浙教版 信息技术 必修1 3.1用计算机编程解决问题的一般过程 课件（17张PPT）
文档属性
| 名称 | 浙教版 信息技术 必修1 3.1用计算机编程解决问题的一般过程 课件（17张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 浙教版（2019） | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2021-03-01 13:56:28 | ||
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文档简介
第3章 算法的程序实现
浙教版信息技术（高中）
必修1 数据与计算
3.1 用计算机编程解决问题的一般过程
学习目标
1
2
3
了解计算机编程解决问题的一般过程。
掌握python语言的基本知识，体验程
序设计的基本流程。
能用程序实现简单算法，掌握程序调试
与运行的方法，感受算法的效率。
1
2
重点难点
重点：利用计算机编程解决问题的一般过程。
难点：抽象与建模。
课堂导入
计算机已成为人们解决问题的重要工具。例如，用Word解决文字处理的问题，用Excel解决一般的数据计算、统计的问题等。但由于现实问题的多样性，并不是所有的问题都可以用现成的计算机程序来解决。因此，针对这些问题，需要通过抽象与建模、设计算法、编写计算机程序来解决。
下面以编写计算机程序绘制一个正多边形为例，了解用计算机编程解决实际问题的一般过程。
1、抽象与建模
正多边形的各边边长相等，各内角度数也相等。因此，绘制一个正多边形，可以通过“画一条边，旋转一定角度后再画一条边”的重复操作来完成。例如，图3. 1. 1呈现的是绘制一个正六边形的过程。
图3.1.1 绘制正六边形的过程
绘制正多边形，除了要知道它的边数n和边长a, 关键是要计算出每次旋转的角度。因此，解决这个问题的计算模型可以表示如下：
假设正多边形的边数为n, 边长为a。
则内角度数d的值为：d= (n-2) x180+n。
每次旋转的角度为：180-d。
2、设计算法
基于问题的抽象与建模，绘制一个正多边形的算法可以做如下描述：
①输人要绘制的正多边形的边数n和边长a。
②计算正多边形的每个内角度数d, 其中d= (n-2) x180÷n。
③将以下过程重复执行n遍：画一条长度为a的线段，再将画笔方向向左（逆时针）旋转（180-d) 度。
3、编写程序
要让计算机按照预先设计的算法进行处理，需要将该算法用计算机程序设计语言描述，形成计算机程序。绘制正多边形的算法用Python语言描述如下：
import turtle
n=int (input ("请输入正多边形的边数n: ”） )
a=int (input ("请输入边长a: ”） )
d= (n-2) *180/n
t=turtle. Pen()
for i in range (n) : ＃重复执行n遍
t.forward (a) ＃向前绘制长度为a的线段
t.left (180-d) ＃向左旋转（180-d) 度
程序运行截图：
4、调试运行程序
通过运行程序，计算机会自动执行程序中的命令。但是，在将算法进行程序实现时，可能会因为录入错误、语法错误、逻辑错误等原因，导致程序不能正常运行或输出错误的结果。此时，需要对程序进行调试，以便发现错误并进行修正。例如、字母大小写的疏忽可能直接决定程序能否正常运行，程序中参数的调整可能影响输出图形的形状。
问题与讨论：
在用计算机编程解决问题的过程中，算法与程序两者之间的关系如何？
算法
程序是指以某些程序设计语言编写。
程序员很熟练的掌握了程序设计语言的语法，并基于算法进行程序设计。
算法是指解题方案描述，是一系列解决问题的指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。
算法是程序的核心内容，一个需要实现特定功能的程序，实现它的算法可以有多种，算法的优劣决定着程序的好坏。
程序
思考与练习：
1. 请描述用计算机编程验证“哥德巴赫猜想”的一般过程。
第一步 设一上限数M, 验证 从4到M的所有偶数是否能被 分解为两个素数之和。
1.、定义一个变量X, 初值为4.
2. 每次令其加2， 并验证 X 能否 被分解为两个素数之和，直到X不小于M为止。
第二步 如何验证X是否能被分解为两个素数之和。
1. 从P=2开始；
2. 判别X-P是否仍为素数：
3. 若是，打印该偶数的分解式。
4. 否则，换更大的素数，再继续执行2.
如此循环，直到用于检测的素数大 X/2 且X与其之差仍不是素数，则打印“哥德巴赫猜想”不成立。
第三步 生成下一个素数。
（1) 当前素数P加1
（2) 判别P是否是素数；
（3) 若是素数，返回P;
（4) 否则，P加1, 继续执行（2)
本参考答案来自网络，仅供参考。
拓展：哥德巴赫猜想是什么?
世界近代三大数学难题之一。哥德巴赫是德国一位中学教师，也是一位数学家，生于1690年，1725年当选为俄国彼得堡科学院院士。1742年，哥德巴赫在教学中发现，每个不小于6的偶数都是两个素数(只能被和它本身整除的数)之和。如6＝3+3，12＝5+7等。
?? 公元1742年6月7日哥德巴赫(Goldbach)写信给大数学家欧拉(Euler)，提出了以下的猜想:
(a) 任何一个>=6之偶数，都可以表示成两个奇质数之和。
(b) 任何一个>=9之奇数，都可以表示成三个奇质数之和。
?? 这就是着名的哥德巴赫猜想。
欧拉在给他的回信中说，他相信这个猜想是正确的，但他不能证明。叙述如此简单的问题，连欧拉这样首屈一指的数学家都不能证明，这个猜想便引起了许多数学家的注意。从提出这个猜想至今，许多数学家都不断努力想攻克它，但都没有成功。??当然曾经有人作了些具体的验证工作，例如: 6 = 3 + 3, 8 = 3 + 5, 10 = 5 + 5 = 3 + 7, 12 = 5 + 7, 14 = 7 + 7 = 3 + 11,16 = 5 + 11, 18 = 5 + 13, 等等。有人对33×108以内且大过6之偶数一一进行验算，哥德巴赫猜想(a)都成立。但严格的数学证明尚待数学家的努力。
??到了20世纪20年代，才有人开始向它靠近。1920年、挪威数学家布爵用一种古老的筛选法证明，得出了一个结论：每一个比大的偶数都可以表示为(99)。这种缩小包围圈的办法很管用，科学家们于是从(9十9)开始，逐步减少每个数里所含质数因子的个数，直到最后使每个数里都是一个质数为止，这样就证明了“哥德巴赫”。
?? 目前最佳的结果是中国数学家陈景润於1966年证明的，称为“陈氏定理“ 任何充份大的偶数都是一个质数与一个自然数之和，而後者仅仅是两个质数的乘积。" 通常都简称这个结果为大偶数可表示为 "1 + 2 "的形式。
谢 谢！
Thanks!
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
浙教版信息技术（高中）
必修1 数据与计算
3.1 用计算机编程解决问题的一般过程
学习目标
1
2
3
了解计算机编程解决问题的一般过程。
掌握python语言的基本知识，体验程
序设计的基本流程。
能用程序实现简单算法，掌握程序调试
与运行的方法，感受算法的效率。
1
2
重点难点
重点：利用计算机编程解决问题的一般过程。
难点：抽象与建模。
课堂导入
计算机已成为人们解决问题的重要工具。例如，用Word解决文字处理的问题，用Excel解决一般的数据计算、统计的问题等。但由于现实问题的多样性，并不是所有的问题都可以用现成的计算机程序来解决。因此，针对这些问题，需要通过抽象与建模、设计算法、编写计算机程序来解决。
下面以编写计算机程序绘制一个正多边形为例，了解用计算机编程解决实际问题的一般过程。
1、抽象与建模
正多边形的各边边长相等，各内角度数也相等。因此，绘制一个正多边形，可以通过“画一条边，旋转一定角度后再画一条边”的重复操作来完成。例如，图3. 1. 1呈现的是绘制一个正六边形的过程。
图3.1.1 绘制正六边形的过程
绘制正多边形，除了要知道它的边数n和边长a, 关键是要计算出每次旋转的角度。因此，解决这个问题的计算模型可以表示如下：
假设正多边形的边数为n, 边长为a。
则内角度数d的值为：d= (n-2) x180+n。
每次旋转的角度为：180-d。
2、设计算法
基于问题的抽象与建模，绘制一个正多边形的算法可以做如下描述：
①输人要绘制的正多边形的边数n和边长a。
②计算正多边形的每个内角度数d, 其中d= (n-2) x180÷n。
③将以下过程重复执行n遍：画一条长度为a的线段，再将画笔方向向左（逆时针）旋转（180-d) 度。
3、编写程序
要让计算机按照预先设计的算法进行处理，需要将该算法用计算机程序设计语言描述，形成计算机程序。绘制正多边形的算法用Python语言描述如下：
import turtle
n=int (input ("请输入正多边形的边数n: ”） )
a=int (input ("请输入边长a: ”） )
d= (n-2) *180/n
t=turtle. Pen()
for i in range (n) : ＃重复执行n遍
t.forward (a) ＃向前绘制长度为a的线段
t.left (180-d) ＃向左旋转（180-d) 度
程序运行截图：
4、调试运行程序
通过运行程序，计算机会自动执行程序中的命令。但是，在将算法进行程序实现时，可能会因为录入错误、语法错误、逻辑错误等原因，导致程序不能正常运行或输出错误的结果。此时，需要对程序进行调试，以便发现错误并进行修正。例如、字母大小写的疏忽可能直接决定程序能否正常运行，程序中参数的调整可能影响输出图形的形状。
问题与讨论：
在用计算机编程解决问题的过程中，算法与程序两者之间的关系如何？
算法
程序是指以某些程序设计语言编写。
程序员很熟练的掌握了程序设计语言的语法，并基于算法进行程序设计。
算法是指解题方案描述，是一系列解决问题的指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。
算法是程序的核心内容，一个需要实现特定功能的程序，实现它的算法可以有多种，算法的优劣决定着程序的好坏。
程序
思考与练习：
1. 请描述用计算机编程验证“哥德巴赫猜想”的一般过程。
第一步 设一上限数M, 验证 从4到M的所有偶数是否能被 分解为两个素数之和。
1.、定义一个变量X, 初值为4.
2. 每次令其加2， 并验证 X 能否 被分解为两个素数之和，直到X不小于M为止。
第二步 如何验证X是否能被分解为两个素数之和。
1. 从P=2开始；
2. 判别X-P是否仍为素数：
3. 若是，打印该偶数的分解式。
4. 否则，换更大的素数，再继续执行2.
如此循环，直到用于检测的素数大 X/2 且X与其之差仍不是素数，则打印“哥德巴赫猜想”不成立。
第三步 生成下一个素数。
（1) 当前素数P加1
（2) 判别P是否是素数；
（3) 若是素数，返回P;
（4) 否则，P加1, 继续执行（2)
本参考答案来自网络，仅供参考。
拓展：哥德巴赫猜想是什么?
世界近代三大数学难题之一。哥德巴赫是德国一位中学教师，也是一位数学家，生于1690年，1725年当选为俄国彼得堡科学院院士。1742年，哥德巴赫在教学中发现，每个不小于6的偶数都是两个素数(只能被和它本身整除的数)之和。如6＝3+3，12＝5+7等。
?? 公元1742年6月7日哥德巴赫(Goldbach)写信给大数学家欧拉(Euler)，提出了以下的猜想:
(a) 任何一个>=6之偶数，都可以表示成两个奇质数之和。
(b) 任何一个>=9之奇数，都可以表示成三个奇质数之和。
?? 这就是着名的哥德巴赫猜想。
欧拉在给他的回信中说，他相信这个猜想是正确的，但他不能证明。叙述如此简单的问题，连欧拉这样首屈一指的数学家都不能证明，这个猜想便引起了许多数学家的注意。从提出这个猜想至今，许多数学家都不断努力想攻克它，但都没有成功。??当然曾经有人作了些具体的验证工作，例如: 6 = 3 + 3, 8 = 3 + 5, 10 = 5 + 5 = 3 + 7, 12 = 5 + 7, 14 = 7 + 7 = 3 + 11,16 = 5 + 11, 18 = 5 + 13, 等等。有人对33×108以内且大过6之偶数一一进行验算，哥德巴赫猜想(a)都成立。但严格的数学证明尚待数学家的努力。
??到了20世纪20年代，才有人开始向它靠近。1920年、挪威数学家布爵用一种古老的筛选法证明，得出了一个结论：每一个比大的偶数都可以表示为(99)。这种缩小包围圈的办法很管用，科学家们于是从(9十9)开始，逐步减少每个数里所含质数因子的个数，直到最后使每个数里都是一个质数为止，这样就证明了“哥德巴赫”。
?? 目前最佳的结果是中国数学家陈景润於1966年证明的，称为“陈氏定理“ 任何充份大的偶数都是一个质数与一个自然数之和，而後者仅仅是两个质数的乘积。" 通常都简称这个结果为大偶数可表示为 "1 + 2 "的形式。
谢 谢！
Thanks!
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