算法描述与设计

合集下载

3.2算法及其描述-教学设计(逐字稿)

3.3算法及其描述教学设计（逐字稿）

一、单元教学目标:

1、从生活实例出发，概述算法的概念与特征，运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法。

2、懂得描述程序设计语言产生与发展的过程，了解不同种类程序设计语言的特点。

3、在利用数字化工具解决问题完成任务的过程中，构建知识、培养技能、发展思维，促进信息技术核心素养达成。

二、课时教学目标与评价目标(课标质量描述):

1、理解算法的内涵

2、掌握算法的特征

3、了解算法描述的三种基本方法，了解其优势与不足

4、掌握流程图描述算法的方法

三、学科核心素养(课时):

计算思维：个体运用计算机领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中，产生的一系列思维活动。能采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成问题解决方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。

四、教学思路：

从生活中的实例出发，建立算法的表象。通过归纳总结找到算法的内涵，形成算法的概念。在三个算法实例中，通过比较、分析归纳出算法的特征。在活动过程中认识三种算法描述方法并理解各自的优缺点。

五、教学重难点

重点：掌握流程图描述算法的方法。

难点：算法的定义

教学过程：

一、导课

上节课我们初步了解计算机解决问题的一般过程。其中，设计算法是问题解决的重要环节。请阅读课本上算法的定义，结合活动一体会算法的内涵。

二、授课

（一）算法的定义

1.为了解决一个问题而采取的方法和步骤，就称之为算法（广义）。在信息技术领域，我们关心的是用计算机做工具解决问题，所以这里的算法更具体一些：指计算机能执行的算法（计算机求解某一问题的方法，是能被机械执行的动作或指令的有穷集）。

教学设计描述(精选7篇)_算法及其描述教学设计

教学设计描述（精选7篇）_算法及其描述

教学设计

教学设计描述（精选7篇）由我整理，希望给你工作、学习、生活带来便利，猜你可能喜爱“算法及其描述教学设计”。

第1篇：运动的描述教学设计

运动的描述教学设计

目标1.学问与技能知道参照物的概念

知道物体的运动和静止是相对的2.过程与方法

体验物体运动和静止的相对性3.情感看法与价值观

相识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止是相对的，建立辩证唯物主义世界观。说明与建议想想议议

课本图11.l-l出示了一组好玩的图片，分别表示了几种不同的运动。在课文中也列举了很多物体做机械运动的例子。老师应引导学生结合身边实例，相识运动是宇宙中的普遍现象。老师还可引导学生结合思索以下问题，由浅入深地提高对机械运动概念的相识：足球场上正在进行竞赛，场上哪些物体是运动的，哪些物体是静止的?(运动员、足球是运动的，球门是静止的。)运动的物体有什么特点?(它们相对于地面的位置在变更。)静止的物体是肯定不动的吗?(不是。球门相对于地面的位置虽然没有变更，但随地球的运动，它相对于太阳的位置在变更，因此也在运动着。)通过回答这些问

第1 页题，学生可以相识到机械运动的特点就是物体位置的改

变，然后过渡到对参照物的讲解。

课本图11.1-2是地壳板块移动影响地貌的示意图。20世纪初期德国科学家魏格纳提出了大陆漂移学说，后来发展为板块构造学说，并得到了古生物学、古地磁学等方面证据的支持。可与地理学问整合，扩高校生的视野。探讨表明，日本茨城县鹿岛町与中国上海市的距离，由于板块运动每年缩短2.9cm;而科学家们发觉欧亚大陆板块在与邻近板块相互碰撞、挤压作用下，每年平均上升约0.2cm～0.5cm。参照物

高中信息技术《算法与程序设计》优质教案、教学设计

《算法与程序设计》

1.2 算法描述与设计

教学设计

单位：授课人：

《算法描述与设计》教学设计

为了更形象、直观地表示算法，我们引入了流程图

，学生学习流也叫程序框图。下面，同学们学习“韩信点兵”问题的

流程图表示。

开始

n 被3 、5 、7 整Y

除后余数为

2 、

3 、2

n+1n

输出n 的值

结束

流程图描述算法常用的框图主要有以下几个：

在流程图的基础上，专业软件开发人员一般采用伪代码来描述算法。伪代码是一种介于自然语言和计算机语言之间的一种算法描述，不是真正的程序语言代码，所以没有严格的语法限制，书写格式也比较自由，只要把意思表达清楚就可以了。例如，判断闰年伪代码算法描述如下：

输入年份y

IF y 能被4 整除THEN

IF y 能被100 整除THEN

IF y 能被400 整除

输出“是闰年”

附：《算法描述与设计》流程图作品评价量表

《算法描述与设计》流程图作品评价量表

说明：1、作品评价等级分为A、B、C、D 四个等级。

2、在对应的作品等级下画“√”。

《算法的设计与描述》教学设计

《算法的设计与描述》教学设计教学设计：《算法的设计与描述》

一、教学目标：

1.理解算法的概念和基本原理；

2.掌握基本的算法设计方法和分析技巧；

3.能够设计并实现简单的算法解决实际问题；

4.培养学生的逻辑思维、问题分析和解决问题的能力。

二、教学内容：

1.算法的概念和基本性质；

2.常用的算法设计方法和技巧；

3.算法的时间复杂度和空间复杂度分析；

4.算法正确性的证明和优化。

三、教学重点和难点：

1.算法设计方法和技巧的掌握；

2.算法时间复杂度和空间复杂度分析的理解和运用；

3.算法正确性的证明和优化方法的学习。

四、教学方法：

1.理论讲授结合实例分析；

2.实践操作和编程实现；

3.小组讨论和案例分享。

五、教学过程：

1.导入（5分钟）

通过提问，引入算法的概念和应用领域，激发学生对算法设计与描述的兴趣和思考。

2.理论讲解（30分钟）

（1）算法的定义和基本性质；

（2）常用的算法设计方法和技巧，如贪心法、动态规划、分治法、回溯法等；

（3）算法的时间复杂度和空间复杂度分析方法；

（4）算法正确性的证明和优化方法。

3.实例分析（20分钟）

通过实例分析，讲解具体的算法设计和描述过程，如最短路径算法、排序算法、背包问题等。

4.小组讨论和编程实践（30分钟）

学生分成小组，自主选择一个实际问题进行算法设计和描述，并用编程语言实现。通过小组讨论和交流，互相学习和优化算法。

5.案例分享和总结（15分钟）

学生代表向全班分享自己的算法设计和描述过程，同时与全班共同总结所学的知识和经验。

六、教学评价：

1.平时表现（包括听课积极性、课堂互动、实践操作等）；

第二节算法和算法描述

2
确定性：每一步都必须有确切的定义
4
输出：至少产生一个输出
算法特征
Biblioteka Baidu
有穷性：算法在执行有穷步之后必须结束
3
5
可行性：原则上能精确运行
算法在解决问题中的地位和作用：算法是程序设计的核心，是程序设计的灵魂。算法的好坏直接影响着程序的通用性和有效性，影响着问题的解决效率。算法与程序的关系：程序可以作为算法的一种描述，但程序通常还需要考虑与计算机系统运行环境有关的细节问题，而算法关注更多的是与问题分析和求解方法有关的问题。程序的编制依赖算法的设计。程序的效率主要取决于算法的效率。
伪代码
伪代码描述
伪代码是用介于自然语言和计算机程序语言
之间的文字和符号来描述算法的一种算法描述。
优点：简洁、易懂、修改容易，便于向程序设计
语言过渡。
缺点：不直观、错误不容易排查，代码语句不容
易规范，有时会产生误解。
例：求方程 ax + b = 0 的解。
S1：移项得 ax = - b ; S2：若a不等于0，则x=-b/a，结束 S3：若a=0，b=0，得x为任意值，结束； S4：否则输出x无实数解，结束；
自然语言
例：求方程 ax + b = 0 的解。
流程图
例：求方程 ax + b = 0 的解。

《描述算法》教学设计

回顾本章知识组成，回忆算法的概念和特征，同时继续上节“手机充电”算法的描述，引出本节主题——描述算法。

1.知识讲解

继续上节“手机充电”算法的描述，指出该描述方式为——自然语言。总结自然语言描述算法的方法和特点，强调教学重点。

2.学生活动

a.布置任务：小组讨论，分组完成用自然语言描述“田忌赛马”、“合理安排课外活动实践”、“推荐最优乘车路线”三个算法。

b.小组展示。

3.例题分析

结合河北省信息技术学业水平考试真题，对自然语言描述算法的方法和特点进一步分析巩固，后进行总结。

1.承前启后

接上，指出除了自然语言，还可用图形化工具——流程图来描述算法，强调教学重点。

2.知识讲解

a.结合之前《二进制与数制转换》课堂教学中使用的“纸牌寻宝”教育游戏的游戏规则，将其用流程图的形式表示出来，展示流程图的绘制方法、常用符号及其功能。

b.以及顺序结构、选择结构、循环结构的相关知识点。

3.生活实例

结合生活实例，分小组绘制“某城市刷卡乘坐公交车”和“不同里程最优资费选择”的算法流程图。

4.举例说明绘制流程图的方法

5.例题分析

结合河北省信息技术学业水平考试真题，对自然语言描述算法的方法和特点进一步分析巩固，后进行总结。

1.承前启后

接上，指出除了自然语言和流程图，还可用伪代码来描述算法，强调教学重点。

2.动画阐述

制作PPT动画，配合讲解，介绍伪代码描述算法。

并结合“倒计时15s”的伪代码描述，介绍四种基本指令，

b.师生归纳：刚刚用到的方法属于数理思维方式，即用逻辑推理的方式直接想出或是用手工算出结果。教师提出还可用枚举法来求解本题，并介绍枚举法解决问题的思路，师生共同设计相应的伪代码表示算法。

算法概念与描述

算法是指解决特定问题的一系列步骤和规则的有限序列。它可以

用来计算、处理数据、执行特定任务等。算法可以以伪代码、流程图、程序等形式进行描述和实现。

算法的概念包括以下几个方面：

1. 有限性：算法必须是有限步骤的，每个步骤在有限时间内完成。

2. 明确定义性：算法中每个步骤都是明确定义的，没有二义性。

3. 输入：算法需要有输入数据，用来进行处理或计算。

4. 输出：算法的执行结果应该产生一个明确的输出，能够解决

问题。

5. 确定性：在相同的输入条件下，算法应该产生相同的输出结果。

6. 可行性：算法应该是可行的，即在有限的时间和资源内能够

完成。

7. 有效性：算法应该是有效率的，即执行所需的时间和资源应

尽可能少。

通过对以上几个方面进行描述和设计，可以构建出不同类型的算法，如搜索算法、排序算法、图算法等。算法的描述可以使用自然语言、伪代码、流程图等方式进行，对不同的问题和需求进行具体的实现。

算法及其描述教学设计

3.2算法及其描述

一、学习目标

1.理解算法的概念，掌握算法的特征；

2.从生活实例出发，概述算法的概念和特征；

3.运用恰当的描述方法和控制结构表示算法：顺序结构，选择结构，循环结构。

二、学业质量水平

1.依据解决问题的需要设计算法，采用流程图的方式描述算法。

2.依据问题解决的需要设计算法，运用算法描述方法和三种控制结构合理表示算法。

三、学习重点

1. 理解算法的概念，掌握算法的特征；

2.依据解决问题的需要设计算法，采用流程图的方式描述算法。

3.依据问题解决的需要设计算法，运用算法描述方法和三种控制结构合理表示算法。

四、学习难点

依据问题解决的需要设计算法，运用算法描述方法和三种控制结构合理表示算法。

五、学习方法

学生在学习本节的时候，多结合他们理解的运算过程，对简单算法进行分析描述和绘制流程图，也可以结合三种控制结构，进行简单的实例分析和绘制流程图。

六、教学方法：

讲授、讨论、上机操作

七、教学手段：

课件辅助

八、教学过程：

1、导入新课：

通过对比图片，展示人工智能技术的应用，提出问题人工智能的核心是什么？从而引出上节课的知识点，使用计算机解决问题包含了四个过程：分析问题，设计算法，编写程序，和调试运行程序。了解了算法是解决问题的过程与方法，以及算法是计算机解决问题的核心等等内容，那么到底什么是算法呢，它有哪些特征，它用什么来描述呢？我们这节课就来具体的学习一下算法。

（一）算法：

1、算法的含义：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。（学生读）探究活动1：求解方程6x+5y+4z的正整数解的个数？

算法的描述与设计讲课文档

自然语言
现在十页，总共十九页。
自然语言
自然语言描述
用自然语言表达算法，就是把算法的各个步骤，依次用人们熟悉的自然语言表示出来。优点：容易理解。缺点：书写较烦、不确定性、对复杂的问题难以表达准确、不能被计算机识别和执行。
现在十一页，总共十九页。
流程图
流程图
现在十二页，总共十九页。
伪代码
伪代码描述
初始化N=1
DO
If N整除3余2、整除5余3、整除7余2 then 输出N的值
Exit DO End If N=N+1 Loop
现在十五页，总共十九页。
判断某个数是否偶数
输入正数a
伪 If a除以2余数为0 then
代
输出“a为偶数”
码 Else
描
输出“a不是偶数”
述 End if
何过河？
要求：现在请同学们来设计一个方案,把3样东西安然无恙的带过河。
现在三页，总共十九页。
思考：
1 这个方案总共有多少步？ 2 哪几步顺序可以颠倒？ 3 同学们农夫过河问题解决了，那到底什么是算法？
现在四页，总共十九页。
过河方案
牧羊人过河方案
第一步：将羊运过去
第二步：人返回
第三步：将菜运过去
现在十八页，总共十九页。
练习：
用程序框图表示“判断整数n(n>2)是否为质数”的算法。

算法描述与设计

Dim n as integer N=1 while(n<1100) Do { if(n%3==2&&n%5==3&&n%7==2) (n mod 3=2) and (n mod 5=3) if and (n {printf("%d\ {printf("%d\n",n);break;} mod 7=2) then Print n Exit do else n++; }} End if N=n+1 Loop
流程图
第一章如何用计算机解决问题小结
1、什么是算法？ 2、算法的特征： 5 3、算法的描述方法？
3
练习：说出下面流程图的各框名称练习：
开始框输入框处理框判断框处理框处理框处理框输出框结束框
如果两个数有最大公约数A，那么这两个数，如果两个数有最大公约数，那么这两个数，以及这两个数的还有大数除以小数的余数，必然都是A的倍数的倍数。差，还有大数除以小数的余数，必然都是的倍数。所以当最后两个数刚好能整除时，较小的数就是最大公约数。所以当最后两个数刚好能整除时，较小的数就是最大公约数。
1.2
算法描述与设计
②描述算法伪代码
是介于自然语言和计算机程序之间的一种算法描述。是介于自然语言和计算机程序之间的一种算法描述。 N=1 DO N除以3 N除以3余2 且除以输出N 输出N 退出程序 end if N=n+1 loop

算法设计与分析实验报告

一、实验内容：

5-1：设计一种策略，使得基于回溯法的轮船装载问题的时间复杂性能够达到O(2^n)。

5-2: 设计基于回溯法0-1 背包算法，使得算法不仅能够求得背包的最大价值的值，还能够找出最优解，即那些物品被装入背包。

二、算法思想与设计描述：

（一）轮船装载：

如果一个给定装载问题有解，则采用下面的策略可得到最优装载方案。

(1)首先将第一艘轮船尽可能装满；

(2)将剩余的集装箱装上第二艘轮船。

将第一艘轮船尽可能装满等价于选取全体集装箱的一个子集，使该子集中集装箱重量之和最接近。由此可知，装载问题等价于特殊的0-1背包问题。

int maxLoading(int w[], int num, int c, int bestx[])

{

int i = 1;//当前层

int* x = new int [num+1];//x[1:i-1]为当前路径

int bestw = 0;//当前最优载重量

int cw = 0;//当前载重量

int r = 0;//剩余集装箱重量

for(int j=1; j<=num ;j++)

r += w[j];

//搜索子树

while(1)

{

while(i<=num && cw+w[i]<=c)//进入左子树

{

r -= w[i];

cw += w[i];

x[i] = 1;

i++;

}

if(i > num)//到达叶节点

{

for(int j=1; j<=num; j++)

bestx[j] = x[j];

bestw = cw;

}

else//进入右子树

{

r -= w[i];

《算法和算法的描述》教学设计

一、教材分析：

本节课是高中信息技术选修模块一《算法与程序设计》第一章第二节的内容，主要是一些概念和理论，而算法的概念和理论都太抽象，讲起来非常的枯燥乏味，那么就要把这些抽象的东西变得通俗易懂，使学生能轻松而又愉快的接受并理解。

二、学生分析：

在数学中已学过程序设计模块，对算法有一定的初步基础，学习了结构语言的三种结构，并能编写一些较简单的程序。但是学生对结构的掌握并不是很熟练，他们对编程存在一定的畏惧情绪。三、教学目标：

1．知识技能：

（1）理解算法的概念；

（2）能初步利用算法解决简单的问题。 2．情感领域：

培养学生的理论联系实际能力和动手操作能力。

3．能力发展：

培养学生自我探索信息，高效获取信息、分析评价信息、处理运用信息、表达呈现信息的能力，通过作品的制作、反思和评价，进一步提高其信息素养。

引导学生对编程的兴趣，理解算法的概念和如何科学合理的选择和设计算法，激发学生的编程兴趣，为程序设计打好基础。

四、教学重点：

1、算法的概念

2、算法的描述

3、算法的设计

五、教学难点：

1、算法的选择。

六、教学手段：

与学生进行互动探讨式教学,以趣味智力题激发学生探索解决问题的兴趣，以故事事例和具体的程序运行对比，引导学生一步步的思考，从而总结出算法的概念，以及如何设计和选择算法，充分调动学生的主观能动性和探究学习能力。

七、教学过程：教学环节创设情景引入新课教师活动

1、算法的概念

【问题一】：高二9班的同学甲，因感冒，要在晚自习请假回家。要求：小组讨论，帮甲同学写出可行的请假步骤。根据学生的答案，引出算法的概念。解决问题的步骤就是---算法。

1.2算法描述与设计

1.2 算法描述与设计

一、教材分析

本节是高中信息技术选修课《算法与程序设计》（教科版）第一章“如何用计算机解决问题”的第二节“算法描述与设计”。

通过1.1 节的学习，学生已经了解了计算机解决问题的基本过程，并知道算法是程序设计的灵魂，只要算法正确，就可以用任何一种语言编写程序。本节课通过几个典型的例子来帮助学生加深对算法的理解，并学会用不同的方法描述算法。。

二、学生分析

学生在数学课中对算法已经有所了解，特别是用“自然语言”和“流程图“描述算法，高一数学中已经讲过了，所以教师可以让学生自己先尝试完成。

三、教学目标

1、知识与技能

进一步理解什么是算法，知道算法的多样性。

2、过程与方法

①能够对设计的算法作简单的评价；

②学会用自然语言、流程图和伪代码来描述算法。

3、情感、态度及价值观

教师注意结合实例给学生讲解，帮助学生建立并保持其学习程序设计的兴趣和信心。

四、教学重、难点

1、重点

算法的三种描述方法：自然语言、流程图和伪代码。

2、难点

结合实例分析算法的三种描述方法。

五、教学策略

1、教学思路

本节课用日常生活问题和趣味性数学题引入 , 让学生通过比较，思考、讨论、探索解决问题的方法和步骤，理解算法的相关概念，通过两个例子由浅入深地引导学生思考，讨论，进行探究性学习，符合学生的认知规律。通过讲授、演示观察、讨论相结合的方法，充分调动学生的主观能动性，以达到主动学习、探究性学习。

作品欣赏——进入算法（解决问题的方法和步骤）——算法的三种描述方法（结合实例：韩信点兵问题、闰年的判断）。

教学过程

一、作品欣赏、引入新课

算法描述与设计

例：求出两个数的和。计算机处理的具体步骤为： ⑴输入两个加数num1、num2； ⑵将两数相加并将求出的和赋给某一个变量sum; ⑶显示运算结果sum。
2、用流程图描述算法
用流程图描述算法，就是用含义确切的图形符号描述算法。
例：求出两个数的和。
3、用伪代码描述算法
伪代码是介于自然语言和计算机程序设计语言之间的一种算法描述。
描述算法的方法
1、自然语言：即用人们日常使用的语言和数学语言描述的算法。
2、流程图：即用一组标准的图形符号来描述算法。
3 、伪代码：伪代码是一种非正式代码，常用自然语言、数学语言和符号来描述算法的操作步骤。
1、用自然语言描述算法
用自然语言描述算法，就是把算法的各个步骤，依次用人们所熟悉的日常会话的语言表示出来。
End if
（1）表示条件判断： If条件 Then
执行语句一 Else
执行语句二 End If
输入年份 y If y能被4整除 then
if y 不能被100整除 then 输出“是闰年”
else if y能被400整除 then 输出“是闰年”
else 输出“不是闰年”
end if
end if
Else 输出“不是闰年”
算法独立于任何具体的程序设计语言，一个算法可以用多种程序设计语言来实现。

算法与算法描述

算法与算法描述
一、算法 1、概念：简单的说，算法就是解决问题的方法和步骤。 2、特征：（1）、有穷性：有限步骤内完成。（2）、确定性：每一步有确切的含义。
（3）、可行性：能精确运行，而且人们用笔和纸做有限次运算后即可完成。
（4）、有0个或多个输入。
（5）、有一个或多个输出。
二、算法描述 1、自然语言：日常生活中使用的语言。 2、流程图：
A
）
2、关于算法的描述，下列选项中正确的是（ A、一个算法，当没有输入时，也没有输出 B、一个算法可以没有输入 C、算法只能用流程图来表示 D、一个算法的执行步骤可以是无限的
3、下列问题不能用算法描述的是（
B
）。
A、已知圆锥地面半径和高，求表面积和体积 B、求一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)两个实 C、计算某班英语平均分 D 、求方程y=2x+1的所有整数解
起止框处理框输入/出框判断框
3、伪代码：介于自然语言和计算机程序语言之间。
三、程序设计语言：机器语言、汇编语言、高级语言。
开始
输入半径r
s=pi*r^2
自然语言描述：步骤一、输入圆的半径r 步骤二、计算圆的面积s 步骤三、输出圆的面积s
输出面积s
结束
开始
输入密码
密码是否正确
自然语言描述：输出“密码正确，步骤一、输入密码请等待登陆” 步骤二、判断密码是否正确步骤三、正确的话，输出“密码正确，请等待登陆”；错误的话，输出“密码错误，请重新输入”

算法分析与设计

算法是计算机科学中非常重要的概念，它指的是一系列解决问题的步骤或方法。算法的好坏直接影响着程序的性能和效率。因此，算法分析与设计是计算机科学领域中至关重要的一部分。

一、算法分析

算法分析是评估算法性能的过程。对于给定的问题，可能有多种算法可供选择。通过对算法进行分析，可以比较它们的优劣，并选择最适合的算法。

1. 时间复杂度

时间复杂度是衡量算法执行时间的一个指标。它反映了算法在处理输入规模增大时的性能变化。通常使用大O符号来表示时间复杂度。

常见的时间复杂度有以下几种：

- 常数时间复杂度 O(1)

- 线性时间复杂度 O(n)

- 对数时间复杂度 O(log n)

- 平方时间复杂度 O(n^2)

- 立方时间复杂度 O(n^3)

- 指数时间复杂度 O(2^n)

通过对算法的代码进行逐行分析，可以确定每行代码的时间复杂度，并将它们相加得到整个算法的时间复杂度。

2. 空间复杂度

空间复杂度是衡量算法在执行过程中所需存储空间的指标。它反映

了算法在处理输入规模增大时的内存消耗变化。

常见的空间复杂度有以下几种：

- 常数空间复杂度 O(1)

- 线性空间复杂度 O(n)

- 对数空间复杂度 O(log n)

- 线性对数空间复杂度 O(n log n)

- 平方空间复杂度 O(n^2)

- 立方空间复杂度 O(n^3)

- 指数空间复杂度 O(2^n)

通过对算法中使用的变量、数组等数据结构进行分析，可以确定算

法的空间复杂度。

二、算法设计

算法设计是将问题转化为算法步骤并解决问题的过程。在设计算法时，需要考虑以下几个方面。