《第1課 算法與問題解決》參考課件1

第一單元算法的實(shí)現(xiàn)目

錄第2課

抽象與建模第1課

算法與問題解決第4課

算法的程序體驗(yàn)第3課

算法設(shè)計(jì)第5課

算法的執(zhí)行第6課

猜數(shù)字算法設(shè)計(jì)第7課

猜數(shù)字算法驗(yàn)證學(xué)習(xí)目標(biāo)理解算法與計(jì)算機(jī)程序之間的關(guān)系。知道在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)算法的一般步驟。利用算法與計(jì)算機(jī)程序解決簡(jiǎn)單問題。前

言

生活中人們經(jīng)常運(yùn)用算法來解決問題。借助計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)算法，可以提高解決問題的效率。思

考

投票、猜數(shù)等問題的算法可以用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，那么所有算法都能用計(jì)籌機(jī)實(shí)現(xiàn)嗎?

日常使用的計(jì)算機(jī)程序是怎么編寫出來的?第1課算法與問題解決學(xué)習(xí)內(nèi)容在計(jì)算機(jī)中運(yùn)用算法解決問題的一般步聚討

論

生活中的投票問題可以通過哪些途徑解決?各有什么優(yōu)點(diǎn)?建

構(gòu)

用算法來解決問題有很多種途徑，比如由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)或由人工實(shí)施等，不同的途徑適用于不同的場(chǎng)景。在計(jì)算機(jī)中運(yùn)用算法解決問題，主要經(jīng)歷問題分析、抽象與建模、設(shè)計(jì)算法、驗(yàn)證與優(yōu)化算法等過程。一、抽象與建模

解決問題首先要對(duì)問題進(jìn)行分析，抽象出關(guān)鍵要素，建立模型。以投票問題為例，某校正在進(jìn)行校徽設(shè)計(jì)征選，全校1000名學(xué)生通過投票的方式在兩個(gè)候選作品中選擇一個(gè)自己喜歡的設(shè)計(jì)方案。

解決該問題的關(guān)鍵要素包括兩個(gè)候選作品的編號(hào)、1000名學(xué)生的投票情況。一、抽象與建模

確定變量

本問題中，需要對(duì)每一次的投票內(nèi)容進(jìn)行處理，從而決定增加哪個(gè)作品的得票數(shù)。使用計(jì)算機(jī)解決這個(gè)問題時(shí)，可以用變量tp表示每一次的投票不同的變量值代表給不同的候選作品投票，用a、b兩個(gè)變量表示兩個(gè)候選作品的得票數(shù)。一、抽象與建模

抽象規(guī)則

tp的值決定了a+1還是b+1，如當(dāng)tp為“a”時(shí)，表示投票給A作品，則a=a+1;當(dāng)tp為“b”時(shí)，表示投票給B作品，則b=b+1。一、抽象與建模

建立模型

在抽象的基礎(chǔ)上，總結(jié)規(guī)律、建立模型是設(shè)計(jì)算法的前提。建立模型時(shí)可以借助公式、表格、圖示等方式，下圖以圖示的形式對(duì)上述投票問題進(jìn)行建模。二、設(shè)計(jì)算法

設(shè)計(jì)算法時(shí)，要確定算法的輸入與輸出，并合理地選擇控制結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確、有序地描述解決問題的步驟。例如，使用計(jì)算機(jī)解決上述作品投票問題的算法，可以描述為如下幾個(gè)步驟:

步驟1:A、B作品得票數(shù)清零，即將變量a與b的值初始化賦為0;

步驟2:投票者輸入投票內(nèi)容“a”或“b”，并將其賦值給變量tp;二、設(shè)計(jì)算法

步驟3:使用分支結(jié)構(gòu)對(duì)投票內(nèi)容進(jìn)行判斷，當(dāng)tp為“a”時(shí)，變量a的數(shù)值加1，當(dāng)tp為“b”時(shí)，變量b的數(shù)值加1;

步驟4:使用循環(huán)結(jié)構(gòu)重復(fù)步驟2、3，直到1000名學(xué)生都完成投票;

步驟5:輸出A、B作品的得票數(shù)。

二、設(shè)計(jì)算法

算法的流程圖如下:

三、驗(yàn)證算法

在計(jì)算機(jī)中，可以通過編寫并運(yùn)行程序來驗(yàn)證算法。想一想

請(qǐng)同學(xué)們想一想假如輸入的數(shù)據(jù)不是a，也不是b，結(jié)果會(huì)是怎樣的