资源简介

(共19张PPT)
第2单元 编程计算
第1单元 初识数据与计算
第3单元 认识数据
第4单元 计算与问题解决
第5单元 数据分析与人工智能
信息技术
（必修1）
4.1 算法及其特征
学习目标
★ 熟悉将解决问题的方法归结为一系列清晰、准确的步骤的过程。
★ 了解算法的基本要素和重要特征。
★ 运用恰当的方式描述算法。
★ 运用Python语言实现简单算法，解决问题。
※ 活动1 寻找“开关对应关系”
软件开发社团要招募新成员，报名的同学要经过面试才能加入。第一关面试题是：
“一个房间有3盏灯，房间外有3个开关分别控制这3盏灯，在只允许进房间一次的情况下， 如何判断哪个开关控制哪盏灯？”
任务一 探讨面试题的解决方案
1号开关
2号开关
3号开关
1.分析问题—灯的状态和特性
灯有亮、灭两种状态
开灯的同时会伴随发光发热，因此灯被触摸时还有冷、热两种状态
灯亮
灯灭
发热
不发热
第一步：打开1、2两个开关
第二步：过2分钟后关闭1号开关
第三步：进房间，亮着的灯是由2号开关控制
第四步：摸一下另外两盏不亮的灯，发热的灯泡是由1号开关控制
第五步：不亮又不热的灯是由3号开关控制
自然语言
流程图
关1号开关
灯亮？
灯热？
该灯由2号开关控制
该灯由1号开关控制
该灯由3号开关控制
解决问题的方法及步骤
算法
2.设计算法
算法的特征
有穷性
确切性
输出项
可行性
输入项
算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
算法中的每一次运算都有明确的定义，具有无二义性，并且可以通过计算得到唯一的结果。
算法一定要有输出。任何算法都不能 “无功而返＂ 。
一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始悄况，所谓0个输入是指算法本身给出了初始条件。
算法中执行的任何计算都可以在有限时间内完成（也称为有效性）。算法中的运算都必须是可以实现的。
有4个分别装了4种药丸的药瓶，里面每颗药丸都有单颗标准质量，其中有一个药瓶中的所有药丸都被污染了。
每颗被污染的药丸比正常药丸增重1克。请在只允许称量一次的情况下，判断出哪个药瓶中的药丸被污染了。
活动2 定量分析，寻找“被污染的药丸”
考虑1颗药丸的重量变化，如果药丸被污染，则增重_____克，否则增重________克。
改进算法
从某一个药瓶中取出n颗药丸，如果被污染，则增重_____克，否则增重________克。
如果我们从不同的药瓶中取出不同颗数的药丸，你能根据增重情况找出被污染的药丸吗？
第1个药瓶取1颗，第2个药瓶取2颗，第3个药瓶取3颗，笫4个药瓶取4颗，共10颗药丸。
如果增重______克，则_______号药瓶中的药丸被污染。
0
n
1
0
分析 现象（可多选） 算法的特征
哪些信息属于输入： 输入项： □0个输入 □1个输入 □多个输入
哪些信息属于输出： 输出项： □0个输出 □1个输出 □多个输出
执行的结果： 执行的结果：□确定的 □不确定的 □都可以
需要 步得到结果。 执行的步骤：□有限 □无限 □都可以
题耗时 。 执行的时间：□有限 □无限 □都可以
标准重量，称重后重量
多出的重量
找到被污染的药瓶
4
几秒
√
√
√
√
√
输入项
输出项
确切性
有穷性
可行性
设计算法
回顾算法的特点，思考一下，在这个问题中，哪些信息属于输入、哪些信息属于输出呢？
请设计程序并运行，使输入10颗药丸的总重量及4种药丸的单颗准质量就可以看到结果，找到被污染的药丸。
d=int(input('请输入每颗药丸的标准重量：'))
w=int(input('请输入药丸称得的重量：'))
x=
print('被污染的药瓶序号是：',x)
w-10*d
这次面试的冠军在A 、 B 、 C 、 D四位同学中。
A说：“不是我。” B说：“是C。” C说： “是D。” D说：“C说的不对。”
已知四人中有一人说了假话。
※ 活动 尝试枚举
不是我
是C
是D
C说的不对
A
B
C
D
任务二 求解“谁是冠军”
解析：逐一假设A、B、C、D是冠军，判断是否正确。
冠 军 A说：“不是我。” B说：“是C。” C说：“是D。” D说：“C说的不对。”
A
B
C
D
×
×
×
×
×
×
×
×
√
√
√
√
√
√
√
√
枚举
有一种算法是把所有可能的答案一一列举，合适就保留，不合适就丢弃。这种方法称作“枚举”或“穷举”。
枚举法解决问题的一般结构：循环+判断。
优势：易证明正确性
champion= ['A','B','C','D'] ＃设置选手列表
for i in champion: # 遍历champion列表
cond=(i! ='A')+_________+_________+__________
if cond==3:
print(“冠军是”,i)
设计算法
答案 冠军是: C
用程序求谁是冠军时，我们需要把每个人说的话转化成计算机能够执行的表达式。
如A说：“不是我。”可以表示为“i!='A'”，其中i为枚举的冠军选手编号。
(i=='C')
(i=='D')
(i! ='D')
1．下列Python程序无法执行，原因是它违反了算法的什么特征（　　）
for i in range（5）：
print（10/i）
A．有穷性 B．确定性 C．唯一性 D．可行性
2．下列关于算法特征的的描述，正确的是（　　）
A．一个算法的每一个步骤必须有确切的含义
B．一个算法可以有多个输出，但是至少有一个输入
C．一个算法可以永无止境的进行下去
D．一个算法不一定必须可行，理论上想法对就可以执行
巩固提升
D
A
巩固提升
3．下列关于算法描述错误的是（　　）
A．算法必须在有限步骤内实现
B．算法可以使用自然语言、伪代码、流程图等多种不同的方法来描述
C．算法是解决问题的方法和步骤
D．一个有效的算法至少要有一个输入
D
课堂小结
算法：解决问题的方法和步骤；
算法的描述：
算法的特征：
有穷性：算法步骤有限；
确切行：每一次运算的含义明确；
输入项：一个算法有0个或多个输入；
输出项：算法一定要有输出；
可行性：在有限时间内完成；
计算机解决问题的一般过程：
自然语言
流程图
伪代码
N-S框图
PAD图
程序代码
具体问题
分析问题
问题解决
设计算法
编写程序
调试运行
巩固提升

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