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(共21张PPT)
1.算法与问题解决
主讲人：***
浙教版信息技术必修一《数据与计算》
【知识体系】
【知识梳理】
一、算法的概念
（一）算法的定义
1. 广义定义
“算法”指的是解决问题或完成任务的一系列步骤。广义的算法中，需要解决的问题不仅仅指传统意义上的计算任务（算术），也可以是社会生活中各种事务的处理。
2. 计算机科学领域定义
“算法”指的是用计算机解决问题的步骤，是为了解决问题而需要让计算机有序执行的、无歧义的、有限步骤的集合。这些需要解决的问题不仅包含了数值计算，还包含了非数值计算的数据处理。
【知识梳理】
一、算法的概念
（二）算法的特征
1.有穷性：一个算法的处理步骤必须是有限的。
2.可行性：每一步的操作与要求都是可行的，并且能够在有限时间内完成。
3.确定性：每一步的执行描述必须是明确的
4.0个或多个输入
5.1个或多个输出
【知识梳理】
一、算法的概念
（三）算法的要素
1.数据
用算法解决问题时，必须明确参与运算的初始数据、运算时产生的中间数据以及代表问题解决的结果数据。
2.运算
在对数据进行运算时，必须明确每一步的运算是什么、对哪些数据进行运算等。
3.控制转移
在算法执行过程中，有时需要根据数据或运算结果的特点进行不同的处理，这时就需要运用控制转移来执行不同的操作。
【知识梳理】
二、算法的描述
（一）自然语言
1.定义：自然语言是人们在日常生活中交流使用的语言，通俗易懂
2.变量：数据会发生改变，由字母、数字、下划线等组成的一串字符表示
3.输入：参与算法运算的数据可通过“输入”获得
【知识梳理】
二、算法的描述
（二）流程图
1.流程图描述算法结构清晰、寓意明确。
2.常用的流程图基本图形
【知识梳理】
二、算法的描述
（三）伪代码
伪代码由于语法比较接近计算机程序设计语言，所以描述的算法更加紧凑简练，也便于进一步转化为相应的计算机程序。
【知识梳理】
二、算法的描述
（四）计算机程序设计语言
为了让计算机帮助人们真正解决问题，需要将算法用某种计算机程序设计语言来描述，这个过程称为程序编写（或称代码编写）。
计算机程序设计语言经历了“机器语言→汇编语言→高级语言”的发展历程。
1.机器语言：用“0”“1”组成，机器执行效率高但可读性差、维护性差。
2.汇编语言：用特定的助记符表示各个机器指令，提升效率。
3.高级语言：接近人们日常用语的符号来表示各类指令，如Basic、C、C++、Java等。
【知识梳理】
三、算法的控制结构
（一）顺序结构
1.每个步骤按照算法中出现的顺序依次执行。
2.每个步骤一定会被执行一次，而且只执行一次。
【知识梳理】
三、算法的控制结构
（二）分支结构
1.首先进行条件判断，根据条件满足与否来决定执行哪个分支。
2.在一个分支结构中，必定有一个分支被执行，其他的分支则被忽略。
【知识梳理】
三、算法的控制结构
（三）循环结构
算法执行过程中，在条件控制下，某些操作步骤需要重复执行（循环）的控制结构称为循环结构。
循环结构的重复执行（循环）并不是没有限制的，而是在条件控制下的一种可控的重复。当需要重复处理的条件不满足时，重复处理必须能及时结束。这样才符合算法的有穷性特征。
【知识梳理】
四、用算法解决问题的过程
（一）抽象与建模
1.提炼核心要素并加以确定或假设
2.用数学符号描述解决问题的计算模型
【知识梳理】
四、用算法解决问题的过程
（二）设计算法
1.设计原则：遵循算法的特征、围绕算法的要素设计算法
2.步骤：输入数据——处理数据——输出处理结果
【知识梳理】
四、用算法解决问题的过程
（三）描述算法
用流程图描述算法
【典型例题】
1．某算法的流程图如图所示，执行这部分流程，若输入的值为59，则输出s的值为（ ）
A．000100 B．111011 C．001000 D．110111
A
【典型例题】
2．设计算法时，我们通常采用哪种方法来确保算法的正确性（ ）
A．代码审查 B．数学证明 C．测试 D．用户反馈
C
【典型例题】
3．某算法的部分流程图如图所示
执行这部分流程，输入m，n的值为21、14，则变量n的值是（ ）
A．4 B．7 C．12 D．18
B
【典型例题】
4．设计算法时，以下哪个不是重要的考虑因素（ ）
A．算法的时间复杂度 B．算法的空间复杂度
C．算法的颜色编码 D．算法的可扩展性
5．在算法描述中，哪种方式最适合用于表达算法的步骤（ ）
A．流程图 B．伪代码 C．自然语言 D．数学公式
C
B
【典型例题】
6．以下哪种算法设计方法适用于解决“排序”问题（ ）
A．分治法 B．动态规划 C．贪心算法 D．回溯法
7．在算法设计中，哪种方法可以帮助我们避免重复计算（ ）
A．使用递归 B．使用循环
C．使用备忘录技术 D．使用并行计算
8．算法是解决问题的一系列明确步骤，它具有以下哪些特性（ ）
A．有穷性 B．确定性 C．可行性 D．输入/输出
A
C
ABCD
Thanks
主讲人：***

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