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(共26张PPT)
信息技术1：算法基础
DATA
DATA
体验计算机解决问题的过程
01
体验计算机解决问题的过程
人工解决
找出从A市经B1市到B市耗时最少的旅行路线。
A
B1
…
Bk
B
现实生活中中转的可能性更多，每一个A到Bk有Mk种途径，Bk 到B有Nk 种途径，那我们人工找出耗时最少的旅行路线将工作量及其浩大，一共要比较：
M1*N1+ M2*N2 + M3*N3 + … + Mk*Nk
当人工处理效率很低时，我们可以借助计算机，通过编写计算机程序来解决问题。
体验计算机解决问题的过程
计算机
分析问题
设计算法
编写程序
调试运行程序
分析问题的需求情况，提炼出已知条件，搞清楚需要解决的问题。
问题分析请楚后，需要给出计算机解决问题的详细方法和步骤，这一过程称为设计算法。
有了清晰可操作的算法描述，就可以选择一种计算机语言工具来编写程序，实现算法。
程序编写完成以后，再通过键盘把程序输入计算机中运行，检查程序能否按预想的效果执行，这一过程称为程序的调试运行。
体验计算机解决问题的过程
求解问题的方式 相同点 不同点
人工求解问题
用计算机求解问题
分析问题、设计算法、得出结果、验算结果
每次只能对特定的问题进行解答，运算速度慢，不需要借助计算机工具。
编写程序、调试程序、运行速度快，通用性强。
算法及其描述
02
算法及其描述
This PPT template for the rice husk designer pencil demo works, focusing on the production
认识算法：
算法是指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，算法就是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：有穷性、确定性、数据输入、数据输出、可行性。
算法及其描述
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算法就是在解决特定问题时，采取的确定的、有限的步骤。
判断抛物线 轴是否有交点。
分析项目 ①抛物线
执行的步骤个数
每一步是否明确可执行
是否有输入
是否有输出
4
计算△= ；
如果△大于等于0，执行步骤③，否则执行步骤④；
输出有交点，结束；
输出无交点，结束。
是
否
是
算法及其描述
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算法的特征
有输入
一个算法通常要求有0个或多个输入。
有输出
一个算法可以有一个或多个输出。
有穷性
算法必须能在有限个步骤之后终止。
可行性
算法中的每一步都是可以执行的。
确定性
算法的每个步骤都具有确定的含义，没有歧义。
算法及其描述
小明在去往地铁站时，在路口遇到了一个红绿灯。小明发现该红绿灯上配有一个倒计时器，倒计时15秒之后红灯变成了绿灯，如何将“倒计时15秒”的算法描述出来？
自然语言
将计数器t（剩余秒数）设为15；
如果t大于等于1，执行步骤③，否则执行步骤⑤；
显示t，并保持显示1秒，然后清除显示；
将t的值减1，跳转至步骤②。
倒计时结束。
算法及其描述
流程图是用图形表示算法的一种常用工具。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。
开始/结束框
输入/输出框
处理框
判断框
流程线
算法及其描述
将计数器t（剩余秒数）设为15；
如果t大于等于1，执行步骤③，否则执行步骤⑤；
显示t，并保持显示1秒，然后清除显示；
将t的值减1，跳转至步骤②。
倒计时结束。
结束
t ← 15
t ≥ 1
输出t
t ← t-1
True
False
保持显示1秒
清除显示
开始
算法及其描述
结束
t ← 15
t ≥ 1
输出t
t ← t-1
True
False
保持显示1秒
清除显示
开始
伪代码
t ← 15
while t ≥ 1
output 1
sleep 1s
clear
t ← t-1
end while
规避了程序设计语言严格的书写格式，无歧义，结构性强。
不太适合完全没有程序设计基础的初学者。
算法描述方法：
算法的描述方法
自然语言
伪代码
流程图
自然语言就是使用日常所用的语言描述算法的步骤。
优点：使用简单，易于理解。
缺点：容易产生二义性。
流程图是用图形表示算法的一种常用工具。
优点：步骤清晰简洁，算法结构表达明确，适合初学者使用。
缺点：绘制过程繁琐，对于复杂问题，结构过于复杂，不易理解。
伪代码是采用一种类似程序设计语言的代码来描述算法。
优点：回避了程序设计语言严格的书写格式，叙述准确，无二义性，结构性强。
缺点：需要具备一定的程序设计语言基础，不利于初学者使用。
算法及其描述：
S1
Sn
…
顺序结构
False
True
S1
S2
C
选择结构
S1
C
False
True
循环结构
计算机程序设计语言
03
计算机程序
计算机程序
在《计算机软件保护条例》中这样定义计算机的“程序”：指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。
简而言之，计算机程序就是指计算机可以识别运行的指令集合。
计算机程序是不是就是计算机软件？
软件是程序以及开发、使用和维护所需要的所有文档与数据的总称,而程序只是软件的一部分。
计算机程序
计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
常用的计算机主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件。
冯诺依曼计算机
计算机程序设计语言
计算机程序设计语言是指一组用来定义计算机程序的语法规则，通常简称为“编程语言”。
计算机程序设计语言的发展，经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的发展历程。
算法不能被计算机直接执行
程序计算机能够识别和运行
计算机程序设计语言
机器语言
是由“0”和“1”这样的二进制代码指令组来表示。每一条机器指令包含两个主要部分：操作（指出计算机应做什么）和被操作的对象（指出处理的数据或它的地址），计算机能直接识别和执行。
难以理解
运算效率最高
机器语言
计算机程序设计语言
机器语言
使用了一种类似英文缩略词且带有助记性符号的语言，来替代一个特定的指令的二进制串，每条指令都和一条机器指令相对应。需要一个专门的语言翻译器，负责将程序中的每条语句都翻译成用二进制数表示的机器语言。
计算机不能直接执行汇编语言。
汇编语言
较易理解
运算效率很高
计算机程序设计语言
机器语言
接近于数学语言或人的自然语言，并且不再过度地倚赖某种特定的机器或环境，必须经过翻译器将其翻译成机器语言。
计算机不能直接执行高级语言，必须经过编译程序或解释程序将其翻译成机器语言。
高级语言
简单易于理解
移植性好
计算机程序设计语言
解释程序与编译程序
编译程序：是指计算机把高级语言程序的每一条语句都编译成机器语言，并保存为二进制文件后才运行的程序。
解释程序：是指计算机在执行高级语言程序时，逐条语句解释成机器语言并立即执行的程序。
计算机程序设计语言
语言种类 优势 不足 举例
编译型语言 程序执行速度快，程序执行效率高，同等条件下对系统要求较低。 跨平台性差些。 C语言
解释型语言 不同系统平台间的兼容性高。 程序执行效率比较低。 Python语言
小结1
算法概念和描述
算法的概念
算法的特征
算法的描述方法
有输入
有输出
确定性
有穷性
可行性
一个算法通常要求有0个或多个输入。
一个算法可以有一个或多个输出。
算法必须能在有限个步骤之后终止。
算法中的每一步都是可以执行的。
算法的每个步骤都具有确定的含义。
自然语言
流程图
伪代码
用日常所用语言来描述算法的步骤。
流程图是用图形表示算法的一种常用工具。
采用一种类似程序设计语言的代码来描述算法。
算法就是解决一个特定问题而采取的确定的，有限的步骤。
小结2

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