算法与程序设计(第一章)
高中信息技术算法与程序设计教案粤教版选修
高中信息技术算法与程序设计教案粤教版选修一、第一章：算法与程序设计概述1. 教学目标了解算法的概念、特性以及算法与程序的关系。
掌握算法描述的方法，如伪代码和流程图。
理解程序设计的基本概念，如编程语言、编译器和解释器。
2. 教学内容算法定义及特性算法描述方法：伪代码和流程图程序设计基本概念3. 教学方法采用案例分析法，以具体的编程语言为例，让学生理解算法与程序设计的关系。
采用任务驱动法，让学生通过实际编写代码，体验算法实现的过程。
4. 教学步骤介绍算法的概念和特性，结合实例进行分析。
讲解伪代码和流程图的表示方法，引导学生学会使用这两种工具描述算法。
讲解程序设计的基本概念，如编程语言、编译器和解释器。
5. 课后作业结合本章内容，让学生编写一个简单的程序，实现一个基本的算法。
二、第二章：顺序结构程序设计1. 教学目标掌握顺序结构程序设计的基本语法和技巧。
理解顺序结构程序设计的原则，能够编写清晰、高效的程序。
2. 教学内容顺序结构程序设计的基本语法顺序结构程序设计的原则3. 教学方法采用案例分析法，通过分析具体的程序案例，让学生理解顺序结构程序设计的方法。
采用任务驱动法，让学生通过实际编写代码，掌握顺序结构程序设计技巧。
4. 教学步骤讲解顺序结构程序设计的基本语法，如变量声明、数据类型、输出语句等。
讲解顺序结构程序设计的原则，如代码清晰、可读性强、模块化等。
5. 课后作业结合本章内容，让学生编写一个简单的顺序结构程序，实现特定的功能。
三、第三章：分支结构程序设计1. 教学目标掌握分支结构程序设计的基本语法和技巧。
理解分支结构程序设计的原则，能够编写清晰、高效的程序。
2. 教学内容分支结构程序设计的基本语法分支结构程序设计的原则3. 教学方法采用案例分析法，通过分析具体的程序案例，让学生理解分支结构程序设计的方法。
采用任务驱动法，让学生通过实际编写代码，掌握分支结构程序设计技巧。
4. 教学步骤讲解分支结构程序设计的基本语法，如条件语句、循环语句等。
一算法和程序设计基础
判断框
(5)
流程线
(6)
连接框
三、应用程序设计步骤 1．界面设计 2．编写程序
输入指令：inputbox( ) 输出指令：print 3．保存应用程序 文件——>保存工程 4．程序调试与运行
第五节 变量
Private Sub Command1_Click() Dim a As Integer Dim b As Integer Dim c As Integer a = InputBox("请输入数据a") b = InputBox("请输入数据b") c=a/b Print c
Y c=a/b 输出 c
N b<>0
输出“除数 不能为零”
结束
第三节 算法的表示方法
一、算法的三种表示方法（P8）
1．自然语言 2．流程图 3．伪代码
例： 自然语言
流程图
伪代码
1 输入整数 a 2 输入整数 b 3 如果 b=0 转到 7 4 计算 c=a/b
开始 输入整数 a 输入整数 b
read a read b If b ≠ 0
End Sub
一、数据类型 P58 （记录在笔记本上）
类型名
说明
性质
Integer
整型
-32768 — 32767
数
Long
长整型 -2147483648—2147483647
值 型
Single 单精度实数 Double 双精度实数
约 -1038 — 1038 约 -10308 — 10308
String 字符型
"-1234" + "-1" =
Val("-1234") + Val("-1")=
1.1计算机解决问题的过程课件
教学难点
用计算机解决问题的过程中的分析问题、设计算法以 及如何使用比较准确的语言来描述算法（如穷举法）。
天祝藏族自治县第二中学
四、教法、学法
教法
计 算 机 解 决 问 题 的 过 程 问题解决教学法。
学法
教师引导下的自主学习、合作探究学习。
天祝藏族自治县第二中学
7余2，则X就是答案，并记下；
3、令X增加1（为算下一个作准备）； 4、如果算出，则结束；否则跳转到第2步； 5、写出答案。
X整除7余2；
天祝藏族自治县第二中学
五、教学过程
（三）体验活动。
计 算 机 解 决 问 题 的 过 程
“上面的结果超过10万，人工计算要很长时间， 在科技发达的今天，你想到什么？”
天祝藏族自治县第二中学
五、教学过程
（二）探究活动。
计 算 机 解 决 问 题 的 过 程
1、把全班分成六个小组，每个小组的同学一起 探究、讨论问题一。填写如下探究问题记录表并向 教师机提交。
分析问题(找出已知和未知、列出已知和未知之间的关系) 写出解题步骤
天祝藏族自治县第二中学
天祝藏族自治县第二中学
五、教学过程
（四）探讨交流。提高认识。
计 算 机 解 决 问 题 的 过 程 关于求解问题的方式讨论记录：
求解问题的方式
人工求解问题 用计算机求解问题
相同点
不同点
学生讨论。
求解问题的方析问题、设计算 算速度慢。 法、得出结果、验证 编写程序、调试程序， 结果等。 运算速度快等。
（六）布置作业。巩固、消化所学知识。
计 算 机 解 决 问 题 的 过 程
1、课堂作业：从教材“实践”和“练习”部 分选一题，设计算法。未完成的同学下次课提交。
C语言程序设计教程 第1章 算法与程序设计
（1）给存放连乘积的变量fac赋初值 为1； （2）给代表乘数的变量i赋初值为1； （3）进行连乘运算：fac=faci; （4）乘数i增加1：i=i+1; （5）判断乘数i是否大于n？如果i的 值不大于n，重复执行第三步，否则执行下 一步； 第四步：输出fac的值，即n！值。 第五步：结束运行。
图1-6 顺序结构的N-S流程图
2．分支结构
分支结构又称作为选择结构。在分支 结构中必须包含条件判断语句，根据条件 判断的结果，决定执行哪一个分支结构。 图1-7是用N-S流程图表示的分支结构， 按照图1-7的图形表示，当“条件”成立时， 执行A语句分支，当“条件”不成立时， 执行B语句分支。
注意：在C语言中没有提供“直到型 循环”语句。当型循环和直到型循环的结 构是可以互相转换的。 在由以上三种基本结构组成的结构化 程序中，需满足以下基本条件： （1）整个程序只有一个入口和一个出 口； （2）所有的语句都有可能执行到。 以上我们已经按结构的划分对结构化 程序设计进行了分别介自然语言描述算法通俗易懂，它 是文字性的。所以，此种方法一般用于算 法比较简单的问题。 传统流程图是借助一些图形符号来表 示算法的一种工具，如图1-3所示。这种表 示方法直观形象，容易理解。这些图形符 号均采用美国国家标准协会ANSI规定的通 用符号，在世界上也是通用的。
图1-8(c)和图1-8(d)均为直到型循环结 构，它们的功能是：直到循环条件成立时， 则跳出循环结构，在循环条件不成立时， 执行循环语句A。图1-8(c)和图1-8(d)不同 的是：图1-8(c)是前测型，首先判断循环条 件是否成立；而图1-8(d)为后测型，最少执 行一次循环语句A，然后再来判断循环条 件是否成立。循环条件不成立则继续循环， 循环条件成立则跳出循环。
算法与程序设计课件
例2：编程求半径为r=6的圆的面积
r=val (inputbox(“r=”,”输入半 ) 径”) s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：例2与例1相比，好在哪？
四、顺序结构应用
1.已知长方体的长、宽、高，编开始程求 长方体的全面积和体积。 输入长a
该函数返回值的是字符串类型
三、输入函数
2.Inputbox（）函数应用
例1：编程求半径为r=6的圆的面积
r=6 s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：如果圆的半径为8，15，30分别计算圆的面积， 上述程序段如何修改？ 提问：如果计算任意半径圆的面积，上述程序如何修改？
三、输入函数
→先计算，后输出计算值； 结果为 8 结果为 x=8
二、Print语句
4.输出项的间隔符：
输出内容可以是一个或多个。如果是多个输出内容，
则各输出内容之间可以用逗号或分号分隔
（1）分号：则后面一个输出内容紧跟前一个输出（紧凑格） Print "早安"; "中国" 结果为 早安中国
（2）逗号，则按照分区(14个字符位置)格式输出（分区格）
Y=x3*100+x2*10+x1
计算个位数x3 Y=x3*100+x2*10+x1 输出x的反向数y
结束四、顺序结构应用Fra bibliotek2.从键盘上输入一个三位数，然后将它 反向输出。如输入456，输出应为654。
X=val(inputbox（“x=”，“输入”）) X1=x\100 X2=(x-x1*100)\10 X3=x-x1*100-x2*10 Y=x3*100+x2*10+x1 Print “三位数”；x；“的反向数为”；y
算法与程序设计第一章
算法与程序设计第一章算法与程序设计是计算机科学和软件工程的基础课程，它们是培养计算机科学家和工程师的关键。
算法是解决问题的方法或步骤的有序集合，而程序设计是将算法转化为计算机能够执行的指令的过程。
本章主要介绍了算法和程序设计的基本概念、算法分析和程序设计的基本流程。
在第一节中，我们了解到算法是如何定义的，并且学习到算法设计和分析的基本原则。
算法设计的目标是找到一个最优的解决方案，而算法分析则是评估一个算法的好坏以及效率。
我们可以通过问题规模和算法的执行时间来评估一个算法的效率，通常用大O表示法来表示算法的时间复杂度。
时间复杂度可以帮助我们分析算法的执行时间是否随着问题规模的增加而显著增加。
在第二节中，我们学习了程序设计的基本概念和原则。
程序是由一系列指令组成的，它告诉计算机如何执行特定的任务。
程序设计的过程包括问题分析、程序设计、编码和调试等步骤。
我们应该采用模块化和分层的方法来设计程序，这样可以提高程序的可读性和可维护性。
在第三节中，我们介绍了伪代码和流程图这两种用来描述算法的工具。
伪代码是一种类似于编程语言的描述算法的方法。
它可以帮助我们更清楚地理解算法和程序的逻辑结构。
流程图是一种图形化表示算法的方法，用图形符号表示指令和流程控制结构。
流程图可以帮助我们更直观地理解算法的执行过程。
在第四节中，我们讨论了问题的抽象和建模。
一般来说，问题的抽象是将具体的问题转化为一种更一般和更抽象的形式。
问题的建模是将抽象化的问题转化为计算机可以处理的问题。
通过问题的抽象和建模，我们可以更好地理解问题的本质和结构，并且能够更有效地设计解决方案。
在最后一节中，我们介绍了基本的数据结构和算法。
数据结构是组织和存储数据的方式，而算法是操作数据的一组规则。
数据结构和算法是计算机科学和软件工程的核心内容。
我们讨论了数组、链表、栈和队列等常用的数据结构，以及它们的基本操作和应用场景。
我们还介绍了线性和二分这两种常用的算法。
算法与程序设计第一章如何用计算机解决问题课件
水仙花数流程图描述
开始 N=100 N<=999 Y
N
N的个位数的三次方+N 的十位数的三次方+N的 Y 百位数的三次方=N N N=N+1 输出N值
结束
用伪代码描述水仙花数算法 For N=100 to 999 if N的个位数的三次方+N的十位数的三次方+N的百位数的三次方=N then 输出n end if next1
课堂练习： 分别用自然语言和流程图描述求解 1、所有水仙花数的问题。水仙花数是指一个三位数， 它的各位数的立方和正好等于该数本身。如 153=13+53+33。 2、设计统计前1000个自然数中的奇数的个数的流程图
3、设计算法：找出乘积为840的两个相邻偶数
水仙花数自然语言描述 1、将N的初始值赋为100 2、如果N的个位数的三次方加上N的十位数的三次 方再加上N的百位数的三次方等于N,输出N值,否则转 入第3步 3、如果N<=999,将N的值加1，转到第2步,否则转入 第4步 4、输出运算结果，结束程序
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。
算法的特征
算法要有一个清晰的起始步，表示处理问题的起点， 且每一个步骤只能有一个确定的后继步骤(1算法的 确定性)，从而组成一个步骤的有限序列(2算法的有 穷性)；要有一个终止步(序列的终止)表示问题得到 解决或不能得到解决；每条规则必须是确定的、可 行的(3算法的可行性)、不能存在二义性。算法总是 对数据进行加工处理，因此，算法的执行过程中通 常要有数据4输入(0个或多个)和数据5输出（至少一 个）的步骤。
人解决问题的一般过程 观察问题→分析问题→脑中收集信息→根据已有的 知识、经验判断、推理→采用方法和步骤解决 简单地概括 ⑴明确问题 ⑵提出假设 ⑶验证假设
算法与程序设计的教案范文
算法与程序设计的教案范文第一章：算法与程序设计简介1.1 算法的概念定义：解决问题的步骤和方法目的：指导计算机解决问题1.2 程序设计的基本概念定义：编写指令来控制计算机执行任务目的：实现算法，解决实际问题第二章：基本算法设计与分析2.1 排序算法选择排序冒泡排序插入排序2.2 搜索算法线性搜索二分搜索2.3 算法分析时间复杂度空间复杂度第三章：条件语句与循环结构3.1 条件语句if语句if-else语句switch语句3.2 循环结构while循环do-while循环for循环第四章：函数与模块化编程4.1 函数的定义与调用定义函数的目的与作用函数的定义与调用方式4.2 模块化编程模块的概念与作用模块的创建与调用第五章：算法与程序设计的实践应用5.1 算法与程序设计在生活中的应用实例分析：计算器程序设计实例分析：数据分析与可视化5.2 算法与程序设计在实际项目中的应用实例分析：网站爬虫程序设计实例分析：手机应用开发第六章：数据结构基础6.1 数据结构的概念定义：数据元素的集合及其关系目的：有效地存储和处理数据6.2 常见数据结构数组链表栈和队列树和图6.3 数据结构的选用根据问题的特性选择合适的数据结构分析数据结构对算法性能的影响第七章：算法设计与技巧7.1 贪心算法定义与特点应用实例：最小树7.2 分治算法定义与特点应用实例：归并排序7.3 动态规划定义与特点应用实例：背包问题第八章：算法性能优化8.1 算法优化原则时间效率空间效率代码可读性8.2 算法性能分析工具时间和空间复杂度分析性能调优工具和方法8.3 常见算法优化技巧算法改进与优化方法代码重构与优化第九章：算法与程序设计的高级应用9.1 算法在领域的应用机器学习算法深度学习算法9.2 算法在大数据领域的应用数据挖掘算法数据处理与分析算法9.3 算法在物联网领域的应用嵌入式系统算法实时数据处理算法第十章：项目实践与案例分析10.1 算法与程序设计项目实践项目需求分析设计算法与程序架构编码与调试10.2 案例分析分析实际项目中的算法与程序设计问题讨论解决方案和改进措施10.3 项目总结与反思评估项目成果总结经验教训提出改进建议重点和难点解析六、数据结构基础数据结构的概念和分类是理解算法实现的基础，特别是对于复杂算法的设计和分析至关重要。
算法程序设计知识点汇总
算法程序设计知识点汇总算法与程序设计知识点汇总第一章计算机解决咨询题的基本过程一、开始分析咨询题设计算法编写程序调试、运行程序咨询题解决二、算法-----程序设计的“灵魂”1、定义：算是解决咨询题的办法和步骤 21、确定性：每一步都有确切的含义2、有穷性：执行的步骤和每一步执行的时刻基本上有限的3、输入：有零个或多个输入4、输出：至少产生一具输出5、可行性：原则上可精确运行3、算法的描述：1、自然语言 2、流程图(P11) 3、伪代码（p12）4、计算机语言三：程序设计语言的进展：须通过转换处理。
高级语言：更接近于自然语言（英语）和数学语言的编程语言，容易掌握和使用，也别能直截了当识不，必须通过转换才干被计算机执行。
第二章一、visiual basic 可视化程序开辟工具，要紧是让程序设计人员利用软件本身所提供的各种控件，像搭积木一样构造应用程序的各种界面，然后再编写少量的代码就能够构建应用程序，提供了程序设计，编辑，调试，运行于一体的集成开辟环境。
二、VB6.0的集成开辟环境三个工作栏：标题栏菜单栏工具栏六个基本窗口：主窗口(main) 窗体窗口(form) 工具箱窗口(toolbox)工程窗口(project) 属性窗口(properties) 窗体布局窗口(formlayout)三、属性---用来描述对象的外部特征四、常用控件熟悉常用控件(标签、文本框、命令按钮)的作用，图标及其属性五、数据的表示与处理 1、Vb 数据类型2、常量与变量的讲明：常量讲明：Const a=3.14 const a as single=3.14变量讲明： Dim a As integerDim b As integerDim a,b As integer3、运算符(1) 算术运算符(2)字符串运算符＆、+字符串连接" 123 " + " 456 "结果 " 123456 "" 123 " & " 456 " 结果 " 123456 "区不: + 两边必须是字符串, & 别一定例如:"abcdef" & 12345 ' 结果为 "abcdef12345 ""abcdef " + 12345 ' 出错"123" & 456 ' 结果为" 123456 "“123” + 456 ' 结果为 579注意："123 " + True'结果为 122True转换为数值-1，False转换为数值0(3)关系运算符a、将两个操作数举行大小比较,结果为逻辑量。
第1章 算法与程序
程序语言表示（续）
和自然语言一样，计算机程序设计语言也是串行的描述， 很不直观。 对于较复杂的问题，人们很难用计算机程序设计语言 直接写出程序。 所以在算法设计阶段，一般是先采用某个专用的辅助 工具来描述算法，在算法设计好之后，再把它转化为某 一具体程序设计语言描述的程序。
1.2 算法的表示
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5
自然语言表示 流程图表示 N—S图表示 伪代码表示 程序语言表示
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自然语言表示
自然语言即人们日常使用的语言，如汉语、英语、日语、 法语、德语等等。使用自然语言描述算法，人们比较容易接 受和理解。如前面的欧几里德算法就是用自然语言描述的。 然而，自然语言也具有许多缺点，在使用自然语言描述算法 时一定要引起注意：
选择结构，当条件P成立时执行操作A，否则执行操作B。 T PF
AB
当P
A
当型循环结构。当条件P成立时反复执行操作A，直到条件P不成立时止 。
A
直到型循环结构。反复执行操作A，直到条件P成立时止。
直到P
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N—S图表示举例
由于N-S图象一个多层的盒子，所以也称作盒图。用NS图表示欧几里德算法如图1-2所示。
判断框，表示条件判断；有一个入口和多个出口。
处理框，表示算法中的一个（或一组）运算或处理；有一个入口和一个出口。 流程线，表示算法中各步骤之间的次序关系。 连接点，表示算法中的连接位置，主要用于同一算法在不同页描述时的接续等 情况。
注释框，用于对算法中某些操作的注释说明。
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第一章 算法与程序设计概述
常用算法与程序设计
２．算法描述
7
常用算法与程序设计
2.2 穷举设计的优化
2.2.1
优选穷举对象
选择合适的穷举对象是穷举优化的首要条件。
【例2.4】
把一个6位整数分为前后两个3位数,若 该数等于所分两个3位数和的平方,则称该数为6位 分段和平方数。试求出所有6位分段和平方数。
对所有6位数穷举
（1)
（2) 对3位数穷举
13
常用算法与程序设计
2.3.3 回溯法的效益分析
回溯法的时间通常取决于状态空间树上实际生成的那
部分问题状态的数目。对于元组长度为n的问题，若 其状态空间树中结点总数为n!，则回溯算法的最坏情 形的时间复杂度可达O(p(n)n!)； 生成结点数的方法即蒙特卡罗方法（Monte carlo） 来评估其计算效率。
6
常用算法与程序设计 （２） 按项数循环设计 已知前2项，t循环从3开始递增1取值到指定的 项数n。 第一项的值k从2开始递增取值，对每一个k取 值，标记h=0赋值； 若k可由已有的项a(j)，a(i) (j<i)推得，即 若k满足条件k=2*a[j]+3*a[i] 或 k=2*a[i]+3*a[j]，说明k是a数列中的一项， 赋值给a(t)，同时标记h=1赋值。 对某项数t若h=0时，则t减1后循环，即对于原 t使k增值后继续，直到达到规定项数n为止。
常用算法与程序设计
1
常用算法与程序设计
2.1 穷举及其应用
2.2 穷举设计的优化
2.3 回溯法及其描述
2.4 回溯设计应用
2.5 回溯设计的优化
2
常用算法与程序设计
算法与程序设计第一章单选题,多选,答案
第一章多选答案：1．ACD 2．ABC 3．ABCD 4．BCD 5．ABC 6 ．ABCD 7． ACD 8．ABD 9．ABC 10．ABCD 11.ACD单选题答案：第一章单选题1．流程图中表示“处理”的图形是( )。
∙A) 矩形∙B) 菱形∙C) 圆形∙D) 平行四边形2．以下不是程序设计语言的是( )。
∙A) BASIC∙B) C语言∙C) Word∙D) Pascal3．在调试程序过程中，下列哪一种错误是计算机检查不出来的？( ) ∙A) 编译错误∙C) 逻辑错误∙D) 任何错都能查出来4．Visual Basic 是一种面向( )程序设计语言。
∙A) 事件∙B) 过程∙C) 对象∙D) 属性5．计算机能够直接识别的语言是( )。
∙A) 伪代码∙B) 高级语言∙C) 机器语言∙D) 汇编语言6．程序设计语言的发展大致经历了几个阶段，以下说法正确的是( )。
∙A) 机器语言、高级语言、汇编语言∙B) 高级语言、汇编语言、机器语言∙C) 机器语言、汇编语言、高级语言∙D) 汇编语言、机器语言、高级语言7．以下说法正确的是( )。
∙A) 算法+数据结构=程序∙B) 算法就是程序∙C) 数据结构就是程序∙D) 算法包括数据结构8．求s=1+2+3+……+100的和。
编程时最适合使用的结构为( )。
∙A) 顺序结构∙B) 分支结构∙C) 循环结构∙D) 层次结构9．机场托运行李，每人免费20千克，超过20千克不到40千克，则超出部分按每千克10元收费，如果超过40千克，则超过部分按每千克20元收费。
这种计费程序最适合用到的程序结构是( )。
∙A) 循环结构∙B) 赋值结构∙D) 顺序结构10．结构化程序设计由三种基本结构组成，下面哪个不属于这三种基本结构( )。
∙A) 顺序结构∙B) 输入、输出结构∙C) 选择结构∙D) 循环结构11．任何算法都可以由三种基本结构完成，下列不属于基本结构的是( )。
算法与程序设计的教案范文
算法与程序设计的教案范文第一章：算法与程序设计简介1.1 算法的概念定义算法算法的特点算法的应用领域1.2 程序设计的基本概念程序的定义程序设计语言程序设计的基本步骤1.3 算法与程序设计的关系算法的描述与实现算法与程序设计的区别与联系第二章：算法分析与设计方法2.1 算法分析算法的时间复杂度算法的空间复杂度算法的效率评估与优化2.2 常见算法设计方法递归法分治法贪心法动态规划法2.3 算法可视化与模拟使用算法可视化工具模拟算法的执行过程第三章：顺序结构与控制流程3.1 顺序结构数据输入与输出基本运算与赋值3.2 控制流程的基本概念条件语句循环语句3.3 控制流程的应用实例嵌套循环循环控制语句（break、continue）第四章：函数与模块化编程4.1 函数的定义与作用函数的定义与声明函数的参数传递与返回值4.2 模块化编程的概念模块的定义与组织模块的调用与依赖4.3 函数的应用实例编写用户自定义函数函数的递归调用第五章：基本数据结构与算法5.1 数组的基本概念与操作数组的定义与初始化数组的访问与修改5.2 链表的基本概念与操作链表的定义与结构链表的创建与遍历5.3 栈与队列的基本概念与操作栈的定义与操作队列的定义与操作5.4 算法应用实例数组排序算法（冒泡排序、选择排序）链表操作算法（插入、删除、查找）第六章：树与图算法6.1 树的基本概念与操作树的概念与类型树的遍历算法（前序、中序、后序）树的深度与高度6.2 二叉树的特殊性质与应用二叉树的概念二叉树的遍历算法二叉搜索树与平衡树（AVL树）6.3 图的基本概念与操作图的定义与类型图的表示方法（邻接矩阵、邻接表）图的遍历算法（深度优先搜索、广度优先搜索）第七章：算法设计与分析进阶7.1 动态规划算法动态规划的概念与原理动态规划的应用实例（最短路径、背包问题）7.2 贪心算法贪心算法的概念与特点贪心算法的应用实例（最小树、活动选择问题）7.3 分治算法分治算法的设计思想分治算法的应用实例（快速排序、归并排序）第八章：文件操作与数据存储8.1 文件的基本概念与操作文件的概念与类型文件的打开、读取、写入与关闭8.2 文件系统的基本概念文件系统的结构与工作原理文件路径与目录结构8.3 数据存储技术数据缓冲与缓存技术数据库的基本概念与操作第九章：算法与程序设计的实践项目9.1 项目设计与规划确定项目目标与需求分析问题与制定算法9.2 项目实现与调试编写程序代码调试与优化程序性能评估项目结果与性能第十章：算法与程序设计的现代发展10.1 算法与程序设计的最新趋势与机器学习算法大数据与数据挖掘技术10.2 编程语言的发展与选择常用编程语言的特点与选择编程语言的发展趋势10.3 算法与程序设计在未来社会的应用算法与程序设计在各个行业的应用实例算法与程序设计对社会发展的影响与挑战重点和难点解析一、算法与程序设计简介算法的概念与特点：理解算法解决问题的步骤性和确定性。
算法与程序设计(教育科学出版社)
VB主要功能和特点
1. 具有面向对象的可视化设计工具; 2. 事件驱动的编程机制; 3. 提供了易学易用的应用程序集成开发环境; 4. 结构化的程序设计语言; 5. 支持多种数据库系统的访问; 6. Active技术; 7. VB 6.0在开发环境上、网络功能等的增强; 8. 完备的help联机帮助功能。
Private Sub Command3_Click() YSF.Caption = "*" Text3.Text = Val(Text1.Text) * Val(Text2.Text) End Sub
Private Sub Command4_Click() If Text2.Text = "0" Then MsgBox "除数不能为0" Else YSF.Caption = "/" Text3.Text = Val(Text1.Text) / Val(Text2.Text) End If End Sub Private Sub Command5_Click() Text1.Text = "" Text2.Text = "" Text3.Text = "" End Sub
算法与程序设计
三种算法描述方式的优劣
优点 自然语言 不需专门训练,通俗易懂 缺点 P7
流程图
描述清晰简洁,容易表达选 择结构;利于不同环境的程 序设计.P8 书写方便,格式紧凑,易于理 解,便于向计算机程序设计 语言过渡.P8
无法被计算机直接接受并 进行操作
伪代码
种类繁多,语句不容易规范. P8
算法与程序设计
算法的地位:
在运用计算机程序解决问题的过程中,算法设计有着举足轻重的地位和作用,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 响着问题解决的效率. 程序的编制依赖于算法的设计。程序的效率主要取决于算法的效率。
第1章 算法与程序设计
C程序设计
分析问题
2．了解解决问题的必要条件 这些必要条件包括：程序是否需要与用户建立联系，程序是 否要处理数据，程序是否有输出，需要什么样的结果。如果 程序要对数据进行操作，那么还必须知道数据是什么以及这 些数据代表什么。如果程序产生输出结果，还应该知道怎样 产生结果以及以何种形式来输出结果。 3．合理分解问题 如果问题比较复杂，应该把复杂问题分解为若干子问题， 每个子问题只完成一项简单的功能，并且每个子问题都重 复步骤1和2。
C程序设计
C语言程序的构成和基本格式
2．C语言程序的构成和基本格式 不管是定义部分还是执行部分，其组成成分均是语句， 语句以分号“；”结束，特别要注意：分号“；”是C语 句的一个组成成分，不能缺省。定义部分的语句叫做定 义语句，在上述程序中只有一个定义语句，该语句的作 用就是对程序中所需要的r、s定义并说明它们是float类 型。 程序的第5行是一条给半径r赋值的语句，第6行是计算圆 面积的值并赋给s的语句，第7行是按照定义的数据格式 将s输出到终端屏幕上的语句。
算
算法表示案例
法
【案例1.1】 互换变量x和变量y的值
案例分析：
在计算机中，一个变量在内存中均对应相应的存储单元。 而存储器的性质是：一个存储单元一次只能存储一个值， 当新值进入时，则原值就被覆盖。因此不能直接将x的值 赋给y，或直接将y的值赋给x，而应借助一个中间变量z 过渡。
算
算法表示案例
法
算
1．算法的定义
法
然而不是所有问题计算机都能够解决，根据图灵理论：只要 能够分解为有限步骤，并且每一步骤都可以转化为计算机可 以执行的程序指令的问题，才是计算机可以解决的问题。这 里面包含两层含义，一是算法的步骤必须是有限的，二是算 法最终可以转化为计算机所执行的程序。因此算法设计是程 序设计的基础，算法研究成为了计算机科学的核心课题之一。
计算机常用算法与程序设计教程 第1章 算法与程序设计简介
常用算法与程序设计
1. 时间复杂度定义
定义： 对于一个数量级为的 f (n) 算法，
如果存在两个正常数c和m，对所有的 n≥m，有
f (n) c g(n)
大时，该算法的实际运行时间不会超过 的某个常数倍时间。
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则记作 f (n) O( g (n)) ，称该算法具有 用 O( g (n)) 的运行时间，是指当n足够
一个程序应包括对数据的描述与对运算操作的
描述两个方面的内容。 著名计算机科学家沃思(Nikiklaus Wirth)就此 提出一个公式：
数据结构＋算法＝程序
(1.4) 数据结构是对数据的描述，而算法是对运算操 作的描述。
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常用算法与程序设计
3. 程序设计举例 1.4 程序实现求两个整数a,b的最大公约数 (a,b)的欧几里德算法(见例1.1)，并应用欧 几里德算法求n个整数的最大公约数。
说算法是问题求解过程的运算描述，一个 算法由有限条可完全机械地执行的、有确 定结果的指令组成。
3
常用算法与程序设计
3. 算法是满足下列特性的指令序列：
(1) 确定性 组成算法的每条指令是清晰的，无歧义的。 (2) 可行性 算法中的运算是能够实现的基本运算，每一种 运算可在有限的时间内完成。 (3) 有穷性 算法中每一条指令的执行次数有限，执行每条 指令的时间有限。 (4) 输入 一个算法有零个或多个输入。 (5) 输出 一个算法至少产生一个量作为输出。
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常用算法与程序设计 2.
算法描述举例
【例1.1】 求两个整数a,b(a>b)的最大公约 数的欧几里德算法: (1) a除以b得余数r;若r=0,则b为所求的 最大公约数。 (2) 若r≠0,以b为a,r为b,继续(1)。 注意到任两整数总存在最大公约数,上述辗转相 除过程中余数逐步变小,相除过程总会结束。 欧几里德算法又称为“辗转相除”法，具体描 述如下：
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算法与程序设计
f_max = 0 For x = 0 To 4 For y = 0 To 3 For z = 0 To 8 If f_max < f(x, y, z) Then f_max = f(x, y, z) x_max = x y_max = y z_max = z End If Next z Next y Next x Print "当x="; x_max; ",y="; y_max; ",z="; z_max; ”时,“ Print "f(x,y,z)的最大值="; f_max
具体问题
分析问题
设计算法
编写程序
调试程序
得到答案
掌握用自然语言表达算法。（P8实践与练习）
算法与程序设计
想一想
算法与程序设计
辗转相除法 又名欧几里德算法（Euclidean algorithm）是求两个正整数之最大公约数的算法。 它是已知最古老的算法, 其可追溯至前300年。它首次出现于欧几里德的《几何原本》 （第VII卷，命题i和ii）中，而在中国则可以追溯至东汉出现的《九章算术》。它并不 需要把二数作质因子分解。 1. a ÷ b，令r为所得余数（0≤r＜b），若 r = 0，b 即为最大公约数；算法结束 。 2. 互换：置 a←b，b←r，并返回第一步。 例如:求112和64的最大公约数.算法如下: (1).112除以64,余数为______; (2)．_____除以_____余数为_______; (3)．_____除以_____余数为_______. 答：112和64的最大公约数为______. 两数的最大公约数乘以其最小公倍数=两数相乘 练习：求164和64的最小公倍数． 求256和24的最小公倍数． 练习：求164和64的最大公约数． 求256和24的最大公约数．
1.3.3程序的编辑和翻译
1、理解什么是源代码、源文件、程序的编辑？ 以汇编语言或者高级语言所编写的程序成为“源代码”，这 些代码需要逐一的输入到计算机中，并把他们以文件的形式保 存起来，这个过程成为编辑。保存的文件成为源文件。 2、程序的翻译 高级语言的翻译程序有两种类型：编译程序和解释程序。 编译程序需经过编译、连接、装入才能将高级语言翻译成 机器语言。
不同点：当计算量较大时，人工解题就有点力不从心了，而计算机每秒上亿次的计算速度却不在话下， 并且只要算法正确，编程语句无误的话，使用计算机编写的解题程序可以反复使用。例如： sum=1+2+3+4+5……+（n-1）+n这样的问题。
算法与程序设计
1.1 计算机解决问题的过程
从一个生产方案问题了解用计算机解决问题的步骤:P6
r =m Mod n do while r<>0 m=n n=r r=m mod n loop print n
算法与程序设计
算法与程序设计
三种算法描述方式的优劣
优点 自然语言 不需专门训练,通俗易懂 缺点 P10
流程图
描述清晰简洁,容易表达选 择结构;利于不同环境的程 序设计.P11
无法被计算机直接接受并 进行操作
算法与程序设计 各种程序设计语言的比较
语言种类 优势 不足
机器语言
能被计算机直接接受和执行
程序设计任务繁重，效率低 下，与自然语言存在巨大鸿 沟，程序员不易培养。
必须有语言翻译器支持，效 率低，汇编源程序较冗长、 复杂，容易出错。
汇编语言
比机器语言更易理解
高级语言
更接近自然语言
要语言翻译器支持。
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例如：求112和64的最小公倍数． (1).利用辗转相除法求得它们的最大公约数为______; (2).利用表达式求得最小公倍数： 答： 112和64的最小公倍数为______.
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1.2 算法和算法的描述
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。即，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： 1）、有0或多个输入。解题算法中可以没有数据输入，也可以同时输入多个需 要算法处理的数据。 2）、确定性。解题方法中的任何一个操作步骤都是清晰无误的，不会使人产生 歧义或者误解。 3）、有穷性。任何一种提出的解题方法都是在有限的操作步骤内可以完成的， 哪怕是失败的解题方法。 4）、有1个或多个输出。一个算法执行结束之后必须有数据处理结果输出，哪怕 是输出错误的数据结果，没有输出的算法使毫无意义的。 5）、能行性。解题方法中的任何一个操作步骤在现有计算机软硬件条件下和逻 辑思维中都能够实施实现。
算法与程序设计
顺序结构
选择结构
循环结构
S1
S2 S1 … Sn
C
S1 S2
C
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4）、程序设计：即是编写程序的过程。 一个高质量的程序，应具备以下条件： （1）、建立正确的灵堂模型和确定有效的计算方法； （2）、运行结果必须正确，且在精度和其他各方面均满足要求； （3）、程序本身具有良好的结构，逻辑清楚，易读易懂。 （4）、程序运行时间尽可能短，同时尽可能合理地使用内存； （5）、便于检查、修正、移植和维护。 5）、程序设计语言的产生与发展（P18） （1）机器语言：由“0”和“1”组成的二进制代码，是能够被计算机直接接受 和 执行的计算机语言。 优缺点： （2）汇编语言：采用类似英语缩写略词且带有助记性的符号形式代替二进制 机器代码的计算机语言。是符号化了的机器语言。用能反映 指令功能的助记符表达的计算机语言。 优缺点： （3）高级语言：相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是 包括了很多编程语言，如VB、C、C++，VC、Java、Pascal等。
算法与程序设计
5、调试程序、得到结果 1）、新建工程； 2）、在窗体添加按钮控件； 3）、给按钮添加单击事件过程； 4）、在单击事件过程内输入编写好的程序； 5）、运行程序调试结果。
人工解题步骤 1、理解和分析所面临的问题 2、寻找解题的途径和方法 3、用笔、纸和算盘、计算器等工具进行计算 4、验证计算结果 计算机解题步骤 1、理解和分析所要解决的问题
无论是使用自然语言还是使用流程图描述算法，仅仅是表述了编程者解决问题的一种思 路，都无法被计算机直接接受并进行操作。
伪代码通常采用自然语言、数学公式和符号来描述算法的操作步骤，同时采用计算机高 级语言（如C、Pascal、VB、C++、Java等）的控制结构来描述算法步骤的执行顺序。
算法与程序设计
2、寻找解题的途径和方法
3、生成解题算法
4、选用一种编程语言根据算法编写程序
5、通过编辑、编译和连接产生计算机能够识别的指令序列
6、在计算机上执行该指令序列
相同点：无论何种解题方式，在解决某一实际问题时，都应该正确的理解问题的题意，从看似复杂的 问题中整理出一个头绪，然后通过算法（即解决问题的一个一个步骤）描述出某一问题的解决过程， 进行一定量的计算，最后都必须验证计算结果。
算法与程序设计
2、算法的描述 表示算法的语言有自然语言、流程图、伪代码等。 1）、用自然语言描述算法； 2）、用流程图描述算法：掌握流程图的基本图形及其功能。 3）、用伪代码描述算法。 开始 Input m,n
输入正整数m和n
1).输入m和n的值; 2).r=m除以n的余数; r=m除以n的余数 3).如果r=0,则输出n值; 否 m=n, n=r 否则令m=n,n=r返回第2步; r=0 4).结束. 是 输出n的值 结束 注意对比三种算法描述方式的优劣。
算法与程序设计
2x+2y+z≤12 X+2y+z ≤8 4x ≤16 4y ≤12
0 ≤x ≤6; 0 ≤y ≤6; 0 ≤z ≤12 0 ≤x ≤8; 0 ≤y ≤4; 0 ≤z ≤8 0 ≤x ≤4 0 ≤y ≤3
0≤x≤4 0 ≤y ≤3 0 ≤z ≤8
算法与程序设计
3、设计算法： 开始 x=0 1 Y x>4 N y=0 y>3 N z=0 y=y+1 Y z>8 N 2*x+2*y+z<=12 x+2*y+z<=8 Y f(x,y,z)=4*x+3*y+2*z z=z+1 Y x=x+1 结束
设备 产品 甲 乙 丙 A 2 2 1 B 1 2 1 C 4 0 0 D 0 4 0
2、分析问题：
探究的问题 找出已知和未知 明确已知和未知之间关系 人工求解问题 写出解题的算法 探究过程 已知甲乙丙销售收入，ABCD四种设备有效使用台时数，甲乙丙加工的台时数不能超过ABCD有效使用台时数。 甲乙丙的产量及总销售额。 穷举
伪代码
书写方便,格式紧凑,易于理 种类繁多,语句不容易规范. 解,便于向计算机程序设计 P12 语言过渡.P12
算法与程序设计
使用自然语言描述算法的方法虽然比较容易掌握，但是存在着很大的缺陷。例如， 当算法中含有多分支或循环操作时很难表述清楚。另外，使用自然语言描述算法还很容 易造成歧义（称之为二义性），譬如有这样一句话——“武松打死老虎”，我们既可以理 解为“武松/打死老虎”，又可以理解为“武松/打/死老虎”。自然语言中的语气和停顿不 同，就可能使他人对相同的一句话产生不同的理解。又如“你输他赢”这句话，使用不 同的语气说，可以产生3种截然不同的意思，同学们不妨试试看。
算法的地位:
在运用计算机程序解决问题的过程中,算法设计有着举足轻 重的地位和作用,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,影响着问题解决 的效率. 程序的编制依赖于算法的设计。程序的效率主要取决 于算法的效率。
算法与程序设计
1.3、程序与程序设计语言 1）、程序是一组机器操作的指令或语句的序列，是算法 的一种描述。 2）、程序的基本结构： 顺序结构：各语句依次按照顺序执行。 选择结构：通过检验条件是否成立来决定做还是不做的 控件结构。 循环结构：在一定条件下需要重复执行的控件结构。 任何复杂的算法都可以用顺序结构、选择结构、循环 结构三种基本结构组合而成的程序表示。