算法和算法的描述ppt课件
《算法的概念及描述方式》课件
义务教育信息科技课程标准(2022年版)第三学段(5~6年级)算法的概念及描述方式怎样过河呢?故事内容:一位农夫带着一匹狼,一只羊和一颗白菜过河,河边有一条小船,农夫划船每次只能载狼、羊、白菜中的一样过河。
农夫不在旁边时,狼会吃羊,羊会吃白菜。
思考:农夫该如何将狼、羊、白菜都安全运过河?方法一:方法二:步骤1农夫带羊过河步骤2农夫放下羊,独自返回步骤3农夫带狼过河步骤4农夫放下狼,带羊返回步骤5农夫放下羊,带菜过河步骤6农夫放下菜,独自返回步骤7农夫带羊过河步骤1农夫带羊过河步骤2农夫放下羊,独自返回步骤3农夫带菜过河步骤4农夫放下菜,带羊返回步骤5农夫放下羊,带狼过河步骤6农夫放下狼,独自返回步骤7农夫带羊过河在实际生活中,人们直都在寻求有效解决问题的方法,例如:指挥交通时,警察叔叔如何通过指挥来往车辆和行人有序通行,提高道路通行效率;旅游时,如何规划旅行路线,以确保在有限的时间和预算内,提高行程的性价比;设计电梯时,如何设置有效的电梯调度方案,以确保乘客等待的总时间最短..N一 、算法的概念理解问题 解决12算法是通过明确的、可执行的操作步骤描述的问题求解方案。
算法可能是一个计算公式,可能是一个赢得比赛的策略,也可能是一 个解决综合问题的复杂方案。
步骤步骤步骤乙写一写:人Hk身的异月那些沏茶、下棋、洗衣服、测体温、购物、做饭、出租车……二、算法的描述方式设计出一个解决问题的算法,也需要用能被算法执行者(人或者机器)理解的形式加以呈现,才能被算法执行者理解并执行。
算法的这种呈现方式就称为算法的描述。
常用的描述算法的方法有自然语言、流程图等。
(一)用自然语言描述算法:人们生活中使用的语言,如汉语、英语等,都是自然语言。
使用自然语言描述解决问题过程的方法称为“用自然语言描述算法”。
(二)用流程图描述算法流程图是一种以图解方式表示算法的描述方法,它由一些简单的图形符号组成,并用带箭头的流程线连接这些图形符号,用来表示问题解决的步骤及顺序。
浙教版(2019)高中信息技术必修12.1算法的概念及描述课件(15张ppt)
如果问题求解时所有数据都是不变且已知的,则所需数据包含在算法中,不必再在执行时输人数据。如果一些初始数据需要在算法执行时临时获取以适应不同情形的问题,则算法需要包1个或多个输人。
算法的核心价值就是解决问题,而解的终极目标就是需要知道结果究竞如何
2.1.2算法的描述方式(或算法的呈现方式)
算法的特征课堂习题
下面关于算法的描述,正确的是( )
A.一个算法只能有一个输入B. 算法只能用框图来表示C.一个算法的执行步骤可以是无限的D.一个完整的算法,不管用什么方法来表示,都至少有一个输出结果
2.1.1算法的概念
3、算法三要素
①、数据
②、运算
③、控制转移(选择、循环)
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解决问题后的结果数据
已缴费
是住校生
到所属教室班级休息
到财务处缴费
凭缴费单到高一公寓领取生活用品,布置床铺
否
否
是
是
高一新生报到流程
2.1.1算法的概念
2、算法的特征
①、有穷性
②、可行性
③、确定性
④、0个或多个输入
⑤、1个或多个输出
一个算法的步骤必须是有限的,不能是无限的。
一个算法中的每一步操中能做到并且能在有限的时间内完成。
A.6 B.8 C.9 D.15
2.1.2算法的描述方式(或算法的呈现方式)
3、伪代码:
伪代码指的是一种比较接直观简洁、符号接近计算机程序代码的算法描述。根据它很容易转换为相应的计算机语言代码
格式1:If 格件 then (语句序列1) Else (语句序列2)
对数据计算和判断
算法的概念课件PPT
动态规划
背包问题
给定一组物品和一个背包容量,如何选择物品放入背包以使得背 包内物品的总价值最大。
最长公共子序列(LCS)
给定两个序列,找出它们的最长公共子序列。
最优二叉搜索树
给定一组按概率排序的键和对应的搜索成本,构建一棵二叉搜索树 使得总的搜索成本最低。
04 算法性能分析
时间复杂度
时间复杂度的定义
空间复杂度
1 2
空间复杂度的定义
描述算法执行所需内存空间与问题规模之间的关 系,也用大O表示法表示。
常见空间复杂度类型
包括常数空间复杂度O(1)、线性空间复杂度O(n) 等。
3
空间复杂度的优化
通过减少不必要的内存占用、使用数据结构等方 式来降低空间复杂度。
稳定性与正确性评估
01
算法稳定性评估
稳定性指算法在输入数据发生微小变化时,输出结果不会发生较大变化
问题分类
根据问题的性质和求解方 法,将问题分为不同类型, 如排序问题、图论问题等。
问题建模方法
运用数学、逻辑等工具, 对问题进行形式化描述, 建立问题的数学模型。
数据结构选择
基本数据结构
掌握数组、链表、栈、队 列等基本数据结构的特点 和使用方法。
高级数据结构
了解并学会使用树、图、 堆等高级数据结构,以便 更有效地解决问题。
算法在各个领域的应用
随着算法技术的不断成熟和普及,其将在各个领域得到更广泛的应用,如医疗、金融、交 通等,为社会发展带来更多的便利和进步。
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描述算法执行时间与问题规模之间的关系,通常用大O表 示法表示。
常见时间复杂度类型
包括常数时间复杂度O(1)、线性时间复杂度O(n)、对数时 间复杂度O(logn)、线性对数时间复杂度O(nlogn)、平方 时间复杂度O(n^2)、立方时间复杂度O(n^3)等。
算法 ppt课件
三种基本算法结构
A
N
A
p
Y
p
N
Y
(直到型)
(当型)
第2节 流程图
引例
开始
投票
循环结构示例
淘汰得票最 少的城市
有一城市 得票超过总 票数一半
Y 输出该城市 结束
N
第2节 流程图
循环结构
开始 T←1 I←2
例4 (P12)求1×2×3×4×5。
算法2 S1 T←1; S2 I←2; S3 T←T × I; S4 I←I + 1. S5 如果I不大于5,重新执行 S3、S4、S5;否则算法结束.
If b > x Then x ← b If c > x Then x ← c Print x
算法的实现——条理化、逻辑化、精微化
的过程
a InputBox("输入a"): b InputBox("输入b")
c InputBox("输入c")
xa
If b > x Then x b: If c > x Then x c
基本算法语句
例6(P21)计算1 3 5 7 „ 99。
伪代码
S←1 For I From 3 To 99 Step 2 S←SI End For Print S
Excel VBA
S1 For I 3 To 99 Step 2 S S*I Next I MsgBox S
MsgBox "最大数为" & x
分别输入a 12,b 9,c 5时,为什么 输出最大数为9?
算法的概念及描述课件高中信息技术浙教版(2019)必修1(18张PPT)
输入a、b、c的值 if b**2-4*a*c>=0 :
(输出“该方程有实数根”) else:
(输出“该方程没有实数根”)
伪代码 接近 计算 机程序代码 的算法描述 方式,介于自 然语言和程 序设计语言 之间。
历年真题
7.关于算法流程图下面说法正确的是(D)
A、流程图必须包含一个判断框 B、流程图直观易懂,但是容易产生二义性 C、算法描述只能使用流程图 D、流程图中无须填写程序代码
的值为( C )
A.2 B.3 C.4 D.5
历年真题
6.某算法的流程图如图所示,依次输入x的值为3、2、1、-1后,该算法的输出结果
为( A )
A3 B4 C5 D6
伪代码描述算法
判断任意一个一元二次方程是否有实数根 1、输入a、b、c 2、如果b2-4ac>=0,输出“该方程有实数根”;否则,输出 “该方程没有实数根”
算法---程序的“灵魂”
广义上讲,算法是为了解决一类特定问题而采取的确定的、有限的步骤。 在计算机领域,算法作为一个精心设计的运算序列,描述了计算机如何将输入转换 为输出的过程。
算法的一般特征如下:
有输入:可以没有吗?
可以没有
有输出:算法必须要有吗? 必须要有
有穷性:写出所有的偶数 可行性:计算宇宙的面积
4.在《几何原本》一书中,“辗转相除法”可以求出任意两个正整数的最大公约 数,具体步骤如下: (1)输入两个正整数m和n (2)以m除以n,得到余数r (3)若r=0,则输出n的值,算法结束,否则执行步骤(4) (4)令m n,n r,并返回步骤(2)
√
历年真题
5.某算法的部分流程图如图2-1-6所示。执行这部分流程,若输入a的值为36,则输出c
高中信息技术必修一算法及其描述课件
最小生成树算法
如Prim算法、Kruskal算 法等,用于求解连通图的 最小生成树问题。
拓扑排序算法
用于求解有向无环图( DAG)的顶点排序问题, 使得对于每一条有向边(u, v),均有u在v之前。
机器学习中的算法
逻辑回归
算法是人工智能的基础
人工智能是通过模拟人类的智能行为来实现某些任务,而算法则是实现 这些任务的基础。无论是机器学习、深度学习还是自然语言处理等领域 ,都需要依赖算法来实现。
算法的分类
01
02
03
04
基本算法
包括排序算法、查找算法、图 论算法等,这些算法是解决基 本问题的常用方法。
数据结构相关算法
如链表、栈、队列、树、图等 数据结构上的操作算法,这些 算法与数据结构密切相关,是 解决复杂问题的基础。
冒泡排序
选择排序
通过相邻元素比较和交换,使较大元素逐 渐“浮”到序列末端。
每次从未排序部分选择最小(或最大)元 素,放到已排序部分的末尾。
插入排序
快速排序
将未排序元素插入到已排序序列的合适位 置,达到排序目的。
采用分治策略,选取一个基准元素,将序 列分为两部分,一部分小于基准,一部分 大于基准,然后递归处理两部分。
感谢聆听
算法的重要性
01
算法是计算机科学的基石
计算机科学本质上是对问题的研究和解决,而算法是解决这些问题的关
键。没有算法,计算机科学就失去了存在的意义。
02 03
算法是程序设计的灵魂
程序设计是将现实问题抽象为计算机可以处理的问题,并使用编程语言 描述问题的解决方案。而算法则是程序设计的核心,它决定了程序的效 率、正确性和可维护性。
《算法及其描述》课件
算法优化
优化算法需要思考如何提高算法的效率和性能,以减少资源消耗。 优化算法的技巧包括数据结构的选择、算法的改进和并行处理的应用等。 通过实践和实验,可以验证优化算法的效果和效率。
结语
算法在程序员的工作中起着重要的作用,是编程和程序设计的基础知识。 学好算法可以帮助程序员提高解决问题的能力和效率,推荐一些学习资源如教材、网站等。 总结:本课程旨在介绍算法的基本概念、分析方法、实现过程和优化技巧,希望对大家有所帮助。
汉诺塔游戏是一个经典的递归应用,目标是将一堆盘子从一个柱子移动到另 一个柱子。
最短路径问题涉及查找两个顶点之间的最短路径,用于路线规划和网络分析 等领域。
算法实现
伪代码描述算法的逻辑结构,将算法转化为代码实现的基础。 具体实现根据伪代码编写相应的编程语言代码,如C++、Python等。 实例演示可以帮助理解算法的实际运行过程和结果。
基本算法
递推算法用于通过已知条件递推得到结果,适用于斐波那契数列等问题。 排序算法用于将元素按照特定顺序进行排列,如冒泡排序、快速排序等。 搜索算法用于在给定数据集中查找特定元素或满足特定条件的元素。
案例讲解
斐波那契数列是一个递推数列,每个数都是前两个数的和,如0、1、1、2、3、 5、8、13。源自《算法及其描述》PPT课件
算法概述
算法是解决问题的一系列步骤,具有确定性、有穷性、输入与输出、可行性 等特点。 算法可以分为排序算法、搜索算法等不同类型,用于解决各种不同的问题。
算法分析
算法分析涉及时间复杂度和空间复杂度的评估,用于评估算法的效率和资源 消耗。 复杂度分析实例可以帮助了解如何分析算法的性能。
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是 I<=500
否
结束
11
二、算法的描述
2、用流程图描述算法
优点:描述清晰简洁,不依赖计算机和计算机程序设计语言。 用流程图描述算法
缺点:画起来费事,难以阅读,难以修改。
12
二、算法的描述
3、用伪代码描述算法
伪代码是用介于自然语言和计算机语言之间的 文字和符号来描述算法的工具。
例:求200-500能被5整除的所有正整数。
(1)分析问题。
设能被5整除的数为I,令I=200,201,202,……,500, 如果I是能被5整除的数,则输出I;否则,检查下一个I,直 到I=500为止。
(2)设计算法
①令I=200;
②如果I能被5整除,则输出I;
③I=I+1;
④如果I<=500,则返回第②;
图形
名称
功能
起始/结束 表示算法的开始或结束
输入/输出 处理 判定
表示算法中变量的输入或 输出
表示算法中变量的计算或 赋值
表示算法中的判断
流程线 表示算法中的流向
连接点
表示算法流向出口或入口 10 连接点
二、算法的描述
2、用流程图描述算法
例:求200-500能被5整除的所有正整数。
开始
I=200 是
算法与程序 设计
信息技术(选修1)
1.2 算法和算法的描述
1
导入新课
我们上节课通过“韩信点兵”的例子探 讨了计算机解决问题的步骤,你们还记得计 算机解决问题的步骤吗?
计算机解决问题的步骤
具
分
设
编
调
得
体
析
计
写
试
出
问
问
算
程
程
答
题
题
法
序
序
案
2
新课导入
有一个牧羊人带着一头羊,一只狼和一棵大白菜准备过河, 他找到一只很小的船,每次只能带一样东西过去,如果狼 和羊单独在一起,狼会吃羊,让羊和白菜单独在一起,羊 会吃白菜,牧羊人应如何过河?
6
一、算法
2、算法的特征
(3)有穷性。一个算法在执行有穷步之后必须结束。 反例: S1: sum=0 S2: I=1 S3: sum=sum+I S4: I=I+1 S5: 若sum>=0 ,返回s3;否则,算法结束。
(4)输出。算法有一个或多个输出。
(5)能行性。
7
二、算法的描述
表示算法的语言有哪几种? 表示算法的语言有自然语言、流程图、伪代码。 1、用自然语言描述算法
例:用辗转相除法求两个数的最大公约数的伪代码。
Input m, n r= m mod n Do while r<>0
m=n n=r r=m mod n Loop Print n
13
二、算法的描述
3、用伪代码描述算法
优点:书写方便,格式紧凑,易于理解,便于向计算机 程序设计语言过度。
用伪代码描述算法 缺点:由于语言的种类繁多,伪代码的语句不容易规范。
⑤结束。
8
二、算法的描述
1、用自然语言描述算法
优点:描述的算法通俗易懂。
用自然语言 描述算法
自然语言具有歧义性,容易导致算法执行的不确定性。
自然语言描述的算法太长。 缺点:
当算法中循环和分支较多时,很难清晰地表示出来。
自然语言表示的算法不便翻译成计算机程序设计语言。
9
二、算法的描述
2、用流程图描述算法
n = 5147480
r = m Mod n
i=m
Do While r <> 0 m=n n=r r = m Mod n
Do While m Mod i <> 0 Or n Mod i <> 0
i=i-1
Loop
15
小结
❖ 一、算法的概念 ❖ 二、算法的描述
1,用自然语言描述 2,用流程图描述
16
5
一、算法
2、算法的特征 (1)输入。一个算法有零个或多个输入。
零个输入的例子: Private sub command1_click() a=3:b=4 Print a*b End sub (2)确定性。算法的每一个步骤必须要确切地定义。
例1:这个人好说话。 例2:健美操中一个动作:“手举过头顶”。
要求:现在请同学们设计个方案,把3样 东西安然无恙的度过河
3
新课导入
步骤1:人和羊过河,人返回,留下羊 步骤2:人和狼过河,人和羊返回,留下狼 步骤3: 人和菜过河,人返回,留下菜 步骤4: 人和羊过河
4
一、算法
1、算法的概念 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,算法就是求解某一问题的方法, 是能被机械地执行的动作或指令的集合。
14
三、算法在解决问题中的地位 探究:运行这两个程序,比较它们的效率,把 和作用 你观察到的现象填在表1-6中。
同学甲的算法:
同学乙的算法:
Private Sub Command1_Click()
Private Sub Command1_Click()
m = 9147485
m = 9147485
n = 5147480