《信息技術(shù)基礎(chǔ)》課件 《模塊六：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》任務(wù)1

模塊六：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)《Python》《信息技術(shù)基礎(chǔ)》PWSO1任務(wù)1算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2任務(wù)2使用Python實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單程序目錄/Contents3任務(wù)3流程控制程序設(shè)計(jì)4任務(wù)4函數(shù)調(diào)用5任務(wù)5面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)6任務(wù)6異常處理01算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)知識(shí)目標(biāo)1.能說出算法設(shè)計(jì)基本要素；2.能列舉程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)；3.能夠根據(jù)給定題目寫出程序設(shè)計(jì)的基本思路。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能夠配置程序運(yùn)行環(huán)境；2.能夠根據(jù)任務(wù)繪制流程圖。能力目標(biāo)1.具備利用信息搜索工具進(jìn)行信息查詢的能力；2.具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識(shí)；3.具備自主學(xué)習(xí)能力、分析和解決問題的能力。素質(zhì)目標(biāo)1任務(wù)描述2任務(wù)解析3知識(shí)鏈接4任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5能力拓展計(jì)算器是我們常用的計(jì)算工具，在某程序中需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)加減乘除運(yùn)算的計(jì)算器，現(xiàn)要求你設(shè)計(jì)該算法，并用流程圖進(jìn)行算法描述?！坝?jì)算器”流程圖現(xiàn)實(shí)生活中計(jì)算器要求輸入兩個(gè)運(yùn)算數(shù)和一個(gè)運(yùn)算符，根據(jù)運(yùn)算符號(hào)選擇做相應(yīng)的運(yùn)算。簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)可以包括計(jì)算器界面設(shè)計(jì)、計(jì)算過程設(shè)計(jì)及運(yùn)算結(jié)果輸出三部分。本任務(wù)用自然語言進(jìn)行算法分析，并用流程圖進(jìn)行描述。算法設(shè)計(jì)自然語言描述繪制流程圖程序設(shè)計(jì)2算法設(shè)計(jì)1程序設(shè)計(jì)語言簡(jiǎn)介3任務(wù)1算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)算法設(shè)計(jì)算法（Algorithm）是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述，是一系列解決問題的清晰指令。算法特征有窮性確定性可行性有零個(gè)或多個(gè)輸入有一個(gè)或多個(gè)輸出算法對(duì)象的運(yùn)算合操作算法的控制結(jié)構(gòu)算法設(shè)計(jì)算法（Algorithm）是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述，是一系列解決問題的清晰指令。算法特征算術(shù)運(yùn)算：加減乘除等運(yùn)算。邏輯運(yùn)算：與、或、非等運(yùn)算。關(guān)系運(yùn)算：大于、小于、等于等運(yùn)算。數(shù)據(jù)傳輸：輸入、輸出、賦值等運(yùn)算。算法對(duì)象的運(yùn)算合操作算法的控制結(jié)構(gòu)指令系統(tǒng):指一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能執(zhí)行的所有指令的集合。操作類型算法設(shè)計(jì)算法（Algorithm）是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述，是一系列解決問題的清晰指令。算法特征算法對(duì)象的運(yùn)算合操作算法的控制結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)：最簡(jiǎn)單的線性結(jié)構(gòu)，算法執(zhí)行順序依據(jù)操作

書寫的先后順序依次進(jìn)行。選擇結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)是根據(jù)對(duì)給定的條件進(jìn)行判斷，根據(jù)

條件判斷是真或假?zèng)Q定操作執(zhí)行的流程和順序。循環(huán)結(jié)構(gòu)：通常用于重復(fù)執(zhí)行某些操作語句，循環(huán)結(jié)構(gòu)

一般有while循環(huán)和for循環(huán)兩類。算法設(shè)計(jì)自然語言描述日常語言來描述算法。優(yōu)點(diǎn)：易理解。應(yīng)用：適用于解決簡(jiǎn)單問題。流程圖描述N-S流程圖偽代碼算法的描述算法設(shè)計(jì)自然語言描述程序框圖用統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)描述程序運(yùn)行具體步驟的圖形表示。流程圖的質(zhì)量直接關(guān)系到程序設(shè)計(jì)的質(zhì)量。流程圖描述N-S流程圖偽代碼算法的描述算法設(shè)計(jì)自然語言描述流程圖描述N-S流程圖偽代碼算法的描述流程圖符號(hào)及說明表算法設(shè)計(jì)自然語言描述流程圖描述N-S流程圖偽代碼算法的描述1.順序結(jié)構(gòu)圖

2.選擇結(jié)構(gòu)圖

3.循環(huán)結(jié)構(gòu)算法設(shè)計(jì)自然語言描述流程圖描述N-S流程圖偽代碼算法的描述盒圖或NS圖去掉了原來的所有流程線，將全部的算法寫在一個(gè)矩形框內(nèi)。算法的一種結(jié)構(gòu)化描述方法，有三種基本結(jié)構(gòu)。是結(jié)構(gòu)化編程中的一種可視化建模。算法設(shè)計(jì)自然語言描述流程圖描述N-S流程圖偽代碼算法的描述單重分支方塊多重分支方塊測(cè)試循環(huán)方塊算法設(shè)計(jì)自然語言描述流程圖描述N-S流程圖偽代碼算法的描述用介于自然語言和計(jì)算機(jī)語言之間的文字和符號(hào)來描述算法。目的：使被描述的算法可以容易地以任何一種編程語言實(shí)現(xiàn)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)清晰

代碼簡(jiǎn)單

可讀性好

類似自然語言。算法設(shè)計(jì)算法分析與評(píng)價(jià)算法的效率時(shí)間復(fù)雜度空間復(fù)雜度正確性可讀性健壯性算法的質(zhì)量?jī)?yōu)劣將影響到算法乃至程序的效率。程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)基本概念是為了解決特定問題而使用某種程序設(shè)計(jì)語言編寫程序的過程。是軟件構(gòu)造活動(dòng)中的重要組成部分。一組計(jì)算機(jī)能識(shí)別與執(zhí)行的指令。每一條指令使計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定的操作，用來完成一定的功能。程序與算法關(guān)系程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)基本概念算法是程序的核心。程序是某一算法用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的具體實(shí)現(xiàn)。一組計(jì)算機(jī)能識(shí)別與執(zhí)行的指令。每一條指令使計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定的操作，用來完成一定的功能。程序與算法關(guān)系程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)的流程0201030405分析問題設(shè)計(jì)算法編寫程序運(yùn)行程序分析結(jié)構(gòu)編寫程序文檔程序設(shè)計(jì)自頂向下，逐步求精結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)各個(gè)模塊通過“順序、選擇、循環(huán)”的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。并且只有一個(gè)入口、一個(gè)出口。模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化編碼將問題求解逐步具體化的過程。逐步求精是自頂向下設(shè)計(jì)的具體體現(xiàn)。把紛繁復(fù)雜的主程序按照功能來劃分為若干個(gè)小程序，用來實(shí)現(xiàn)特定的功能。根據(jù)已經(jīng)細(xì)化的算法運(yùn)用結(jié)構(gòu)化的語句正確寫出計(jì)算機(jī)程序。程序設(shè)計(jì)語言簡(jiǎn)介程序設(shè)計(jì)語言發(fā)展史用于書寫計(jì)算機(jī)程序的語言第一代機(jī)器語言二進(jìn)制代碼指令構(gòu)成第二代匯編語言機(jī)器指令的符號(hào)化第三代高級(jí)語言接近算術(shù)語言和自然語言第四代非過程化語言數(shù)據(jù)庫查詢和應(yīng)用程序生成器面向過程語言面向?qū)ο笳Z言程序設(shè)計(jì)語言簡(jiǎn)介編譯程序與解釋程序面向過程語言面向?qū)ο笳Z言源文件是將高級(jí)語言編寫的代碼翻譯成計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的代碼。目標(biāo)語言翻譯程序指用編程語言編寫的程序需要翻譯程序翻譯后，計(jì)算機(jī)才能識(shí)別。不同編程語言編寫的源文件擴(kuò)展名不同。經(jīng)編譯后，計(jì)算機(jī)課直接識(shí)別的程序代碼，又稱目標(biāo)程序。編譯程序：一次性翻譯高級(jí)語言源程序。解釋程序。逐條翻譯執(zhí)行高級(jí)語言源程序。程序設(shè)計(jì)語言簡(jiǎn)介編譯型語言與解釋型語言編譯型語言解釋型語言程序執(zhí)?前，?次性將所有的源文件編譯成平臺(tái)相關(guān)的機(jī)器語??件（即可執(zhí)行文件）運(yùn)?時(shí)脫離開發(fā)環(huán)境，運(yùn)?效率?一次編譯，無限次運(yùn)行C/C++語言每次執(zhí)行程序需要一邊轉(zhuǎn)換一邊執(zhí)行用到哪些源代碼就將哪些源代碼處理哪些代碼可跨平臺(tái)運(yùn)行Python、Javascript等程序設(shè)計(jì)語言簡(jiǎn)介主流的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言C語言較早的程序設(shè)計(jì)語言1972貝爾實(shí)驗(yàn)室面向過程是不需要任何運(yùn)行環(huán)境便能運(yùn)行的高效率程序設(shè)計(jì)語言C++語言C語言擴(kuò)展升級(jí)而產(chǎn)生1979貝爾實(shí)驗(yàn)室面向?qū)ο蟛⒓嫒軨語言的面向過程Java語言特意設(shè)計(jì)用于互聯(lián)網(wǎng)的分布式環(huán)境1972貝爾實(shí)驗(yàn)室以對(duì)象為導(dǎo)向面向?qū)ο缶幊蘌ython語言較早的程序設(shè)計(jì)語言二十世紀(jì)九十年代初面向?qū)ο髲V泛應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域一、算法分析與設(shè)計(jì)模擬實(shí)際生活中計(jì)算器操作方法，進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的算法設(shè)計(jì)。（1）計(jì)算器完成2個(gè)數(shù)的加減乘除運(yùn)算（2）設(shè)計(jì)運(yùn)算器的界面（3）使用循環(huán)完成計(jì)算程序，在“繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)算嗎？（Y/N）”輸入Y時(shí)繼續(xù)進(jìn)行下一次計(jì)算。二、算法設(shè)計(jì)用自然語言描述第一步：按照上面格式在屏幕上先輸出第一行文字和第二行線條；第二步：定義變量x，y，z分別表示輸入的第一個(gè)數(shù)、第二個(gè)數(shù)、運(yùn)算符號(hào)；按照上面格式要求分別輸入變量x，y，z的值；要求x、y必須是數(shù)字，z是運(yùn)算符號(hào)，否則需要重新輸入。第三步：根據(jù)輸入Z的取值進(jìn)行計(jì)算。z的值可能為“+”、“-”、“*”、“/”。第四步：輸出計(jì)算結(jié)果count的值。第五步：“繼續(xù)運(yùn)算嗎？（y/n）”輸入Y程序第二步，開始下一輪循環(huán)。選擇N結(jié)束循環(huán)，程序結(jié)束。三、流程圖繪制Python標(biāo)準(zhǔn)庫time模塊datetime模塊提供處理時(shí)間的函數(shù)，例如獲取當(dāng)前時(shí)間、格式化日期和時(shí)間、計(jì)時(shí)等。random模塊math模塊re模塊urllib模塊提供更高級(jí)的日期和時(shí)間處理函數(shù)，例如處理時(shí)區(qū)、計(jì)算時(shí)間差、計(jì)算日期差等。提供生成隨機(jī)數(shù)的函數(shù)，例如生成隨機(jī)整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、序列等。提供數(shù)學(xué)函數(shù)，例如三角函數(shù)、對(duì)