Chap5算法基础 计算机科学基础课件
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计算机数学基础 ppt课件
王雷@版权所有
1. 2., E}，{a}，P，A)，其 中P = {Aa，AaE，EaA}。 在许多的文法中，有多条产生式的左部相 同，可以将左部相同的产生式写成合并的 产生式形式。在此例文法G中，P中的前两 个产生式的左部相同，都是A，可以合并 为A a | aE，这样一来，P = { A a | aE， EaA}。 在许多情况下，只需要将文法的产生式写 出就可以表明该文法了。
文法所生成的语言，根据四种类型文法，也分为四种，即： 0型语言、1型语言、2型语言和3型语言。
Chomsky建立的形式语言理论对计算机科学的发展规律有 着深刻的影响，特别是对计算机程序设计语言的设计、编 译方法和计算复杂性等方面具有更大的作用。
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1.2.5 文法和语言的类型
定义1.11 设文法G = (V, T, P, S)，如果，对 于P，满足(V∪T)+且中至少含 有一个非终结符，(V∪T)*，则G称为0型 文法（或短语结构文法，简记为PSG)或者 无约束文法(Unrestricted Grammar)。
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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1.1 符号、符号串及其运算
符号串的联结：联结是符号串的基本运算。两个符号串X和Y的 联结，记为XY，就是把Y跟随在X的后面形成的符号串。 例1.1：设 = {1, 2}是一个字母表。设X = 11、Y = 22分别是 上的两个符号串。则： XY = 1122是X、Y两个符号串的联结，XY是上的一符号串。 YX = 2211是Y、X两个符号串的联结，YX也是上的一符号串。
符号串的方幂：设X是符号 串，把X自身联结n次后，得 到的符号串Z，即Z = XX…XX = Xn，称为X的方幂。 我们约定X0 = 。这个定义 可以递归地表示为：
计算机基础知识课件(PPT_30页)
•４． 通用性 •5 ． 自动信息处理
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1.2.2 计算机的应用领域
•1．科学计算（数值计算） •2．信息（数据）处理 •3．过程控制（实时控制）
•4．计算机辅助工程
•5．人工智能 •6．计算机模拟
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1.3.1 数据在计算机中的表示
计算机内部采用二进制的原因？ （1）电路简单容易实现，而且稳定可靠。 （2）二进制数运算法则简单，可简化硬件结构 （3）便于逻辑运算。
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1.1.3计算机的性能指标 1．主频 2.字长 3.内存容量
4.储存周期
5.运算速度
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1.２ 计算机的特点及应用
•1.2.1 •1.2.2
计算机的特点 计算机的应用领域
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1.2.1 计算机的特点
•１． 处理速度快。 •２． 运算了精度高。
•３． 超强记忆和逻辑判断功能
1.3.2 数据的存储单位
单位换算关系为： 1B=8bit
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
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1.4 计算机基本组成
•1.4.1 计算机系统组成 •1.4.2 微机的硬件系统 •1.4.3 常用外部设备
•1.4.4 微机的指标与配置
•1.4.5 微机的软件系统
1．外存储器
常见的外存储器有软盘、硬盘、光盘存储器。 （1）软盘存储器由软盘和软盘驱动器构成。
（2）硬盘存储器简称硬盘，是微机中不可缺少的 外存储器。
（3）光盘存储器是另一种最为常见的外存储器。
2．输入设备
用来将数据输入到计算机中的外部设备。常 见的输入设备有键盘和鼠标。
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1.2.2 计算机的应用领域
•1．科学计算（数值计算） •2．信息（数据）处理 •3．过程控制（实时控制）
•4．计算机辅助工程
•5．人工智能 •6．计算机模拟
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1.3.1 数据在计算机中的表示
计算机内部采用二进制的原因？ （1）电路简单容易实现，而且稳定可靠。 （2）二进制数运算法则简单，可简化硬件结构 （3）便于逻辑运算。
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1.1.3计算机的性能指标 1．主频 2.字长 3.内存容量
4.储存周期
5.运算速度
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1.２ 计算机的特点及应用
•1.2.1 •1.2.2
计算机的特点 计算机的应用领域
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1.2.1 计算机的特点
•１． 处理速度快。 •２． 运算了精度高。
•３． 超强记忆和逻辑判断功能
1.3.2 数据的存储单位
单位换算关系为： 1B=8bit
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
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1.4 计算机基本组成
•1.4.1 计算机系统组成 •1.4.2 微机的硬件系统 •1.4.3 常用外部设备
•1.4.4 微机的指标与配置
•1.4.5 微机的软件系统
1．外存储器
常见的外存储器有软盘、硬盘、光盘存储器。 （1）软盘存储器由软盘和软盘驱动器构成。
（2）硬盘存储器简称硬盘，是微机中不可缺少的 外存储器。
（3）光盘存储器是另一种最为常见的外存储器。
2．输入设备
用来将数据输入到计算机中的外部设备。常 见的输入设备有键盘和鼠标。
计算机基础课件ppt-第1章 绪论
科
Ø具有计算意向，即控制程序运行
学 之
Ø能够连续执行指令
父
人工智能之父
计算机的诞生
1946年2月,世界上第一台数字电子计 算机 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积 分计算机)在美国宾夕法尼亚大学诞生。它的 诞生是基于军事的考虑，是为了精确计算复 杂的弹道特性和火力射程表。
1936年 英国人 阿兰·麦席森·图灵 图灵机
它是一种抽象的计算模型， 用来精确定义可计算函数。它是 由一个控制器，一条可以无限延 伸的带子和一个在带子上左右移 动的读写头组成的。
图灵提出该机器应具备一些基本功能：
Ø具有存储设备，可以存储数据
计
Ø具有一种语言，方便编程和运算
算
Ø具有输入设备，通过扫描方式
162 161 160 16-1
位置计数法
按权展开
数制表示 方法 名称
基数R
位权Rk
数字符号
进位规则
计算机中数制的表示
十进制
二进制
八进制
十六进制
10
2
8
16
10k
2k
8k
16k
0~9
逢十进一
0，1
逢二进一
0~7
逢八进一
0~9 A~F
逢十六 进一
各数制间的转换
1、R进制转换为十进制 2、十进制转换成二进制 3、十进制转换成十六进制 3、二进制与八进制之间的转换 4、二进制与十六进制之间的转换
(3)工作站：建立在RISC/UNIX平台上的计 算机，主要用于图形图象处理和计算机辅助设 计中，实际上是一台性能更高的微机。
计算机基础知识(实用课件)
思考
手机可以取代电脑吗？
1983年第一部手机问世（大哥大） 翻盖、滑盖、侧滑盖 音乐、蓝牙、摄像 智能、双核 进化是残酷的，一定程度上改变了笔记 本电脑的生存环境 并不能完全取代电脑，就像手机像素再 高也不能取代照相机一样。
计算机的应用
1、科学计算
2、数据处理
3、过程控制 4、计算机辅助工程 5、人工智能 6、网络通信
计算机等级考试合格证书已成为各 单位用人的参考条件之一。
第一章 计算机基础知识
21世纪的信息社会，计算机已成为 人们工作、生活不可缺少的一部分。 吃饭、出行、购物、学习、生产都 离不开计算机，计算机横跨了社会
的各处领域。而熟练使用计算机也
是适应现代社会的基本技能，如果 能精通计算机，则将是你将来就业 非常好的一块敲门砖。
第一代 （1946～1956） 电子管 5千~4万（次/秒）
第三代 （1965～1970） 小规模集成电路 百万~几百万（次/秒）
第四、五代 （1971～?） 大规模和 超大规模集成电路 几百万~几亿（次/秒）
图示
电子管
晶体管
图示
中小规模 集成电路
超大规模 集成电路
计算机的新技术
嵌入式技术： 把计算机嵌入到产品的内部，使它拥有计算 机的功能。 PDA 工业级：条形码扫描器、POS机 消费品：智能手机、手持游戏机、掌上电 脑、
全国职业教育规划教材
计算机应用基础
主讲人：
总纲
计算机基础知识 计算机系统的组成 Windows操作系统 文字处理系统Word 电子表格Excel 演示稿PowerPoint Internet网络基础
重点掌握
熟练操作
计算机的基础知识PPT课件
计算机的发展方向：巨型化、微型化、网络化、 多媒体化。
.
6
计算机发展的五个阶段
代次 时间 电子元件
软件
运算速度 应用领域
第一代 1946~ 1957
第二代 1958~ 1964
电子管 晶体管
汇编语言、 5千~3万次 国防及高
代码程序
/秒
科技
高级语言 数十万~几 工程设计、 多道程序设计 十万次/秒 数据处理
第一章 电子计算机的基础知识
.
1
☆ 本章主要知识点：
电子计算机的诞生和发展
电子计算机的特点、用途和分类 ☆
电子计算机系统的组成及工作原理 ☆
微型计算机简介
计算机中信息的表示
☆
计算机安全与计算机维护
多媒体计算机
.
2
第一节 电子计算机的诞生和发展
电子计算机是一种能够按照人们的意愿，自动、高速、 精确地处理信息的电子设备。
.
17
第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
计算机的主机：CPU和内存。 计算机的外部设备：输入设备、输出设
备、外存储器。 计算机的总线：
计算机各部件之间传递数据是由数据通 道即数据总线完成的；将数据传送到相应的 地址中去的通道，由地址通道完成；传递控 制信号的通道，由控制总线完成。
数据总线、地址总线、控制总线合称为 总线（BUS）。
➢ 高级语言的翻译方式： 解释程序：边翻译边运行。 翻译程序：翻译完后再运行。
每种高级语言都由一套与之相对应的翻译程序。
源程序
解释程序 编译程序
目标程序
源程序的两种翻译方式
.
25
AS DFGHJ K L；
小无
指小
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计算机发展的五个阶段
代次 时间 电子元件
软件
运算速度 应用领域
第一代 1946~ 1957
第二代 1958~ 1964
电子管 晶体管
汇编语言、 5千~3万次 国防及高
代码程序
/秒
科技
高级语言 数十万~几 工程设计、 多道程序设计 十万次/秒 数据处理
第一章 电子计算机的基础知识
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1
☆ 本章主要知识点：
电子计算机的诞生和发展
电子计算机的特点、用途和分类 ☆
电子计算机系统的组成及工作原理 ☆
微型计算机简介
计算机中信息的表示
☆
计算机安全与计算机维护
多媒体计算机
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2
第一节 电子计算机的诞生和发展
电子计算机是一种能够按照人们的意愿，自动、高速、 精确地处理信息的电子设备。
.
17
第三节 电子计算机系统的组成及 工作原理
计算机的主机：CPU和内存。 计算机的外部设备：输入设备、输出设
备、外存储器。 计算机的总线：
计算机各部件之间传递数据是由数据通 道即数据总线完成的；将数据传送到相应的 地址中去的通道，由地址通道完成；传递控 制信号的通道，由控制总线完成。
数据总线、地址总线、控制总线合称为 总线（BUS）。
➢ 高级语言的翻译方式： 解释程序：边翻译边运行。 翻译程序：翻译完后再运行。
每种高级语言都由一套与之相对应的翻译程序。
源程序
解释程序 编译程序
目标程序
源程序的两种翻译方式
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AS DFGHJ K L；
小无
指小
大学计算机基础 课件 第五章 计算机软件技术基础
教学进度
5.2 程序设计语言
方案二 C语言与C++
计算机科学与工程系
C语言灵活性好，效率高，可以接触到软件开发比较底 层的东西； C++语言是 C语言的超集，也就是说学会了 C++， 你其实已经把C语言学会了。VC++其实是一个C++语言的编 译器环境，是微软制作的产品。至于 C# ，也是微软公司自 己开发出来的一套语言，与C/C++具有极大的相似性，C#是 在Java流行起来后所诞生的一种类似的语言，目前主要是应 用在网络编程上。 上述这类语言对使用者的要求比较高，如果你可以在编 程上投入很大的精力和时间，那么学会它可以随心所欲地进 行编程。
教学进度
5.2 程序设计语言
计算机科学与工程系
(2) 运算符和表达式 在程序设计中使用表达式可完成各种各样的运算。表达 式通常包括：常量、变量、运算符和函数调用等。 例如：给定圆的半径r，求其面积的C语言表达式是： s = 3.14 * r * r 其中，s、r是变量，3.14是常量，*是算术运算符，“=‖ 是赋值运算符。它的作用是把“=‖右边的表达式的值计算出 来然后赋值给“=‖左边的变量s。 (3) 语句 程序是对计算机要执行的操作的描述，高级语言源程序的 基本组成单位就是语句。语句按功能可以分为两类： ① 用于描述操作运算的语句，如赋值语句； ② 用于控制操作运算流程的语句，如分支控制语句。
华南农业大学
信息学院
教学进度
第五章 计算机软件技术基础
引言
计算没有软件的计算机 仅仅是一台没有任何功能的机器，也称为裸机。 计算机问题求解包括分析问题、设计算法、实 现算法等步骤，是最典型计算思维方法。
哈工大苏小红版_C语言_课件_chart5_Logic_structures
0111 1111
24/54
位运算符和位运算表达式
位运算表达式
按位异或可用于对字节中的某位取反
0101 1111 0101 1111
^
0010 0000
0111 1111
^
0000 1000
0101 0111
25/54
位运算符和位运算表达式
位运算表达式
左移位可用于将内容乘2操作
a = 0000 0011b = 3
良好的程序风格
使用圆括号来确定计算顺序
尽量使用最简洁的操作数和运算符
• 短路规则，当有足够条件确定表达式的值后， 剩余部分将不再被计算。
a = 2; b = 3; c = 4 a>1 || b++ >2 || c--!=0
19/54
本章主要内容
算法的描述方法 关系运算符 逻辑运算符
Pn T ... An
39/54
程序的顺序结构和选择结构
多分支控制的if条件语句
语句形式2
if(表达式P) { 一条或多条语句A } else if(表达式P2) { 一条或多条语句A2
}
…… else if(表达式Pn) { 一条或多条语句An } else { 一条或多条语句An+1 }
位运算符
程序的顺序、选择结构
20/54
位运算符和位运算表达式
位运算符
对字节或字内的二进制位进行的操作
操作对象只能是char和int型
运算符 含义 运算规则 ~ 按位取反 将字节中的二进制位依次取反 <<，>> 左右移位 将字节中的二进制位逐位向左或向右移位
&
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位运算符和位运算表达式
位运算表达式
按位异或可用于对字节中的某位取反
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位运算符和位运算表达式
位运算表达式
左移位可用于将内容乘2操作
a = 0000 0011b = 3
良好的程序风格
使用圆括号来确定计算顺序
尽量使用最简洁的操作数和运算符
• 短路规则，当有足够条件确定表达式的值后， 剩余部分将不再被计算。
a = 2; b = 3; c = 4 a>1 || b++ >2 || c--!=0
19/54
本章主要内容
算法的描述方法 关系运算符 逻辑运算符
Pn T ... An
39/54
程序的顺序结构和选择结构
多分支控制的if条件语句
语句形式2
if(表达式P) { 一条或多条语句A } else if(表达式P2) { 一条或多条语句A2
}
…… else if(表达式Pn) { 一条或多条语句An } else { 一条或多条语句An+1 }
位运算符
程序的顺序、选择结构
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位运算符和位运算表达式
位运算符
对字节或字内的二进制位进行的操作
操作对象只能是char和int型
运算符 含义 运算规则 ~ 按位取反 将字节中的二进制位依次取反 <<，>> 左右移位 将字节中的二进制位逐位向左或向右移位
&
计算机算法PPT大全
//链式队列
LINKLIST *front;
//队头指针
LINKLIST *rear;
//队尾指针
}QUEUE;
第3章 走在算法的路上之——分析简单的数据结构
3.4 后进先出的栈
3.4.1 什么是栈
栈允许在同一端进行插入和删除操作，允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top)，另一端称为栈底(bottom)。栈底是固 定的，而栈顶浮动的；如果栈中元素个数为零则被称为空栈。插入操作一般被称为进栈（PUSH），删除操作一般被称为退栈 （POP）。 在栈中有两种基本操作，分别是入栈和出栈。 （1）入栈（Push） 将数据保存到栈顶。在进行入栈操作前，先修改栈顶指针，使其向上移一个元素位置，然后将数据保存到栈顶指针所指的位 置。入栈（Push）操作的算法如下： ①如果TOP≥ｎ，则给出溢出信息，作出错处理。在进栈前首先检查栈是否已满，如果满则溢出；不满则进入下一步骤②； ②设置TOP=TOP+1，使栈指针加１，指向进栈地址； ③S(TOP)=X，结束操作，X为新进栈的元素。 （2）出栈（Pop） 将栈顶的数据弹出，然后修改栈顶指针，使其指向栈中的下一个元素。出栈（Pop）操作的算法如下： ①如果TOP≤0，则输出下溢信息，并实现出错处理。在退栈之前先检查是否已为空栈，如果是空则下溢信息，如果不空则进 入下一步骤②； ②X=S(TOP)，退栈后的元素赋给X； ③TOP=TOP-1，结束操作，栈指针减１，指向栈顶。
（4）获取队列第1个元素，即将队头的元素取出，不删除该元素，队头仍然是该元素。
（5）判断队列Q是否为空
3.3.4 队列的链式存储
当使用链式存储结构表示队列时，需要设置队头指针和队尾指针，这样做的好处是可以设置队头指的针和队尾的指针。在入
计算机导论(第5版 方英兰)第2章 算法基础
数赋给r； ③ 先将n的值赋给m，再将
r的值赋给n； ④ 如果r=0，返回m的值
作为结果，过程结束， 否则进入②。
自然语言
流程图
euclid(m，n) do
r:= m mod n; m:=n; n:=r while r≠0 return m;
伪代码
2.2.4 算法结构
当型循环
循环结构
直到型循环
选择结构
如何设计算法，常用的算法设计方法有分治递归、贪心法、回溯法、动态规划、分支限界等； 对给定算法，如何分析它的效率和性能。
小结
汉诺塔问题
旅行商问题
排序问题
n皇后问题
学习算法的意义
小结
算法研究的典型例子
计算领域最重要的问题类型
学习算法的意义
第2章 算法基础
2.2 算法初步
1
算法概念
3
算法描述
5
算法设计方法
11
5
1
5个
1个
4个
3个
2.2.5 算法设计方法
走不通，就掉头
回溯法：也称“万能算法”。求解过程相当于在所有可能解构成的解空间树中
搜索满足约束条件的解。
【例】4皇后问题。 1
1 . .2
1 2
....
1 2
.3
(a)
(b)
1
1
2
3
....
(e)
(f)
(c) 1 . . .2
(g)
(d)
1 2
3 . .4
设有n个城市，已知任意两城市间的距离，现有一推销员想从某一城市出发经 过每一城市（且只经过一次）最后又回到出发点，问如何找一条最短路径？
AE D CB F A
r的值赋给n； ④ 如果r=0，返回m的值
作为结果，过程结束， 否则进入②。
自然语言
流程图
euclid(m，n) do
r:= m mod n; m:=n; n:=r while r≠0 return m;
伪代码
2.2.4 算法结构
当型循环
循环结构
直到型循环
选择结构
如何设计算法，常用的算法设计方法有分治递归、贪心法、回溯法、动态规划、分支限界等； 对给定算法，如何分析它的效率和性能。
小结
汉诺塔问题
旅行商问题
排序问题
n皇后问题
学习算法的意义
小结
算法研究的典型例子
计算领域最重要的问题类型
学习算法的意义
第2章 算法基础
2.2 算法初步
1
算法概念
3
算法描述
5
算法设计方法
11
5
1
5个
1个
4个
3个
2.2.5 算法设计方法
走不通，就掉头
回溯法：也称“万能算法”。求解过程相当于在所有可能解构成的解空间树中
搜索满足约束条件的解。
【例】4皇后问题。 1
1 . .2
1 2
....
1 2
.3
(a)
(b)
1
1
2
3
....
(e)
(f)
(c) 1 . . .2
(g)
(d)
1 2
3 . .4
设有n个城市，已知任意两城市间的距离，现有一推销员想从某一城市出发经 过每一城市（且只经过一次）最后又回到出发点，问如何找一条最短路径？
AE D CB F A
计算机算法基础(第五章)PPT教学课件
if VISITED(w)=0 then //w未被检测//
call ADDQ(w,Q) //ADDQ将w加入到队列Q的末端//
VISITED(w)←1 //同时标示w已被访问//
endif
repeat
段:LCHILD, DATA,RCHILD//
if T≠0 then call VISIT(T) call PREORDER(LCHILD(T)) call PREORDER(RCHILD(T))
endif end PREORDER
2020/12/11
4
⑵后根次序周游 算法5.2 后根次序周游的递归表示 procedure POSTORDER(T) //T是一棵二元树。T的每个结点有三个信息
2020/12/11
6
注：
一棵二元树可由中根遍历序列＋先根遍历序列、或 中根遍历序列＋后根遍历序列唯一确定。但不能由先 根遍历序列＋后根遍历序列唯一确定。
如已知一棵二元树的中根遍历次序是：
DGBEAFHC
先根遍历次序是：ABDGECFH
A
则这棵二元树唯一确定如下:
B
C
D
E
F
2020/12/11
G
H
② 访问邻接于v且尚未被访问的所有结点——这些结 点是新的未被检测的结点。将这些结点依次放置到一未检 测结点表(队列Q)中（末端插入） 。
③ 标记v已被检测。
④ 若未检测结点表为空，则算法终止；否则
⑤ 从未检测结点表的表头取一结点作为下一个待检
2020/12/11
11
测结点，
算法5.6 宽度优先检索算法
其中，t(0)≤c1。 归纳法证明t(n)≤c2n+c1，其中c2是一使得c2≥2c1的常数。 1)当n=0时，成立
Chapter5 算法基础
《大学计算机基础》
27
[例] 假设有13个数据元素，它们的关键字为 51，202，16， 321，45，98，100，501，226，39，368，5，444。若按关键 字由小到大顺序存放这13个数，二分查找关健字为444的数据 元素过程如下：
5 1 16 2 39 3 45 4 51 5 98 6 100 7 202 8 226 9 321 368 444 501 10 11 12 13
w x
i 1 i
n
i
M and xi [0, 1] for 1 i n
下，背包中物品总价值 Q: 每步该做些什么?
px
i 1 i
n
i
达到最大。
《大学计算机基础》
23
递归解决问题实例
2k × 2k 方阵，任意挖去一格，都可以用L型三方块 填充
格子数量应该是3的倍数：22k -1=3t 22(k+1) -1= 4(22k -1)+3=12t+3=3(4t+1)
《大学计算机基础》
24
• 排序
迭代思想的应用。是将一组原始数据按照递增或递减 的规律进行重新排列的算法。排序规则是递增或递减 ，其输出是原数据的一种重新排列。
end while output sum End
《大学计算机基础》
19
求最大值和最小值
求给定的两个数a和b的最大值。 • 算法思路：用max存放最大值，用分支结构实现。 • 伪代码如下：
Start input a, b if a > b max = a else max = b output max End 也可以写成： Start input a, b max = a if max < b max = b output max End
计算机软件技术基础课件(共19张PPT)
1）软件规模越来越大，结构越来越复杂 2）软件开发过程缺乏管理
3）软件开发技术落后
4）软件开发工具和生产方式落后
3、解决软件危机的途径
要充分吸取和借鉴人类长期以来从事各种工程项目 所积累的行之有效的原理、概念、技术和方法，并应用 于软件开发的实践中，将软件开发变成一种组织良好、 管理严密、各类人员协同完成的工程项目
3、软件的特征与类型 特征 a 智能性 b 抽象性 d 依附性 e 非损性 类型
按功能分
类型
按规模分
c系统性
系统软件 支撑软件 应用软件
微型 小型 中型 大型 超大型
从开发人数， 开发周期，源 程序行数几方 面考虑，有软件的产生：伴随计算机产生而产生，伴 2）对程序进行修改，排除错误
定义 阶段
问题定义
（目标与范围说明）
可行性研究
（可行性论证报告）
需求分析
（需求说明书）
设计
（设计文档）
开发 阶段
编程 测试
（程序）
维护 阶段
运行与维护 （维护报告）
传统软件生命周期模型―瀑布模型
3、软件测试
软件测试是为了发现错误而执行程序的过程。
软件测试分为：单元测试和综合测试。
中所遇到的困难问题，从此进入软件工程时代。 软件测试分为：单元测试和综合测试。 传统软件周期模型――瀑布模型 ●程序调试的基本步骤：
三、软件危机 指令是指示计算机进行某一工作的命令。
2）对程序进行修改，排除错误 程序不再是硬件的附属，有软件的概念。 1）软件的产生：伴随计算机产生而产生，伴随计算机发展而发展
四、软件工程
软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方 法
1、软件工程学的多个分支
3）软件开发技术落后
4）软件开发工具和生产方式落后
3、解决软件危机的途径
要充分吸取和借鉴人类长期以来从事各种工程项目 所积累的行之有效的原理、概念、技术和方法，并应用 于软件开发的实践中，将软件开发变成一种组织良好、 管理严密、各类人员协同完成的工程项目
3、软件的特征与类型 特征 a 智能性 b 抽象性 d 依附性 e 非损性 类型
按功能分
类型
按规模分
c系统性
系统软件 支撑软件 应用软件
微型 小型 中型 大型 超大型
从开发人数， 开发周期，源 程序行数几方 面考虑，有软件的产生：伴随计算机产生而产生，伴 2）对程序进行修改，排除错误
定义 阶段
问题定义
（目标与范围说明）
可行性研究
（可行性论证报告）
需求分析
（需求说明书）
设计
（设计文档）
开发 阶段
编程 测试
（程序）
维护 阶段
运行与维护 （维护报告）
传统软件生命周期模型―瀑布模型
3、软件测试
软件测试是为了发现错误而执行程序的过程。
软件测试分为：单元测试和综合测试。
中所遇到的困难问题，从此进入软件工程时代。 软件测试分为：单元测试和综合测试。 传统软件周期模型――瀑布模型 ●程序调试的基本步骤：
三、软件危机 指令是指示计算机进行某一工作的命令。
2）对程序进行修改，排除错误 程序不再是硬件的附属，有软件的概念。 1）软件的产生：伴随计算机产生而产生，伴随计算机发展而发展
四、软件工程
软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方 法
1、软件工程学的多个分支
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例： 金块问题
10/1/2020
计算机科学基础
动态规划
动态规划（Dynamic Programming）被描述为 ：如果一个较大问题可以被分解为若干个子问 题，且子问题具有重叠，可以将每个子问题的 解存放到一个表中，这样就可以通过查表解决 问题。
例：背包问题
10/1/2020
计算机科学基础
○选择法排序
把表中最小的数找到并放入第一个位置，然后比较余 下的数，找到次小的数放到第二个位置，直到对所有 数据全部扫描过。
○冒泡法排序。
10/1/2020
从列表的最后开始比较相邻的两个数，将较小的向前 移动，再和前一个相邻的数据比较，同样把较小的数 向前移动，直到列表的开始。接着继续这个过程，找 到的次小的数排到列表的第二个位置，依次类推，直
分支结构
Yes
No
条件
A
B
10/1/2020
计算机科学基础
A
条件
Yes
No
（a）While结构
A
No 条件
Y es
（b） Until结构
10/1/2020
计算机科学基础
5.4 算法的表示
算法的表示是为了把算法以某种形式加以表达， 因此一个算法的表示可以有不同的方法，常用的 ：
自然语言 传统的流程图 结构流程图 伪代码 PAD图
回溯法
回溯法也叫穷尽搜索法（Brute-Force Search）， 尝试分步地去解决一个问题。在分步解决问题的 过程中，当它通过尝试发现现有的分步答案不能 得到有效的、正确的解答的时候，将取消上一步 甚至上几步的计算，再通过其他的可能的分步解 答再次尝试寻找问题的答案。通常使用递归实现 。
例：n皇后问题。
根据图灵理论，只要能够被分解为有限步骤的问 题就可以被计算机执行。
在计算机领域，算法描述主要就是为了能够将算 法的步骤变成计算机能够用它的语言所实现的表 示方式。
算法的正式定义：算法是求解问题步骤的有序集 合，它能够产生结果并在有限时间内结束。
10/1/2020
计算机科学基础
顺序结构
A
B
10/1/2020
计算机科学基础
递归
递归是算法的自我调用
例：求N的阶乘。
10/1/2020
计算机科学基础
排序
迭代的延续应用。是将一组原始数据按照递增或递减的规律 进行重新排列的算法。排序不仅用在数值方面，也用在文 本处理中。排序规则是递增或递减，其输出是原数据的一 种重新排列。
常用的方法有：（如果是从小到大排序的话）
10/1/2020
计算机科学基础
例：流程图 求N！的算法
10/1/2020
计算机科学基础
例:自然语言 求N！的算法
10/1/2020
计算机科学基础
例：伪代码 求N！的算法
10/1/2020
计算机科学基础
例：伪代码 求N！的算法
10/1/2020
计算机科学基础
5.5 算法的发现
发现算法具有很大的挑战性
CS, ZJU 10/1/2020
Chapter 5 算法基础
Overviewห้องสมุดไป่ตู้
算法的概念 算法的分类和特性 算法的三种结构 算法的表示 算法的发现 常用算法 算法的方法 数据表达和数据结构
10/1/2020
计算机科学基础
5.1 算法的概念
广义地说，为解决问题而采用的方法和步骤就是 算法。在计算机中，算法是程序设计的基础，算 法的质量直接影响程序运行的效率。
“中国邮递员问题”： 不但要选择路径，而且要确保这个选择的路径是最短的 。
解决问题的4个步骤：
1.理解问题 2.设计一个解决问题的方案 3.执行这个方案 4.检验这个方案
10/1/2020
计算机科学基础
5.6 算法的举例
理解常用的算法进而体会算法的发现、设计，是大 多数学习计算机的人所采用的学习方法。
基本算法
求和 累积 求最大值和最小值 求数的位数
10/1/2020
计算机科学基础
迭代
一种建立在循环基础上的算法。
举例：“判断一个整数是否为素数”的迭代算法
算法思路：素数是指只能被1和它本身整除的数。判断它的方法为： 将n（设n是要被判断的整数）作为被除数，用2~（n-1）之间的各 个整数轮流去除，如果都不能整除，则n是素数。
10/1/2020
计算机科学基础
5.8 数据表达和数据结构
算法最终都需要通过适当的数据表达，以 便能够被计算机所处理。数据表达是对数据 的符号化表示。 数据结构的定义包括三方面内容： 逻辑结构、存储结构和对数据的操作。 按照它的结构形式可以分为链、表、堆、 队、树等。
10/1/2020
计算机科学基础
○ 可行性——每一步选择必须满足问题的约束； ○ 局部最优——它是当前可选择的方案中最优的； ○ 不可取消性——选择一旦做出，在算法的其后步骤中不能被取
消。
贪心法不能确定得到的最后解是最优的，也不能用于求 解最大或最小问题。在算法的效率上，贪心法快速，程 序实现需要的内存开销也较小。但遗憾的是，它们往往 是不正确的。然而一旦被证明是正确的，其执行效率和 速度有很大的优势。
10/1/2020
计算机科学基础
5.7 算法的方法学
贪心法 分治法 动态规划 回溯法
10/1/2020
计算机科学基础
贪心法
贪心算法（Greedy Algorithm）的基本思想是从小的方案 推广到大的解决方法。它分阶段工作，在每一个阶段选 择最好的方案，而不考虑其后的结果如何。
贪心法主要用于求解最优问题，但它已经发展成为一种 通用的算法设计技术：核心是：
数据元素是数据的基本单位，数据元素之间存在某种关联 。有三类基本的数据之间的结构，如
计算机科学基础
查找问题
把一个特定的数据从列表中找到并提供它所在的位置（即 索引）。对于列表数据有两种基本的方法：
顺序查找
从列表的第一个数据（或叫做元素）开始，但给定的数 据和表中的数据匹配时，查找过程结束，给出这个数据 所在表中的位置。
折半查找
也叫二分法，从列表的一半开始，比较列表处于一半（ 中间）位置的数据，判断是在前半部分还是后半部分（ 根据列表的排序确定的）。
10/1/2020
计算机科学基础
分治法
基本思想就是，将一个较大规模的问题分解为若干 个较小规模的子问题，找出子问题的解，然后把各 个子问题的解合并成整个问题的解。
分治法的分（Divide）是指划分较大问题为若干个 较小问题，递归求解子问题；分治法的治（ Conquer）是指从小问题的解构建大问题的解。
10/1/2020
计算机科学基础
动态规划
动态规划（Dynamic Programming）被描述为 ：如果一个较大问题可以被分解为若干个子问 题，且子问题具有重叠，可以将每个子问题的 解存放到一个表中，这样就可以通过查表解决 问题。
例：背包问题
10/1/2020
计算机科学基础
○选择法排序
把表中最小的数找到并放入第一个位置，然后比较余 下的数，找到次小的数放到第二个位置，直到对所有 数据全部扫描过。
○冒泡法排序。
10/1/2020
从列表的最后开始比较相邻的两个数，将较小的向前 移动，再和前一个相邻的数据比较，同样把较小的数 向前移动，直到列表的开始。接着继续这个过程，找 到的次小的数排到列表的第二个位置，依次类推，直
分支结构
Yes
No
条件
A
B
10/1/2020
计算机科学基础
A
条件
Yes
No
（a）While结构
A
No 条件
Y es
（b） Until结构
10/1/2020
计算机科学基础
5.4 算法的表示
算法的表示是为了把算法以某种形式加以表达， 因此一个算法的表示可以有不同的方法，常用的 ：
自然语言 传统的流程图 结构流程图 伪代码 PAD图
回溯法
回溯法也叫穷尽搜索法（Brute-Force Search）， 尝试分步地去解决一个问题。在分步解决问题的 过程中，当它通过尝试发现现有的分步答案不能 得到有效的、正确的解答的时候，将取消上一步 甚至上几步的计算，再通过其他的可能的分步解 答再次尝试寻找问题的答案。通常使用递归实现 。
例：n皇后问题。
根据图灵理论，只要能够被分解为有限步骤的问 题就可以被计算机执行。
在计算机领域，算法描述主要就是为了能够将算 法的步骤变成计算机能够用它的语言所实现的表 示方式。
算法的正式定义：算法是求解问题步骤的有序集 合，它能够产生结果并在有限时间内结束。
10/1/2020
计算机科学基础
顺序结构
A
B
10/1/2020
计算机科学基础
递归
递归是算法的自我调用
例：求N的阶乘。
10/1/2020
计算机科学基础
排序
迭代的延续应用。是将一组原始数据按照递增或递减的规律 进行重新排列的算法。排序不仅用在数值方面，也用在文 本处理中。排序规则是递增或递减，其输出是原数据的一 种重新排列。
常用的方法有：（如果是从小到大排序的话）
10/1/2020
计算机科学基础
例：流程图 求N！的算法
10/1/2020
计算机科学基础
例:自然语言 求N！的算法
10/1/2020
计算机科学基础
例：伪代码 求N！的算法
10/1/2020
计算机科学基础
例：伪代码 求N！的算法
10/1/2020
计算机科学基础
5.5 算法的发现
发现算法具有很大的挑战性
CS, ZJU 10/1/2020
Chapter 5 算法基础
Overviewห้องสมุดไป่ตู้
算法的概念 算法的分类和特性 算法的三种结构 算法的表示 算法的发现 常用算法 算法的方法 数据表达和数据结构
10/1/2020
计算机科学基础
5.1 算法的概念
广义地说，为解决问题而采用的方法和步骤就是 算法。在计算机中，算法是程序设计的基础，算 法的质量直接影响程序运行的效率。
“中国邮递员问题”： 不但要选择路径，而且要确保这个选择的路径是最短的 。
解决问题的4个步骤：
1.理解问题 2.设计一个解决问题的方案 3.执行这个方案 4.检验这个方案
10/1/2020
计算机科学基础
5.6 算法的举例
理解常用的算法进而体会算法的发现、设计，是大 多数学习计算机的人所采用的学习方法。
基本算法
求和 累积 求最大值和最小值 求数的位数
10/1/2020
计算机科学基础
迭代
一种建立在循环基础上的算法。
举例：“判断一个整数是否为素数”的迭代算法
算法思路：素数是指只能被1和它本身整除的数。判断它的方法为： 将n（设n是要被判断的整数）作为被除数，用2~（n-1）之间的各 个整数轮流去除，如果都不能整除，则n是素数。
10/1/2020
计算机科学基础
5.8 数据表达和数据结构
算法最终都需要通过适当的数据表达，以 便能够被计算机所处理。数据表达是对数据 的符号化表示。 数据结构的定义包括三方面内容： 逻辑结构、存储结构和对数据的操作。 按照它的结构形式可以分为链、表、堆、 队、树等。
10/1/2020
计算机科学基础
○ 可行性——每一步选择必须满足问题的约束； ○ 局部最优——它是当前可选择的方案中最优的； ○ 不可取消性——选择一旦做出，在算法的其后步骤中不能被取
消。
贪心法不能确定得到的最后解是最优的，也不能用于求 解最大或最小问题。在算法的效率上，贪心法快速，程 序实现需要的内存开销也较小。但遗憾的是，它们往往 是不正确的。然而一旦被证明是正确的，其执行效率和 速度有很大的优势。
10/1/2020
计算机科学基础
5.7 算法的方法学
贪心法 分治法 动态规划 回溯法
10/1/2020
计算机科学基础
贪心法
贪心算法（Greedy Algorithm）的基本思想是从小的方案 推广到大的解决方法。它分阶段工作，在每一个阶段选 择最好的方案，而不考虑其后的结果如何。
贪心法主要用于求解最优问题，但它已经发展成为一种 通用的算法设计技术：核心是：
数据元素是数据的基本单位，数据元素之间存在某种关联 。有三类基本的数据之间的结构，如
计算机科学基础
查找问题
把一个特定的数据从列表中找到并提供它所在的位置（即 索引）。对于列表数据有两种基本的方法：
顺序查找
从列表的第一个数据（或叫做元素）开始，但给定的数 据和表中的数据匹配时，查找过程结束，给出这个数据 所在表中的位置。
折半查找
也叫二分法，从列表的一半开始，比较列表处于一半（ 中间）位置的数据，判断是在前半部分还是后半部分（ 根据列表的排序确定的）。
10/1/2020
计算机科学基础
分治法
基本思想就是，将一个较大规模的问题分解为若干 个较小规模的子问题，找出子问题的解，然后把各 个子问题的解合并成整个问题的解。
分治法的分（Divide）是指划分较大问题为若干个 较小问题，递归求解子问题；分治法的治（ Conquer）是指从小问题的解构建大问题的解。