粤教版选修计算机解决问题的过程.ppt

算法与程序设计 第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱 涡阳二中信息技术组 算法与程序设计 1 1计算机解决问题的过程 从一个生产方案问题了解用计算机解决问题的步骤 P6 掌握用自然语言表达算法 P8实践与练习 算法与程序设计 1 具体问题 华南太阳能设备厂在计划期内拟生产甲 乙 丙三种适销产品 每件销售收分别为4万元 3万元 2万元 按工艺规定 甲 乙 丙三种产品都需要在A B C D四种不同的设备上加工 其加工所需要的时间见下表 已知A B C D四种设备在计划期内有效使用台时数分别为12 8 16 12 如何安排生产可使收入最大 2 分析问题 算法与程序设计 算法与程序设计 3 设计算法 算法与程序设计 4 编写程序 DimxAsInteger yAsInteger zAsIntegerDimx maxAsInteger y maxAsInteger z maxAsIntegerDimf 4 3 12 AsSingleDimf maxAsSingleForx 0To4Fory 0To3Forz 0To12If 2 x 2 y z 8 And x 2 y z 8 Thenf x y z 4 x 3 y 2 zElsef x y z 0EndIfNextzNextyNextx 算法与程序设计 f max 0Forx 0To4Fory 0To3Forz 0To8Iff max f x y z Thenf max f x y z x max xy max yz max zEndIfNextzNextyNextxPrint 当x x max y y max z z max 时 Print f x y z 的最大值 f max 算法与程序设计 5 调试程序 得到结果 1 新建工程 2 在窗体添加按钮控件 3 给按钮添加单击事件过程 4 在单击事件过程内输入编写好的程序 5 运行程序调试结果 相同点 无论何种解题方式 在解决某一实际问题时 都应该正确的理解问题的题意 从看似复杂的问题中整理出一个头绪 然后通过算法 即解决问题的一个一个步骤 描述出某一问题的解决过程 进行一定量的计算 最后都必须验证计算结果 不同点 当计算量较大时 人工解题就有点力不从心了 而计算机每秒上亿次的计算速度却不在话下 并且只要算法正确 编程语句无误的话 使用计算机编写的解题程序可以反复使用 例如 sum 1 2 3 4 5 n 1 n这样的问题 算法与程序设计 1 2算法和算法的描述 1 算法的概念 算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则 即 用计算机求解某一问题的方法 是能被机械地执行的动作或指令的有穷集合 算法的特征 1 有0或多个输入 解题算法中可以没有数据输入 也可以同时输入多个需要算法处理的数据 2 确定性 解题方法中的任何一个操作步骤都是清晰无误的 不会使人产生歧义或者误解 3 有穷性 任何一种提出的解题方法都是在有限的操作步骤内可以完成的 哪怕是失败的解题方法 4 有1个或多个输出 一个算法执行结束之后必须有数据处理结果输出 哪怕是输出错误的数据结果 没有输出的算法使毫无意义的 5 能行性 解题方法中的任何一个操作步骤在现有计算机软硬件条件下和逻辑思维中都能够实施实现 算法与程序设计 辗转相除法又名欧几里德算法 Euclideanalgorithm 是求两个正整数之最大公约数的算法 它是已知最古老的算法 其可追溯至前300年 它首次出现于欧几里德的 几何原本 第VII卷 命题i和ii 中 而在中国则可以追溯至东汉出现的 九章算术 它并不需要把二数作质因子分解 1 a b 令r为所得余数 0 r b 若r 0 b即为最大公约数 算法结束 2 互换 置a b b r 并返回第一步 例如 求112和64的最大公约数 算法如下 1 112除以64 余数为 2 除以 余数为 3 除以 余数为 答 112和64的最大公约数为 两数的最大公约数乘以其最小公倍数 两数相乘例如 求112和64的最小公倍数 1 利用辗转相除法求得它们的最大公约数为 2 利用表达式求得最小公倍数 答 112和64的最小公倍数为 练习 求164和64的最大公约数 求256和24的最大公约数 练习 求164和64的最小公倍数 求256和24的最小公倍数 算法与程序设计 2 算法的描述 表示算法的语言有自然语言 流程图 伪代码等 1 用自然语言描述算法 2 用流程图描述算法 掌握流程图的基本图形及其功能 3 用伪代码描述算法 注意对比三种算法描述方式的优劣 1 输入m和n的值 2 r m除以n的余数 3 如果r 0 则输出n值 否则令m n n r返回第2步 4 结束 输入m和n值r mModndowhiler0m nn rr mmodnloop输出n值 算法与程序设计 算法与程序设计 三种算法描述方式的优劣 算法与程序设计 使用自然语言描述算法的方法虽然比较容易掌握 但是存在着很大的缺陷 例如 当算法中含有多分支或循环操作时很难表述清楚 另外 使用自然语言描述算法还很容易造成歧义 称之为二义性 譬如有这样一句话 武松打死老虎 我们既可以理解为 武松 打死老虎 又可以理解为 武松 打 死老虎 自然语言中的语气和停顿不同 就可能使他人对相同的一句话产生不同的理解 又如 你输他赢 这句话 使用不同的语气说 可以产生3种截然不同的意思 同学们不妨试试看 无论是使用自然语言还是使用流程图描述算法 仅仅是表述了编程者解决问题的一种思路 都无法被计算机直接接受并进行操作 伪代码通常采用自然语言 数学公式和符号来描述算法的操作步骤 同时采用计算机高级语言 如C Pascal VB C Java等 的控制结构来描述算法步骤的执行顺序 算法与程序设计 在运用计算机程序解决问题的过程中 算法设计有着举足轻重的地位和作用 算法是程序设计的核心 是程序设计的灵魂 算法的好坏 直接影响着程序的通用性和有效性 影响着问题解决的效率 程序的编制依赖于算法的设计 程序的效率主要取决于算法的效率 算法的地位 算法与程序设计 1 3 程序与程序设计语言 1 程序是一组机器操作的指令或语句的序列 是算法的一种描述 2 程序的七个特征 P15 3 程序的基本结构 P16 顺序结构 各语句依次按照顺序执行 选择结构 通过检验条件是否成立来决定做还是不做的控件结构 循环结构 在一定条件下需要重复执行的控件结构 任何复杂的算法都可以用顺序结构 选择结构 循环结构三种基本结构组合而成的程序表示 算法与程序设计 顺序结构 选择结构 循环结构 算法与程序设计 4 程序设计 即是编写程序的过程 一个高质量的程序 应具备以下条件 1 建立正确的灵堂模型和确定有效的计算方法 2 运行结果必须正确 且在精度和其他各方面均满足要求 3 程序本身具有良好的结构 逻辑清楚 易读易懂 4 程序运行时间尽可能短 同时尽可能合理地使用内存 5 便于检查 修正 移植和维护 5 程序设计语言的产生与发展 P18 1 机器语言 由 0 和 1 组成的二进制代码 是能够被计算机直接接受和执行的计算机语言 优缺点 2 汇编语言 采用类似英语缩写略词且带有助记性的符号形式代替二进制机器代码的计算机语言 是符号化了的机器语言 用能反映指令功能的助记符表达的计算机语言 优缺点 3 高级语言 相对于汇编语言