算法的概念PowerPoint 演示文稿

1、1,算法的概念,2,本课学习目标,1、知识目标 掌握算法的概念和特征； 掌握计算机处理问题的基本原理，理解计算机执行算法的过程。 2、技能目标 根据具体案例，分析算法的一般过程； 能够简单分析计算机执行算法的一般步骤。 3、情感、态度与价值观目标 理解算法在生活、学习中的重要意义；通过对算法的学习感受 问题分析的严谨性，养成解决问题的好习惯,3,材料一,有一次，吴国孙权送给曹操一头大象，曹操十分高兴。大象运到许昌那天，曹操带领文武百官和小儿子曹冲，一同去看。曹操的人都没有见过大象。这大象又高又大，光说腿就有大殿的柱子那么粗，人走近去比一比，还够不到它的肚子。 曹操对大家说：“这只大象真是大，可

2、是到底有多重呢？你们哪个有办法称它一称？” 嘿！这么大个家伙，可怎么称呢！大臣们纷纷议论开了。 一个说：“只有造一杆顶大顶大的秤来称。” 另一个说：“这可要造多大的一杆秤呀！再说，大象是活的，也没办法称呀！我看只有把它宰了，切成块儿称。” 他的话刚说完，所有的人都哈哈大笑起来。大家说：“你这个办法呀，真叫笨极啦！为了称称重量，就把大象活活地宰了，不可惜吗？” 大臣们想了许多办法，一个个都行不通。真叫人为难了。 这时，曹操的儿子曹冲从人群里走了出来，对曹操说：“爸爸，我有个法儿，可以称大象。” 曹操笑着说：“你小小年纪，有什么法子？你倒说说，看有没有道理。” 曹冲把办法说了。曹操一听连连叫好,4

3、,问题一,同学们，你们知道曹冲是怎么称的吗？“曹冲称象”的原理是什么,5,步骤,首先把大象牵到船上； 然后等船身稳定了，在船舷上与水面平齐的地方，刻一条道道（作标记） 接着把象牵到岸上来，把大大小小的石头，一块一块地往船上装，等船身沉到刚才刻的那条道道和水面一样齐了，停止装石头； 最后分多次称石头的重量，将重量相加，就是大象的重量,6,原理,聪明的曹冲所用的方法是“等量替换法”。用许多石头代替大象，通过在船舷上刻画记号，让大象与石头产生等量的效果，再一次次称出石头的重量，将“大”转为“小”，将“难”转为“易,7,材料二,一家三口在户外野餐。只有一个烤肉架，正好能容纳两片烤肉。已知烤一片肉的两面

4、需要20分钟，怎样才能在最短的时间里烤完三片肉呢,8,步骤,设肉片为A、B、C，每片肉的两面记为1、2。第一个10分钟烤A1和B1。把B肉片先放到一边，再花10分钟烤A2和C1，此时肉片A可以烤完。再花10分钟烤B2和C2，仅花30分钟就烤完了三片肉。 启示：问题的关键在于烤完肉片的第一面后并不一定马上去烤其反面,9,材料三,一次,爱迪生把一个电灯泡的玻璃壳交给他的助手,要他计算电灯泡的体积.由于电灯泡不是规则的圆形,这位助手算了一个上午也没有算出来.爱迪生从外面回来时,看见助手仍然在一大堆公式和数据中苦苦思索.他见到爱迪生后,表示抱歉,并解释由于电灯泡不规则而没有完成任务.爱迪生笑了笑,什么

5、也没有说,接过助手手里的电灯泡壳，用了不到2分钟就测量出来了,10,步骤,首先将灯泡壳里装满水，然后把水倒进量杯，最后测量出的水的体积就是灯泡壳的体积。（等量替换法,11,什么叫做算法,想一想,12,算法的概念,算法是指做某一件事或者解决某一类问题明确而有效的一系列步骤、方法或程序。 广义上说，算法就是完成某类工作的方法和步骤。如：做应用题，洗衣服，做眼保健操，超市购物等等。 从数学角度看，算法是对某一类问题机械的、统一的求解方法。 现代意义上的算法，通常是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤。这些程序和步骤必须是明确、可执行的，而且可以在有限步之内完成,13,自我检测,学校举行校园歌

6、手大赛，评委由6人组成。评分方法：去掉一个最高分。去掉一个最低分，计算其余四位评委的平均分最为选手的最终的分。请尝试写出计算选手得分的算法,14,算法分析,首先去掉六个分数中的最高分； 然后去掉六个分数中的最低分； 接着将剩余四个分数相加； 最后将加数的和除以4得出的平均分就是选手的最终成绩。 启示： 这是为了防止某些评委因为个人因素对成绩产生影响，平均数能够表明一组数据的整体特征，但是它又受到某些极端数据的影响。为了避免部分评委的个人好恶，所以我们平常就会选择去掉一个最高分和一个最低分的方法，从而更客观的评价一个选手的表现和能力,15,思维扩展,魏则西事件说明了什么,16,启示,算法的设计必

7、须符合国家法律，符合社会秩序、公共道德和良知,17,尝试写出计算123+321=？的具体步骤,自主探究,18,计算机是如何计算123+321=,小组讨论,19,一般过程,首先通过键盘输入算式123+321，并将其转化成二进制形式转入内存储器； 然后控制器从内存储器中读取指令+并进行译码，运算器根据控制器的译码结果读取运算数“123”和“321”进行运算，并把结果写回存储器； 最后输出设备从存储器中读取运算结果，转化为我们能识别的形式输出。（二进制转化为十进制,20,知识回顾,计算机硬件由5部分组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 控制器（Control):是整个计算机的中枢神经，

8、其功能是对程序规定的控制信息进行解释，根据其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分工作及内存与外设的访问等。 运算器（Datapath)：对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工和处理。 存储器（Memory)存储数据、程序和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。包括内存和硬盘。 输入设备（Input system)：将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。常见的输入设备有键盘、鼠标、磁盘机、光盘机等。 输出设备（Output system):将计算机内各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来。如打印机，绘图仪等,21,自

9、主探究,结合“曹冲称象”的具体算法，总结算法的特征有哪些,22,基本特征,有限性：一个算法的步骤序列是有限的，必须在有限操作之后停止，不能是无限的。 确定性：算法中的每一步应该是确定的并且能有效的执行且得到确定的结果，而不应当是模棱两可的。 顺序性与正确性：算法从初始步骤开始，分为若干明确的步骤，每一个步骤只能有一个确定的后继步骤，前一步是后一步的前提，只有执行完前一步才能进行下一步，即上一步在哪里，下一步是什么都必须明确，无二义性。 不唯一性：求解某一个问题的解法不一定是唯一的，对于一个问题可以有不同的算法。 普遍性：很多具体的问题，都可以设计合理的算法去解决,23,大显身手,1、以下给出关于算法的几种说法，其中正确的是（）。A、算法就是某一个问题的解题方法B、对于给定的一个问题，其算法不一定是唯一的C、一个算法可以不产生确定的结果D、算法的步骤可以无限地执行下去不停止,24,大显身手,甲、乙、丙、丁四个人过桥，分别需要1分钟、2分钟、5分钟、10分钟。因为天黑，他们必须借助手电筒过河。可是，他们只有一个手电筒，且桥的载重有限，每次最多过两人。4个人怎样才能在最短的时间内过桥呢？请尝试写出在最短时间内过桥的算法,25,解析,1.B 2.大家很容易想到，让甲乙搭配，丙丁搭配，应该比较节省时间。而只有一个手电筒，每次只能过两个人，所以每次过桥后还