15公克的作法3內(nèi)餡，包起捏緊封口成水餃。5.燒一鍋水，水開後放入作法4包好的水餃，以小火煮約5分鐘，至水餃浮起呈鼓鼓狀即可。 第8頁，共46頁。

4、電腦的特性計算速度快準(zhǔn)確處理資料量大不會自主式思考 第9頁，共46頁。適合用電腦解決的問題大量資料的計算、比對、搜尋步驟明確例如：排序、搜尋、 第10頁，共46頁。不適合用電腦來解決的問題純機率問題和人有關(guān)和情意第11頁，共46頁。電腦解題在各領(lǐng)域應(yīng)用實例：路線指引資料壓縮輾轉(zhuǎn)相除法、萬年曆問題(閏年問題)求質(zhì)數(shù)問題 （質(zhì)因數(shù)分解)離散數(shù)學(xué)問題益智遊戲-.tw/linss/網(wǎng)路資料搜尋網(wǎng)路訂票系統(tǒng)第12頁，共46頁。5-2電腦解題程序 5-2-1問題分析5-2-2解題方法設(shè)計5-2-3測試與修正 第13頁，共46頁。學(xué)習(xí)目標(biāo) 初步認(rèn)識可運用之電腦解題工具。了解電腦解題程序中問題分析的方法。熟悉

5、電腦解題程序中解題方法設(shè)計。了解電腦解題程序中以工具測試與修正方法。建立學(xué)生程式設(shè)計的基本觀念。 第14頁，共46頁。分析問題已知的資料、狀況和條件要達(dá)成的目標(biāo)可用的資源問題的限制範(fàn)圍第15頁，共46頁。解決問題實例一 例：四個連續(xù)整數(shù)的乘積為3204，求此四數(shù)?四數(shù)中，沒有10 ( 否則個位數(shù)是0 ) 至少有一數(shù)小於10 ( 否則乘積大於四位數(shù) ) 四數(shù)皆小於10 ( 因為四數(shù)不包含10 ) 四數(shù)中沒有5 ( 否則個位數(shù)是5或0 )第16頁，共46頁。解決問題實例二假設(shè)只有兩個小水桶，一個容積為4公升，另一個是9公升，要如何從河中舀出6公升的水。第17頁，共46頁。解決問題實例三請列出求2到

6、30之間所有的質(zhì)數(shù)。 第18頁，共46頁。問題分析質(zhì)數(shù)定義：除了1與數(shù)字本身沒有其它因數(shù)的自然數(shù)，稱為質(zhì)數(shù)因數(shù)範(fàn)圍：任一自然數(shù)N，N之最大的質(zhì)因數(shù)為小於或等於 SQR(N)輸入：一個數(shù)字輸出：一數(shù)列第19頁，共46頁。解題方法設(shè)計(1)先列出2到30所有數(shù)字，已知2為質(zhì)數(shù)，30的最大因數(shù)為小或等於sqr(30)。故30的最大因數(shù)為5。(2)找出2的倍數(shù)，然後將所有2的倍數(shù)改為0，然後列印輸出數(shù)字2。產(chǎn)生新的一串?dāng)?shù)字中，第一個非0的數(shù)字是3，3即為質(zhì)數(shù)。(3)找出3的倍數(shù)，然後將所有3的倍數(shù)改為0，然後列印輸出數(shù)字3。產(chǎn)生新的一串?dāng)?shù)字中，第一個非0的數(shù)字是5，5即為質(zhì)數(shù)。(4)找出5的倍數(shù)，然後

7、將所有5的倍數(shù)改為0，然後列印輸出數(shù)字5。(5)產(chǎn)生新的一串?dāng)?shù)字中，列印輸出所有非0的數(shù)字。所有列印輸出的數(shù)字為即為2到30之間所有的質(zhì)數(shù)。 第20頁，共46頁。解題流程(1)列出2到30所有數(shù)字2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30(2)找出2的倍數(shù)，然後將所有2的倍數(shù)改為0，然後列印輸出數(shù)字。產(chǎn)生新的一串?dāng)?shù)字中，第一個非0的數(shù)字是3，3即為質(zhì)數(shù)。0、3、0、5、0、7、0、9、0、11、0、13、0、15、0、17、0、19、0、21、0、23、0、25、0、27、0、29

8、、0。列印輸出結(jié)果：2(3)找出3的倍數(shù)，然後將所有3的倍數(shù)改為0，然後列印輸出3數(shù)字。產(chǎn)生新的一串?dāng)?shù)字中，第一個非0的數(shù)字是5，5即為質(zhì)數(shù)。0、0、0、5、0、7、0、0、0、11、0、13、0、0、0、17、0、19、0、0、0、23、0、25、0、0、0、29、0。列印輸出結(jié)果：2、3(4)找出5的倍數(shù)，然後將所有3的倍數(shù)改為0，然後輸出5。0、0、0、0、0、7、0、0、0、11、0、13、0、0、0、17、0、19、0、0、0、23、0、0、0、0、0、29、0。列印輸出結(jié)果：2、3、5(5)產(chǎn)生新的一串?dāng)?shù)字中，列印輸出所有非0的數(shù)字。所有列印輸出的數(shù)字為即為2到30之間所有的質(zhì)數(shù)。

9、列印輸出結(jié)果：2、3、5、7、11、13、17、19、23、29第21頁，共46頁。測試與修正以google 計算工具進(jìn)行測試(順帶介紹雲(yún)端運算之概念, 以電腦解決問題，不一定是個人電腦，也可能是browser加上遠(yuǎn)端伺服器)第22頁，共46頁。第23頁，共46頁。第24頁，共46頁。第25頁，共46頁。=IF(MOD(A1,$A$1)=0,0,A1) 第26頁，共46頁。=IF(MOD(A2,$B$2)=0,0,A2) = IF(MOD(A3,$D$3)=0,0,A3) 第27頁，共46頁。第28頁，共46頁。實作練習(xí)閏年判斷以逼近法求根號N第29頁，共46頁。5-3演算法概論 5-3-1演

10、算法特性5-3-2演算法表示方法5-3-3資料結(jié)構(gòu)與演算法5-3-4演算法與電腦解題 第30頁，共46頁。教學(xué)目標(biāo)了解何謂演算法。認(rèn)識演算法表示方法。了解程式設(shè)計與資料結(jié)構(gòu)與演算法的關(guān)係。培養(yǎng)以演算法思考解決問題的能力。 第31頁，共46頁。演算法示例一河內(nèi)塔f(n)=2*f(n-1)+1第32頁，共46頁。演算法示例二閏年的判定解題步驟如下：輸入N，先看看N能否被4整除，若是不能被4整除，則不是閏年，若是N能被4整除但不能被100整除，是閏年；若是能被4整除，又能被100整除，但不能被400整除，則不是閏年，若是能被4整除，又能被100整除，又能被400整除，是閏年。 第33頁，共46頁。演

11、算法的特性 1.完整性 ：要有輸入，並且至少一個的輸出當(dāng)結(jié)果。2. 明確性 ：演算法中的程序代表的涵義須明確且可行，不能有模糊不清的情況。3. 可決定性 （Deterministic）：在明確而定義清楚的程序被執(zhí)行後，演算法所達(dá)到的結(jié)果應(yīng)該是可預(yù)期的。4. 有限的 （Finite）：演算法必須要能在有限的步驟內(nèi)完成或終止，而且所使用的資料量也是有限的。 第34頁，共46頁。演算法表示方法 代數(shù)的表示法表格式的表示法 虛擬碼表示法 流程圖表示法 第35頁，共46頁。結(jié)構(gòu)化的演算法 循序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)重覆結(jié)構(gòu) 第36頁，共46頁。資料結(jié)構(gòu)與演算法 變數(shù)的意義變數(shù)與演算法 例：（1+2+3+N）的演算

12、法？第37頁，共46頁。資料結(jié)構(gòu)與演算法-續(xù)變數(shù)與資料型態(tài)常用的資料型態(tài)介紹陣列(array)堆疊(Stack)佇列(Queue) 鏈結(jié)串列(linked list)程式設(shè)計=資料結(jié)構(gòu)+演算法 第38頁，共46頁。電腦解題之演算法實例探討 攝氏、華氏溫度換算。BMI計算與身材判斷。(閏年判斷)累加計算。逼近法求N的平方根。二分搜尋法。氣泡排序法。第39頁，共46頁。5-4電腦解題實作5-4-1電腦解題工具介紹文書處理軟體繪圖軟體流程圖程式設(shè)計樂高機器人第40頁，共46頁。流程圖繪製Dia for Windows可用(相關(guān)網(wǎng)站：http:/dia-installer.de/index_en.html)Visio版權(quán)軟體Word第41頁，共46頁。程式