高中信息技术人教版(2019)必修1-22算法的概念及其描述

2.2算法的概念及描述

描述算法的特征，理解算法在问题解决中的作用。教学目标掌握算法的三种描述方法和三种基本控制结构能够根据问题选用恰当的描述方法和控制结构描述算法认识算法描述算法

深入探究完成任务分析现实问题一二三四教学过程全自动扫地机器人华为智能手表无风感智能空调算法与数字生活分析现实问题

有三个秀才和三个妖怪过河，只有一条能装下两位的船，在渡河过程中，两岸边妖怪的人数如大于秀才的人数，秀才就会被吃掉。请找出安全的渡河方法，写一写你的渡河方案。探究一：让学生完成Flash智力游戏蕴涵了这样一个核心思想：给出所有可能的都考虑到的搜索规则，经过有限次的操作，一定能得到最终结果，这就是计算的思维方法。

某一餐馆门口海报上写着“不要钱的午餐”，规则如下：在三个月内，来宾必须凑够五个人，五人每次来就餐必须按照不同的顺序坐，直到把所有可能的顺序都坐一遍，以后来吃饭就可永远免费。于是有人想，这太容易了，每人每次坐不同的位置，吃五次不就行了？于是他就叫上自己的朋友参加这项活动，可是，吃了十次之后，还没有吃上免费午餐，这是怎么回事呢？探究二：天下真的有“不要钱的午餐”吗？CONTENT认识算法为什么学习算法智能时代，算法已经广泛应用于各领域，许多专家通过分析行业的运行规律，界定问题，有针对性地建立模型，设计算法，并应用信息技术实现模型，从而创造出新产品，创生出新的产业，例：在网络环境下实现“互联网+单车”，催生出“共享单车”这个新产业，解决短距离出行不便问题。认识算法算法概念

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。通俗地说，算法是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。认识算法认识算法算法是为解决一类特定问题而采取的确定的、有限的步骤。即解决问题的方法和步骤。算法的特征可行性有输入有输出有穷性05确定性一个算法一般要求有0个或多个输入,来描述运算对象的初始情况。一个算法有一个或多个输出,以反映对输入数据加工后的结果。指算法必须能在执行有限个步骤之后终止,也就是算法步骤不能是无限的。算法中的每一步操作都是可以执行的,或者都可以分解成计算机可执行的基本操作。算法的每个步骤都具有确定的含义,读者在理解时不会产生二义性。有穷性03可行性04有输出02有输入01确定性05算法的特征认识算法描述算法算法描述的三种方法自然语言通俗易懂，但缺乏直观性和简洁性，并且容易产生歧义伪代码

以VisualBasic、C++、python等语言实现，是介于自然语言和计算机语言之间的文字。流程图程序框名称功能开始结束算法的开始和结束输入输出输入和输出信息处理计算与赋值判断条件判断流程线算法中的流向

解决问题天下真的有“不要钱的午餐”吗？

某一餐馆门口海报上写着“不要钱的午餐”，规则如下：在三个月内，来宾必须凑够五个人，五人每次来就餐必须在这张圆桌按照不同的顺序坐，直到把所有可能的顺序都坐一遍，以后来吃饭就可永远免费。于是有人想，这太容易了，于是他就叫上自己的朋友参加这项活动，可是，吃了十次之后，还没有吃上免费午餐，这是怎么回事呢？算法描述

自然语言描述1天下真的有“不要钱的午餐”吗？①第一个座位５个人都有坐的机会②第二个座位只有４个人中的任一个有坐的机会（一个人不能同时坐两个座位）③第三个座位只有３个人中的任一个有坐的机会④第四个座位只有２个人中的任一个有坐的机会⑤第五个座位只有１个人有坐的机会⑥计算：５×４×３×２×１＝１２０⑦得出结论：需要吃１２０次才有可能吃上免费午餐。算法描述

自然语言指人们日常所用的语言。用自然语言描述算法就是使用人们能读懂的简短语句对算法的步骤进行描述。算法描述用自然语言描述算法易于理解，它既可以描述生活中的算法，也可以描述在计算机中执行的算法。但是，自然语言的描述方法存在容易产生二义性的缺点，有可能干扰后续的编程实现。算法描述

流程图2天下真的有“不要钱的午餐”吗？开始输出结果s条件i<=5处理S=s*i结束定义变量i,s，赋初值NY

i=i+i算法描述

流程图是一种常用的表示算法的图形化工具。用流程图描述的算法直观易读，问题解决的步骤清晰简洁，算法结构表达明确，很适合初学算法的人员使用。算法描述流程图中常用的符号及其功能：流程图符号名称功能开始/结束框表示算法的开始或结束输入/输出框表示输入或输出数据处理框框中指出要处理的内容判断框用于表示条件判断及产生分支的情况流程线用于控制流程方向连接点用于连接页面写不下而断开的流程线

流程图伪代码2天下真的有“不要钱的午餐”吗？开始输出结果s条件i<=5处理S=s*i结束定义变量i,s，赋初值NY

i=i+iPrint（”需要吃多少次能免费：”,s,"次”)i=1s=1Whilei<=5:s=s*ii=i+1

伪代码描述算法就是采用一种类似于程序设计语言的代码来表示算法。伪代码没有固定的、严格的语法规则，只要定义合理，没有矛盾即可。算法描述3

伪代码3伪代码的目的是使被描述的算法可以容易地以任何一种编程语言(python，C，Java等)实现。天下真的有“不要钱的午餐”吗？算法描述方式优势不足自然语言流程图伪代码算法描述方式的比较算法描述算法的三种基本控制结构：1顺序结构2选择结构3循环结构①顺序结构：每一个步骤按先后次序被执行，即执行处理A，然后执行处理B。

AB②选择结构：又称分支结构。根据条件的成立与否，选择执行不同的分支处理。当条件成立时(True)，执行处理A；当条件不成立时(False)，执行处理B。条件ABTrueFalse③循环结构：当条件成立时，反复执行处理A，一旦条件不成立就立即结束循环。条件AFalseTrue在上节课我们体验了红灯变绿灯的解决过程，那么现在我们想在交通信号灯下方增加一个15S的倒计时器，用来提示过往的行人和车辆。如何将“倒计时15S“的算法描述出来？(自然语言和流程图即可)要求各小组成员团结协作，讨论探究以上问题，最终形成统一报告。深入探究完成任务问题一“倒计时15s”自然语言描述：步骤1:将计数器t设为15步骤2:如果t大于或等于1,执行步骤3,否则倒计时结束步骤3:输出t,并保持显示1s,然后清除显示步骤4:将t的值减1,跳转至步骤2深入探究完成任务问题一“倒计时15s”的流程图：深入探究完成任务问题一“倒计时15s”伪代码问题一深入探究完成任务深入探究完成任务我国南北朝时的重要数学著作《孙子算经》有这样一个问题：今有物不知其数：三三数之余二，五五数之余三，七七数之余二，问物几何?问题二分析问题（找出已知和未知、列出已各和未知的关系）人工算术解题步骤有物不知其数 X三三数之剩二 X÷3=y1余2五五数之剩三 X÷5=y2余3七七数之剩二 X÷7=y3余2问物几何？ X解题步骤1:

三人同行七十稀 2×70=140五树梅花廿一支 3×21=63七子团圆正半月2×15=30 140+63+30=233解题步骤2: 除百零五使得知233÷105=2余23

（3×5×7=105）结果：此物为23深入探究完成任务开始X被3、5、7、整除后余数为2、3、2X+1

X输出X结束YN1

X深入探究完成任务开始X被3、5、7、整除后余数为2、3、2X+1

X输出X结束YN1

Xx=1Whilenot(x%3==2andx%5==3andx%7==2):print（“满足条件的数是:”，x）%是求余运算符x=x+1深入探究完成任务深入探究完成任务请同学们再思考：求整除3余1、整除5余2、整除7余4、整除13余6、整除17余8的最小自然数。

深入探究完成任务问题三分析问题（列出已知和未知的关系）写出解题步骤设所求的数为X,则应满足：X整除3余1X整除5余2X整除7余4X整除13余6X整除17余8令X为1如果X整除3余1，X整除5余2，X整除7余4，X整除13余6，X整除17余8，则记下这个X。令X为x+1如果算出，则结束;否则跳转。写出答案。深入探究完成任务问题三找出质量较轻的零件已知有10个一模一样的零件，其中9个零件的质量相同，只有1个质量略轻，不符合规格要求。现在有一台天平，请设计算法找出该零件。1.

如果采用一一比较的方法，逐一称重对比，最多需要比较多少次才能找出这个质量较轻的零件？试着描述该算法，想一想还有哪些方法可以解决该问题？2.

如果有n个零件(n>10)，要找出其中质量较轻的一个，以上方法是否仍然可用？试分析m=10000时，这些算法在问题解决效率上的不同。问题四深入探究完成任务在“互联网+”这个最好的时代，发展的步伐是无法阻挡的，我们所能做的是掌握一些有用的算法，用理性精神来面对现实，抓住智能时代的机遇，而不是回避它、否定它和阻止它。未来的社会，属于那些具有创意的人，属于那些理性的人，属于那些懂得在生活中运用计算思维的人。结束语作业：某地有两种不同类型的出租车