算法与程序设计

第二部分算法与程序设计(选修)

主题1算法与程序设计

1.1算法

1.1.1计算机解决问题的过程

知识点1：人是如何解决问题的

【知识链接】

本考点要求学生达到“了解”水平。

解决问题的过程可以总结为：观察、分析问题，收集必要的信息，尝试按照一定的方法和步骤解决问题。一般来说，同一个问题可以有多种解决方法，但不同的方法有优劣之分。评价一种方法的优劣要与具体情况相结合。

要理解本考点的内容除了用教科书中“韩信点兵”的例子外，还可以举出其他一些例子，例如：最小公倍数问题、班级活动的设计等。

【技能扫描】

培养将生活中的实例整理成条理化步骤的好习惯，提高自己的逻辑思维和语言叙述能力。

体会逻辑关联词“如果……那么……”、“或者”、“并且”、“否则”的含义，能把这些逻辑关联词翻译成数学“语言”。

【典型题析】

1. 分析“这个人谁都不认识”的含义，体会同一种叙述在不同语境中可以表达不同的意思。

分析：第一种解释是在场的所有人都不认识这个人(这个人是被认识的对象)；第二种解释是这个人不认识在场的所有人。

2．张三有一杯咖啡，李四有一杯牛奶，在不交换杯子的前提下如何交换两人的饮料。

分析：设张三的杯子为X，李四的杯子为Y，找一个空杯子T。将X杯中的咖啡倒入T杯中，将Y杯中的牛奶倒入X杯中，再将T杯中的咖啡倒入Y杯中即可。可以写成X→T，Y→X，T→Y。

【模拟练习】

1．把从早晨起床到学校的过程整理成算法(解决问题的方法和步骤)并表述出来。

2．一个侦探逮捕了5个嫌疑犯b因为这5个人供出的作案地点各有出入，进一步审讯后，他们分别提出了如下的申明。

A：5个人当中有1个人说了谎。

B：5个人当中有2个人说了谎。

C：5个人当中有3个人说了谎。

D：5个人当中有4个人说了谎。

E：5个人全说了谎。

然而只能释放说真话的人，请问该释放谁呢?

3．小明有一盒刘德华的歌曲磁带，小云有一盒梁咏琪的歌曲磁带，在不交换磁带的基础上，怎样将两盒磁带上的歌曲对录到对方的磁带上。

参考答案：

1．略

2．提示：

假如E说的是真的，即五个人都说了谎，则A、B、C、D、E都说了谎，自相矛盾，排除；

假如D说的是真的，即有四个人说了谎，则A、B、C、它都说了谎，刚好是四个人说了谎，正确；

假如C说的是真的，即有三个人说了谎，则A、B、D、E都说了谎，四个人说了谎，故C为假；

假如B说的是真的，即有二个人说了谎，则A、C、D、E都说了谎，B为假；

假如A说的是真的，即只有一个人说了谎，则B、C、D、E都说了谎，矛盾，故也为假。故只能放D。

3．提示：

典型题析2中交换两种饮料和本题中的磁带对录问题，都与计算机算法中将要解决的“交换两个变量的值”的问题类似，理解这种解决问题的方法，才能写出解决问题的步骤。

知识点2：计算机解决问题的过程

【知识链接】

本考点要求学生达到“了解”水平。

计算机程序(Computer Program)是指示计算机如何去解决问题或完成任务的一组可执行的指令。

程序设计(Program Design)是寻求解决问题的方法，并将其实现步骤编写成计算机可以执行的程序的过程。

程序设计语言(Program Language)泛指一切用于书写计算机程序的语言。

注意：程序设计语言和计算机语言(Computer Language)是两个不同的概念，程序设计语言是一种重要的计算机语言。

计算机解决问题和人解决问题有着本质的区别：计算机解决问题要经历分析问题、确定算法、

编程求解等基本过程。计算机解决问题的流程如下：

开始结束

编写程序日寸，首先要对问题进行详细的分析，明确已知条件下的初始状态及要达到的目标，找出求解问题的方法和过程，并抽取出一个数学模型，形成算法；然后将这个数学模型连同它要处理的数据，用计算机能识别的方式描述出来，使之成为计算机能处理的对象；最后用程序设计语言设计出具体的问题求解过程，形成计算机程序。

IBM公司的“深蓝”能够战胜国际象棋大师卡斯帕罗夫，原因是人们将国际顶尖象棋大师在过去100年问开局和终局的数十亿范例存入计算机数据库，针对卡斯帕罗夫每一步的对弈，计算机都从数据库中查找能够取胜的应对步骤。所以不是“深蓝”战胜了卡斯帕罗夫，而是缜密的计算机程序战胜了卡斯帕罗夫。

【技能扫描】

利用类比的方法体会计算机解决问题和人解决问题的异同，锻炼类比、推理的能力。

【典型题析】

与人解决问题相比，计算机解决问题的优势有哪些?劣势是什么?

分析：计算机具有存储量大、运算速度快、精确度高、可重复执行命令等优点，这些优势是人无法比拟的，但计算机也有自身的劣势，那就是它无法完成随意性强、无逻辑性的随机问题，计算机只是一个高级工具。到目前为止，还没有一台真正具有人类智能的计算机。

【模拟练习】

1．IBM公司的“深蓝”能够战胜国际象棋大师卡斯帕罗夫是因为()。

A．计算机具有很高的智商

B．计算机具有很快的运算速度

C．计算机事先装载了很多棋局

D．计算机能根据装载的棋局，经过程序判断作出对弈选择

2．利用计算机解决问题的过程描述中，以下说法正确的是()

A．编写程序→调试程序→分析问题→设计算法

B．分析问题→编写程序→调试程序→设计算法

C．分析问题→设计算法→编写程序→调试程序

D．分析问题→设计算法→调试程序→编写程序

3．名词解释：计算机程序程序设计程序设计语言

参考答案：1. D 2. C 3. 略

1.1.2算法的描述方法

知识点1：算法

【知识链接】

本考点要求学生达到“了解"水平。