2021—2022学年高中信息技术教科版选修 1.2.1 算法是“灵魂” 课件 （29张PPT）
文档属性
| 名称 | 2021—2022学年高中信息技术教科版选修 1.2.1 算法是“灵魂” 课件 （29张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2021-10-26 08:19:36 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
主讲教师：
143团第一中学
1.2.1 算法是“灵魂”
教科版选修《算法与程序设计》
目
标
Study
01
进一步理解什么是算法
02
知道算法的多样性
03
能够对设计算法作出简单的评价
04
学会三种描述算法的方法
Part one
TRANSITION PAGE
01
情景引入
课堂玩起来.
农夫过河问题
话说一位农夫带着一只狼、一只羊和一框蔬菜过河，无奈船小，农夫每次只能运送一样东西，考虑到狼吃羊、羊吃菜，因此运送的顺序至关重要。农夫怎么才可以让狼、羊、菜安全过河呢？
请同学们设计方案，帮助农夫实现“羊、狼、疏菜共同渡河”的愿望。
边玩边思考问题
01
02
03
方案总共有多少步？
顺序可以颠倒吗？
什么是算法
各小组讨论后，先做到心中有数，暂不要说出答案！
Part two
TRANSITION PAGE
02
新授
笔记做起来
新课讲授
1.算法概念
算法是解决问题的方法和步骤。
解决问题的过程，就是实现算法的过程。
算法独立于任何具体的程序设计语言，一个算法可以用多种程序设计语言来实现。
计算机科学家
尼克劳斯 沃思
算法+数据结构=程序
知识扩展
世界上最早的算法
目前所知的世界上最早的算法是写在考古学家发掘出来的粘土板上的，这此粘土板的制作年代大约是在公元前3000年~公元前1500年, 也就是大约3500~ 5000年以前。考古学家是在靠近古代城市巴比伦的地方发现这些粘土板的，那里离现在的巴格达不远。巴比伦人发明了六十进制系统，我们现在关于时、分、秒的记法和关于角度的记法就是从他们那里学来的。
为了做数学用表，巴比伦人需要解代数方程，他们的做法是写个求解的“算法”。在算法中，基本上都是对实际数目的计算。在算法的最后还写上一句短语，这个短语可以粗略地翻译为“这是一个过程”，这也是最早出现的关于程序设计语言的记号。
2.描述算法
用自然语言描述算法
用流程图描述算法
用伪代码描述算法
用自然语言表达算法，就是把算法的各个步骤，依次用人们熟悉的自然语言表示出来。
流程图，也称为程序框图，它是算法的一种图形化表示方法。
伪代码是介于自然语言和计算机程序语言之间的一种算法描述。
算法描述之自然语言描述
步骤1：人和羊过河，人返回，留下羊
步骤2：人和狼过河，人和羊返回，留下狼
步骤3：人和菜过河，人返回，留下菜
步骤4：人和羊过河
优点：通俗易懂
缺点：缺乏直观性和简洁性
算法描述之流程图描述
历史典故——“韩信点兵”
秦朝末年，楚汉相争。有一次，韩信将1500名将士与楚王大将李锋交战。苦战一场，楚军不敌，败退回营，汉军也死伤四五百人，于是，韩信整顿兵马也返回大本营。当行至一山坡，忽有后军来报，说有楚军骑兵追来。只见远方尘土飞扬，杀声震天。汉军本来已十分疲惫，这时队伍大哗。韩信兵马到坡顶，见来敌不足五百骑，便急速点兵迎敌。他命令士兵3人一排，结果多出1名；接着命令士兵5人一排，结果多出2名；他又命令士兵7人一排，结果又多出4名。
韩信马上向将士们宣布：我军有1117名勇士，敌人不足五百，我们居高临下，以众击寡，一定能打败敌人。汉军本来就信服自己的统帅，这一来更相信韩信是“神仙下凡”、“神机妙算”。于是士气大振,最终打败楚军。
请思考，韩信是如何算出总人数的呢？
分析问题
设所求的最小数为X，则X应满足：
X整除3余1、x整除5余2、X整除7余4。
解题步骤（算法）
1、令X为1；
2、如果X整除3余1，X整除5余2，X整除7余4，这就是题目要求的数，输出X的值（跳转 4）；
3、将X的值加1，然后调转2；
4、如果算出，输出X值，否则跳转 2；
5、结束。
①
②
③
④
⑤
开始、结束框 算法的开始或结束
输入、输出框 输入、输出的数据
判断框 条件的判断
处理框 处理的内容
流程线 控制流程的方向
连接点 连接页面因断开而写不下的流程线
认识流程图符号
开始
输出X的值
X=X+1
X被3、5、7整除
余数为1、2、4
用流程图描述算法
②
①
③
④
⑤
算法描述之伪代码描述
Private Sub Command1_Click()
Dim X As Integer, Y As Integer
X = 1
Do
If X Mod 3 = 1 And X Mod 5 =2 And X Mod 7 = 4 Then
Print “韩信统御最少兵数X=："; X
Exit Do
End If
X = X + 1
Loop
End Sub
Mod是模运算，也叫求余运算。
算法描述之伪代码描述
Private Sub Command1_Click()
Dim X As Integer, Y As Integer
X = 1
Do
If X Mod 3 = 1 And X Mod 5 = 2 And X Mod 7 = 4 Then
X = X + 105 * 10 ‘口决：三人同行七十稀，五树梅花廿一枝，七子团圆正半月， 除百零五便得知
Print "韩信统御士兵数："; X
Exit Do
End If
X = X + 1
Loop
End Sub
动手实践
体验编程
见证奇迹
讨论交流
自然语言描述 流程图描述
直观清晰
确定性
繁琐程度
是否容易修改
通俗易懂
伪代码描述
三种算法描述方法的比较
Part three
TRANSITION PAGE
03
综合训练
算法的优化
实 践
一次数学课上，老师让学生练习算数。于是让他们一个小时内算出1+2+3+4+5+6+……+100的得数。全班只有高斯很快给出了答案，因为他想到了用（1+100）+（2+99）+（3+98）……+（50+51）……一共有50个101，所以50×101就是1加到一百的得数。后来人们把这种简便算法称作高斯算法。
模仿学过的用计算机程序解决问题的方法，设 计一个算法，尝试求解高斯算法问题：
1+2+3+4+5+6+……+100=？
请分别用自然语言、流程图、伪代码表示。
高斯算法问题
借鉴前面的思路
1、令X为1；
2、如果X整除3余1，X整除5余2，X整除7余4，这就是题目要求的数，输出X的值（跳转 4）；
3、将X的值加1，然后调转2；
4、如果算出，输出X值，否则跳转 2；
5、结束。
①
②
③
④
⑤
Step1:将N的初始值赋为1,S
的初始值赋为0 ；
Step2:如果N小于等于100,转
到Step3 ；
Step3:将S加N的和赋给S ；
Step4:将N的值加1 ,转到Step2。
用伪代码描述
Private Sub Command1_Click()
Dim s As String, n As Integer,
i As Integer
For i = 1 To 100
n = n + i
Next i
Print "1+2+3+……+100=", n
End Sub
用流程图描述
用自然语言描述
高斯算法问题
流程图描述
寻找更加优化的算法来解决问题 提高执行效率
开始
结束
Y
N
Sum=Sum+i
i=1
i<=100
i=i+1
Sum=0
输出Sum
开始
结束
Sum= (100+1) *100/ 2
输出Sum
结束
开始
Part four
TRANSITION PAGE
04
作品评价
大家谈
评价指标 具体指标 分值 自评 互评 师评
自然语言 是否能完整表述出环节及步骤 30
流程图 是否能够根据自然语言画出流程图 30
源代码 键入代码、调试通过 40
总 评
小组作品量化评价表
班级： 姓名： 自评目标 具体目标 自评等级 欠佳 一般 优秀
知识与技能 了解算法的定义及其表达方法
认知流程图的六种基本符号
过程与方法 理解用不同的表达方法描述算法的优缺点
能与其他同学开展交流、合作
情感态度与价值观 感受到程序的魅力，学习兴趣和求知欲强烈
有主动探究的能力
个人目标自评表
Part five
TRANSITION PAGE
04
课堂小结
巩固提高
课堂小结
自然语言描述算法
通俗易懂，但缺乏直观性和简洁性，且易产生歧义。
流程图描述算法
形象、直观，易理解。
伪代码描述算法
算法简洁、易懂，修改起来容易，且容易转化为程序语言代码，但不直观，出现逻辑错误不排查。
算法是解决问题的方法和步骤。一个问题可能有多种算法，通过分析、比较、挑选一种最优算法。我们要把优化思维用于我们的生活，让我们的生活更加美好。
THANK YOU
敬请专家批评指正！
主讲教师：
143团第一中学
1.2.1 算法是“灵魂”
教科版选修《算法与程序设计》
目
标
Study
01
进一步理解什么是算法
02
知道算法的多样性
03
能够对设计算法作出简单的评价
04
学会三种描述算法的方法
Part one
TRANSITION PAGE
01
情景引入
课堂玩起来.
农夫过河问题
话说一位农夫带着一只狼、一只羊和一框蔬菜过河，无奈船小，农夫每次只能运送一样东西，考虑到狼吃羊、羊吃菜，因此运送的顺序至关重要。农夫怎么才可以让狼、羊、菜安全过河呢？
请同学们设计方案，帮助农夫实现“羊、狼、疏菜共同渡河”的愿望。
边玩边思考问题
01
02
03
方案总共有多少步？
顺序可以颠倒吗？
什么是算法
各小组讨论后，先做到心中有数，暂不要说出答案！
Part two
TRANSITION PAGE
02
新授
笔记做起来
新课讲授
1.算法概念
算法是解决问题的方法和步骤。
解决问题的过程，就是实现算法的过程。
算法独立于任何具体的程序设计语言，一个算法可以用多种程序设计语言来实现。
计算机科学家
尼克劳斯 沃思
算法+数据结构=程序
知识扩展
世界上最早的算法
目前所知的世界上最早的算法是写在考古学家发掘出来的粘土板上的，这此粘土板的制作年代大约是在公元前3000年~公元前1500年, 也就是大约3500~ 5000年以前。考古学家是在靠近古代城市巴比伦的地方发现这些粘土板的，那里离现在的巴格达不远。巴比伦人发明了六十进制系统，我们现在关于时、分、秒的记法和关于角度的记法就是从他们那里学来的。
为了做数学用表，巴比伦人需要解代数方程，他们的做法是写个求解的“算法”。在算法中，基本上都是对实际数目的计算。在算法的最后还写上一句短语，这个短语可以粗略地翻译为“这是一个过程”，这也是最早出现的关于程序设计语言的记号。
2.描述算法
用自然语言描述算法
用流程图描述算法
用伪代码描述算法
用自然语言表达算法，就是把算法的各个步骤，依次用人们熟悉的自然语言表示出来。
流程图，也称为程序框图，它是算法的一种图形化表示方法。
伪代码是介于自然语言和计算机程序语言之间的一种算法描述。
算法描述之自然语言描述
步骤1：人和羊过河，人返回，留下羊
步骤2：人和狼过河，人和羊返回，留下狼
步骤3：人和菜过河，人返回，留下菜
步骤4：人和羊过河
优点：通俗易懂
缺点：缺乏直观性和简洁性
算法描述之流程图描述
历史典故——“韩信点兵”
秦朝末年，楚汉相争。有一次，韩信将1500名将士与楚王大将李锋交战。苦战一场，楚军不敌，败退回营，汉军也死伤四五百人，于是，韩信整顿兵马也返回大本营。当行至一山坡，忽有后军来报，说有楚军骑兵追来。只见远方尘土飞扬，杀声震天。汉军本来已十分疲惫，这时队伍大哗。韩信兵马到坡顶，见来敌不足五百骑，便急速点兵迎敌。他命令士兵3人一排，结果多出1名；接着命令士兵5人一排，结果多出2名；他又命令士兵7人一排，结果又多出4名。
韩信马上向将士们宣布：我军有1117名勇士，敌人不足五百，我们居高临下，以众击寡，一定能打败敌人。汉军本来就信服自己的统帅，这一来更相信韩信是“神仙下凡”、“神机妙算”。于是士气大振,最终打败楚军。
请思考，韩信是如何算出总人数的呢？
分析问题
设所求的最小数为X，则X应满足：
X整除3余1、x整除5余2、X整除7余4。
解题步骤（算法）
1、令X为1；
2、如果X整除3余1，X整除5余2，X整除7余4，这就是题目要求的数，输出X的值（跳转 4）；
3、将X的值加1，然后调转2；
4、如果算出，输出X值，否则跳转 2；
5、结束。
①
②
③
④
⑤
开始、结束框 算法的开始或结束
输入、输出框 输入、输出的数据
判断框 条件的判断
处理框 处理的内容
流程线 控制流程的方向
连接点 连接页面因断开而写不下的流程线
认识流程图符号
开始
输出X的值
X=X+1
X被3、5、7整除
余数为1、2、4
用流程图描述算法
②
①
③
④
⑤
算法描述之伪代码描述
Private Sub Command1_Click()
Dim X As Integer, Y As Integer
X = 1
Do
If X Mod 3 = 1 And X Mod 5 =2 And X Mod 7 = 4 Then
Print “韩信统御最少兵数X=："; X
Exit Do
End If
X = X + 1
Loop
End Sub
Mod是模运算，也叫求余运算。
算法描述之伪代码描述
Private Sub Command1_Click()
Dim X As Integer, Y As Integer
X = 1
Do
If X Mod 3 = 1 And X Mod 5 = 2 And X Mod 7 = 4 Then
X = X + 105 * 10 ‘口决：三人同行七十稀，五树梅花廿一枝，七子团圆正半月， 除百零五便得知
Print "韩信统御士兵数："; X
Exit Do
End If
X = X + 1
Loop
End Sub
动手实践
体验编程
见证奇迹
讨论交流
自然语言描述 流程图描述
直观清晰
确定性
繁琐程度
是否容易修改
通俗易懂
伪代码描述
三种算法描述方法的比较
Part three
TRANSITION PAGE
03
综合训练
算法的优化
实 践
一次数学课上，老师让学生练习算数。于是让他们一个小时内算出1+2+3+4+5+6+……+100的得数。全班只有高斯很快给出了答案，因为他想到了用（1+100）+（2+99）+（3+98）……+（50+51）……一共有50个101，所以50×101就是1加到一百的得数。后来人们把这种简便算法称作高斯算法。
模仿学过的用计算机程序解决问题的方法，设 计一个算法，尝试求解高斯算法问题：
1+2+3+4+5+6+……+100=？
请分别用自然语言、流程图、伪代码表示。
高斯算法问题
借鉴前面的思路
1、令X为1；
2、如果X整除3余1，X整除5余2，X整除7余4，这就是题目要求的数，输出X的值（跳转 4）；
3、将X的值加1，然后调转2；
4、如果算出，输出X值，否则跳转 2；
5、结束。
①
②
③
④
⑤
Step1:将N的初始值赋为1,S
的初始值赋为0 ；
Step2:如果N小于等于100,转
到Step3 ；
Step3:将S加N的和赋给S ；
Step4:将N的值加1 ,转到Step2。
用伪代码描述
Private Sub Command1_Click()
Dim s As String, n As Integer,
i As Integer
For i = 1 To 100
n = n + i
Next i
Print "1+2+3+……+100=", n
End Sub
用流程图描述
用自然语言描述
高斯算法问题
流程图描述
寻找更加优化的算法来解决问题 提高执行效率
开始
结束
Y
N
Sum=Sum+i
i=1
i<=100
i=i+1
Sum=0
输出Sum
开始
结束
Sum= (100+1) *100/ 2
输出Sum
结束
开始
Part four
TRANSITION PAGE
04
作品评价
大家谈
评价指标 具体指标 分值 自评 互评 师评
自然语言 是否能完整表述出环节及步骤 30
流程图 是否能够根据自然语言画出流程图 30
源代码 键入代码、调试通过 40
总 评
小组作品量化评价表
班级： 姓名： 自评目标 具体目标 自评等级 欠佳 一般 优秀
知识与技能 了解算法的定义及其表达方法
认知流程图的六种基本符号
过程与方法 理解用不同的表达方法描述算法的优缺点
能与其他同学开展交流、合作
情感态度与价值观 感受到程序的魅力，学习兴趣和求知欲强烈
有主动探究的能力
个人目标自评表
Part five
TRANSITION PAGE
04
课堂小结
巩固提高
课堂小结
自然语言描述算法
通俗易懂，但缺乏直观性和简洁性，且易产生歧义。
流程图描述算法
形象、直观，易理解。
伪代码描述算法
算法简洁、易懂，修改起来容易，且容易转化为程序语言代码，但不直观，出现逻辑错误不排查。
算法是解决问题的方法和步骤。一个问题可能有多种算法，通过分析、比较、挑选一种最优算法。我们要把优化思维用于我们的生活，让我们的生活更加美好。
THANK YOU
敬请专家批评指正！