信息學(xué)奧賽課課通(C++)第1單元電子市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第1單元程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作者：林厚從信息學(xué)奧賽課課通（C++）第1頁(yè)第1課

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)。2.初步了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和工作原理。第2頁(yè)1.計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存放器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成。運(yùn)算器作用是按照程序中指令功效，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。控制器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制中心，按照程序中指令序列和需求，指揮計(jì)算機(jī)各個(gè)部件有條不紊地協(xié)調(diào)工作。運(yùn)算器和控制器通常集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，稱為中央處理器（又稱微處理器，簡(jiǎn)稱CPU）。第3頁(yè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)存放器分為內(nèi)存放器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存）和外存放器（簡(jiǎn)稱外存）。輸入設(shè)備是計(jì)算機(jī)在與人進(jìn)行會(huì)話時(shí)，接收外部命令或者需要加工數(shù)據(jù)而使用設(shè)備。輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)在與人進(jìn)行會(huì)話時(shí)，將處理結(jié)果以人們能夠識(shí)別感受方式展現(xiàn)出來(lái)設(shè)備第4頁(yè)2.計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件主要用于調(diào)度、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立硬件，確保它們協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)軟件關(guān)鍵是操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS），另外還包含各種服務(wù)性程序、語(yǔ)言程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等。應(yīng)用軟件是為了某種特定用途而被開發(fā)軟件。第5頁(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成（示意圖）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)運(yùn)算器控制器存放器輸入設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件第6頁(yè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)關(guān)系第7頁(yè)3.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理約翰·馮·諾依曼原理第8頁(yè)實(shí)踐鞏固第9頁(yè)第2課

信息表示及存放學(xué)習(xí)目標(biāo)1.體會(huì)二進(jìn)制原理和表示方法。2.熟知慣用字符編碼（ASCII碼）。3.熟知計(jì)算機(jī)中存放信息基本單位。4.了解計(jì)算機(jī)中整數(shù)和小數(shù)表示方法。第10頁(yè)1.二進(jìn)制原理和表示方法比特（bit）是計(jì)算機(jī)存放信息最小單位，它只有“0”或“1”兩種取值。計(jì)算機(jī)中任何信息都是用“0”和“1”進(jìn)行二進(jìn)制編碼、表示和存放，包含英文字母、符號(hào)、漢字、圖片、音樂、視頻等。比如，0，1，10，11，100，……1011.01。第11頁(yè)2.字符編碼和存放單位ASCII碼，全稱為美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），是一個(gè)包含英文字母、數(shù)字、慣用符號(hào)全球通用編碼方法。ASCII碼用7個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示一個(gè)字符，最多能夠表示27=128個(gè)字符。計(jì)算機(jī)將8個(gè)二進(jìn)制位合在一起，作為存放基本單位，稱為1個(gè)字節(jié)（byte，簡(jiǎn)寫成B）。一個(gè)漢字在計(jì)算機(jī)中占用2個(gè)字節(jié)。常見計(jì)量單位有千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、吉字節(jié)（GB）、太字節(jié)（TB）、拍字節(jié)（PB）、艾字節(jié)（EB）、澤字節(jié)（ZB），他們之間都是1024關(guān)系。第12頁(yè)3.整數(shù)和小數(shù)表示方法計(jì)算機(jī)中整數(shù)、小數(shù)即使都是采取二進(jìn)制表示，不過(guò)原理和方法是不一樣。整數(shù)采取是準(zhǔn)確表示，小數(shù)采取是近似表示，其能夠表示數(shù)據(jù)范圍和精度也不一樣。第13頁(yè)3.整數(shù)和小數(shù)表示方法整數(shù)表示：分為無(wú)符號(hào)數(shù)、有符號(hào)數(shù)。有符號(hào)整數(shù)有原碼、反碼和補(bǔ)碼三種表示方法。小數(shù)表示：浮點(diǎn)表示法（科學(xué)記數(shù)法）。階碼和尾數(shù)。第14頁(yè)實(shí)踐鞏固第15頁(yè)第3課編程解題普通過(guò)程學(xué)習(xí)目標(biāo)1.體會(huì)使用計(jì)算機(jī)編程解題普通過(guò)程。2.初識(shí)計(jì)算機(jī)程序及C++編程軟件。第16頁(yè)使用計(jì)算機(jī)編程解題過(guò)程普通分為分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫和調(diào)試程序、運(yùn)行程序驗(yàn)證結(jié)果4個(gè)步驟。第17頁(yè)例1、輸入一個(gè)圓半徑，輸出該圓周長(zhǎng)和面積?！締栴}分析】步驟1：分析問題要編寫程序，首先要對(duì)問題進(jìn)行詳細(xì)分析，搞清楚已知什么，要求什么，怎么求。本題已知一個(gè)圓半徑r，要求是該圓周長(zhǎng)和面積。由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圓周長(zhǎng)計(jì)算公式為L(zhǎng)=2×π×r，圓面積計(jì)算公式S=π×r×r，其中π=3.14159。第18頁(yè)步驟2：設(shè)計(jì)算法依據(jù)問題分析結(jié)果，確定處理問題方法及詳細(xì)步驟。能夠用流程圖、偽代碼、自然語(yǔ)言等方式描述算法。本題能夠用以下5個(gè)步驟處理（自然語(yǔ)言描述）：1）從鍵盤輸入圓半徑r；2）利用公式L=2×π×r計(jì)算圓周長(zhǎng)；3）利用公式S=π×r×r計(jì)算圓面積；4）輸出該圓周長(zhǎng)；5）輸出該圓面積。第19頁(yè)步驟3：編寫和調(diào)試程序//p1-3-1#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){constfloatpi=3.14159;doubler,l,s;cin>>r;l=2*pi*r;s=pi*r*r;cout<<l<<‘‘<<s<<endl;return0;}第20頁(yè)步驟4：運(yùn)行程序驗(yàn)證結(jié)果運(yùn)行程序，輸入符合題意不一樣數(shù)據(jù)（半徑），查看輸出結(jié)果是否正確，是否按照題意處理了問題。本例題，輸入“10”，輸出“62.8318314.159”。第21頁(yè)實(shí)踐鞏固第22頁(yè)第4課算法及其描述學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解算法概念及其特征。2.學(xué)會(huì)使用自然語(yǔ)言、流程圖描述算法。3.了解算法三種基本結(jié)構(gòu)，并嘗試用流程圖描述。第23頁(yè)1.算法概念算法，處理一個(gè)實(shí)際問題方法和詳細(xì)步驟。算法是程序設(shè)計(jì)靈魂。程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第24頁(yè)2.算法特征算法含有以下特征：可行性確定性有窮性輸入輸出第25頁(yè)3.算法描述算法普通能夠用自然語(yǔ)言、流程圖、N-S圖、偽代碼等方式描述。自然語(yǔ)言就是人們?nèi)粘Ｊ褂谜Z(yǔ)言。用自然語(yǔ)言描述算法即使比較自然和輕易接收，但敘述煩瑣冗長(zhǎng)，輕易出現(xiàn)“二義性”。流程圖是用一組幾何圖形表示計(jì)算機(jī)中各種類型操作，在圖形上用扼要文字和符號(hào)表示詳細(xì)操作，并用帶有箭頭流程線表示操作先后次序。用流程圖描述算法，能夠?qū)⑻幚韱栴}步驟清楚、直觀地表示出來(lái)。第26頁(yè)第27頁(yè)4.算法基本結(jié)構(gòu)任何一個(gè)算法都能夠表示成三種基本結(jié)構(gòu)：次序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。（1）次序結(jié)構(gòu)次序結(jié)構(gòu)是一個(gè)最簡(jiǎn)單、最基本控制結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)從前往后，依次執(zhí)行全部操作步驟，不遺漏、不重復(fù)。第28頁(yè)例1、給變量x、y分別賦值，再交換x和y值，最終重新輸出x和y值。

【問題分析】算法已經(jīng)很清楚，能夠用自然語(yǔ)言描述以下：1）給x和y賦初值；2）定義一個(gè)暫時(shí)變量m，將x中數(shù)據(jù)賦值給m；3）將y中數(shù)據(jù)賦值給x；4）將m中數(shù)據(jù)賦值給y；5）輸出x和y值。其流程圖描述如右。第29頁(yè)（2）分支結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)由一個(gè)“判斷條件”和兩個(gè)“分支”組成，依據(jù)判斷條件成立是否，決定執(zhí)行哪一條分支路徑第30頁(yè)例2、輸入兩個(gè)數(shù)，輸出較大者?！締栴}分析】設(shè)置一個(gè)變量max，用于存放較大數(shù)。輸入a、b兩個(gè)數(shù)后，將a與b進(jìn)行比較，把較大那個(gè)變量值賦值max，最終再輸出max值。用自然語(yǔ)言描述以下：1）輸入a、b值；2）假如a>b，那么max賦值為a，不然max賦值為b；3）輸出max值。其流程圖描述如右圖。第31頁(yè)（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)又稱重復(fù)結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是將某一條或某一組語(yǔ)句重復(fù)執(zhí)行若干次，其中“某一條或某一組語(yǔ)句”稱為循環(huán)體。第32頁(yè)例3求1+2+3+…+100值?！締栴}分析】采取循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。用自然語(yǔ)言描述以下：1）sum←0；2）i←1；3）假如i小于或等于100，那么繼續(xù)，不然轉(zhuǎn)6）；4）sum←sum+i；5）i←i+1，轉(zhuǎn)3）繼續(xù)；6）輸出sum值。其流程圖描述如右圖。第33頁(yè)實(shí)踐鞏固第34頁(yè)第5課程序基本結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解C++程序基本結(jié)構(gòu)。2.知曉標(biāo)識(shí)符、關(guān)鍵字等基本概念第35頁(yè)程序基本結(jié)構(gòu)C++是一個(gè)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，同時(shí)又兼?zhèn)淞私Y(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言一些特點(diǎn)。下面結(jié)合一個(gè)例題，講解程序基本結(jié)構(gòu)，以及頭文件、名字空間、主函數(shù)、語(yǔ)句、標(biāo)識(shí)符、關(guān)鍵字等概念。第36頁(yè)例1、輸入a和b兩個(gè)整數(shù)值，輸出表示式3a-2b+1值?！締栴}分析】算法很簡(jiǎn)單，首先輸入a和b，然后求出表示式值存放到c中，最終輸出c值。//p1-5-1#include<iostream>//頭文件usingnamespacestd;//名字空間intmain(){/*主函數(shù)*/inta,b,c;cin>>a>>b;c=3*a-2*b+1;cout<<c<<endl;return0;}第37頁(yè)第38頁(yè)實(shí)踐鞏固第39頁(yè)第6課Dev-C++集成開發(fā)環(huán)境學(xué)習(xí)目標(biāo)