算法及其描述方法
合集下载
第三章第二节算法及其描述
开始
输入m、n
R=m mod n
R=0？
Y
N
m=n，n=R
输出n
结束
14
三种基本控制结构
任何复杂的算法都可以用这三种基本控制结构组合。
15
三种基本控制结构的作用
①顺序结构表示程序中的各步操作按出现的先后需要根据某一特定 的条件选择其中的一个分支执行。（单选择、双选择、多选择）
1
第三章
算法基础
3.1体验计算机解决问题的过程
2
3.1.1 人工解决问题的过程
3.1.2计算机解决问题的过程
算法基础 3.2 算法及其描述
3.2.1 算法 3.2.2 算法的描述
3.3计算机程序与程序设计语言
3.3.1 计算机程序 3.3.2 计算机程序设计语言
本章目标
3
数据与信息学习目标
01
计算机解决问题的过程
③循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到判断条件为 假（或为真）时，才可终止循环。
人工解决问题的过程 计算机解决问题的过程
02
算法及其描述
算法 算法的描述
03
计算机程序与程序设计语言
计算机程序 计算机程序设计语言
4
5
算法的定义
算法是指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，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。
探究活动
例： if a的值大于b的值 max=a
9
流程图规范
10
伪代码求解方程
11
三种算法描述方法的比较
算法描述的方法
优势
不足
自然语言描述法
通俗易懂，不必专门训练
算法及其描述方法
算法及其描述方法算法是解决问题或完成任务的一系列步骤或方法的有序集合。
它是计算机科学中最基本的概念之一，在计算机程序设计和数据处理领域起着至关重要的作用。
一个好的算法可以大大提高程序的效率和性能。
算法的特征包括输入、输出、明确定义、有穷性和确定性。
输入是算法计算前的初始数据，输出是算法计算后得到的结果。
算法必须明确定义每个步骤的具体操作，以及如何根据输入得到输出。
算法必须是有穷的，也就是说它最终会停止执行。
算法还必须是确定的，即对于给定的输入，它总是产生相同的输出。
算法的描述方法可以分为自然语言描述、流程图和伪代码等。
自然语言描述是最常用的描述方法，通过使用自然语言来描述算法的步骤和操作。
流程图是一种图形化的描述方法，通过使用各种符号和箭头来表示算法的流程和逻辑结构。
伪代码是一种类似于程序语言的描述方法，它结合了自然语言和流程图的特点，可以更精确地描述算法的步骤和操作。
在描述算法时，需要考虑算法的正确性、效率和可读性。
算法的正确性是指算法能够按照预期的方式解决问题并产生正确的结果。
为了保证算法的正确性，可以使用数学证明或测试用例等方法进行验证。
算法的效率是指算法完成任务所需的时间和空间资源的消耗。
为了提高算法的效率，可以优化算法的设计和实现。
算法的可读性是指算法的描述是否清晰易懂，便于他人理解和使用。
算法可以分为多种类型，包括算法、排序算法、图算法、动态规划算法等。
算法用于在一个数据集中查找指定的元素或满足特定条件的元素。
常用的算法包括线性、二分和散列表等。
排序算法用于将一组数据按照一定的规则进行排序。
常用的排序算法包括冒泡排序、插入排序和快速排序等。
图算法用于解决与图相关的问题，如最短路径问题和最小生成树问题。
动态规划算法用于解决一类具有重叠子问题和最优子结构性质的问题。
在实际应用中，算法的选择和设计非常重要。
一个好的算法可以大大提高程序的效率和性能，而一个差的算法可能会导致程序的运行速度变慢甚至无法完成任务。
算法及其描述
描述一个算法通常需要 使用一种清晰、简洁的 语言，这种语言应该能 够清楚地表达算法的每
一个步骤
问题描述
首先需要清楚地描述问题， 包括问题的输入和输出
算法步骤
详细描述算法的每一个步骤， 包括每一步的操作和数据
变量和数据结构
定义算法中使用的所有变量和数据 结构，包括它们的类型和初始值
算法的描述
时间复杂度
描述算法的方法
描述算法的方法
无论使用哪种方 法来描述算法， 都应该确保描述 清晰、简洁、准
确和易于理解
-
感谢の观看
xxxxxxxxxxxx
Please enter the relevant text content here. Operation method: select all the text in this paragraph with the mouse, and enter the text directly to replace it. The text format will not change.
分析算法的时间复杂度，以 便了解算法的效率
空间复杂度
分析算法的空间复杂度，以 便了解算法所需的存储空间
示例
提供一些示例来演示如何使 用算法解决实际问题
第3部分 描述算法的方法
描述算法的方法
描述算法的方法有很多种，以下是一些常用的方法 自然语言描述：使用自然语言来描述算法的每一个步骤。这种方法简单易懂，但可能 不够精确和清晰 伪代码：使用类似于编程语言的伪代码来描述算法。这种方法能够清晰地表达算法的 逻辑，但可能不够直观
性
1. 明确性
算法的每一步都应该 是明确的，也就是说 ，每一步都应该是清 晰定义的，并且不需 要依赖于任何主观的 知识或经验
一个步骤
问题描述
首先需要清楚地描述问题， 包括问题的输入和输出
算法步骤
详细描述算法的每一个步骤， 包括每一步的操作和数据
变量和数据结构
定义算法中使用的所有变量和数据 结构，包括它们的类型和初始值
算法的描述
时间复杂度
描述算法的方法
描述算法的方法
无论使用哪种方 法来描述算法， 都应该确保描述 清晰、简洁、准
确和易于理解
-
感谢の观看
xxxxxxxxxxxx
Please enter the relevant text content here. Operation method: select all the text in this paragraph with the mouse, and enter the text directly to replace it. The text format will not change.
分析算法的时间复杂度，以 便了解算法的效率
空间复杂度
分析算法的空间复杂度，以 便了解算法所需的存储空间
示例
提供一些示例来演示如何使 用算法解决实际问题
第3部分 描述算法的方法
描述算法的方法
描述算法的方法有很多种，以下是一些常用的方法 自然语言描述：使用自然语言来描述算法的每一个步骤。这种方法简单易懂，但可能 不够精确和清晰 伪代码：使用类似于编程语言的伪代码来描述算法。这种方法能够清晰地表达算法的 逻辑，但可能不够直观
性
1. 明确性
算法的每一步都应该 是明确的，也就是说 ，每一步都应该是清 晰定义的，并且不需 要依赖于任何主观的 知识或经验
3.2算法及其描述教学教学设计
2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：
算法竞赛：鼓励学生参加各类算法竞赛，如ACM国际大学生程序设计竞赛、蓝桥杯等，提高学生的算法能力和团队合作精神。
在线课程学习：推荐学生参加在线课程，如Coursera、edX等平台上的算法课程，让学生在课后自主学习，提高知识水平。
实践项目：鼓励学生参与实践项目，如开源项目、学校的研究项目等，让学生将所学的算法知识应用到实际项目中，提高实践能力。
2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，包括他们的合作精神、问题解决能力和创新思维。
3.随堂测试：通过随堂测试题目的解答情况，评估学生对算法概念和描述方法的理解程度，以及他们运用算法解决问题的能力。
4.课后作业：检查学生完成课后作业的情况，包括作业的准确性、完成时间和解决问题的思路。
5.教师评价与反馈：针对学生在各方面的表现，教师应及时给予评价和反馈，鼓励优点，指出不足之处，并提出改进建议，以促进学生的学习进步和能力提高。
鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
简要回顾本节课学习的算法及其描述内容，强调重点和难点。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
布置作业：
根据本节课学习的算法及其描述内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。
拓展与延伸
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解“3.2算法及其描述”的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习算法及其描述内容做好准备。
教师备课：
深入研究教材，明确“3.2算法及其描述”教学目标和重难点。
算法竞赛：鼓励学生参加各类算法竞赛，如ACM国际大学生程序设计竞赛、蓝桥杯等，提高学生的算法能力和团队合作精神。
在线课程学习：推荐学生参加在线课程，如Coursera、edX等平台上的算法课程，让学生在课后自主学习，提高知识水平。
实践项目：鼓励学生参与实践项目，如开源项目、学校的研究项目等，让学生将所学的算法知识应用到实际项目中，提高实践能力。
2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，包括他们的合作精神、问题解决能力和创新思维。
3.随堂测试：通过随堂测试题目的解答情况，评估学生对算法概念和描述方法的理解程度，以及他们运用算法解决问题的能力。
4.课后作业：检查学生完成课后作业的情况，包括作业的准确性、完成时间和解决问题的思路。
5.教师评价与反馈：针对学生在各方面的表现，教师应及时给予评价和反馈，鼓励优点，指出不足之处，并提出改进建议，以促进学生的学习进步和能力提高。
鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
简要回顾本节课学习的算法及其描述内容，强调重点和难点。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
布置作业：
根据本节课学习的算法及其描述内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。
拓展与延伸
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解“3.2算法及其描述”的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习算法及其描述内容做好准备。
教师备课：
深入研究教材，明确“3.2算法及其描述”教学目标和重难点。
算法及其描述
练习：
现有一串字母“PROGRAM”给 它加密，请设计算法，用自然语言 描述。
实践练习：
一天，小猴子从树上摘下若干个桃子， 当即吃了一半，觉得不过瘾，又吃了一 个。第二天小猴子接着吃剩下的一半， 还觉得不过瘾，又吃了一个。以后每天 都是吃前一天剩下的一半后，就再多吃 了一个。到第四天，只剩下一下桃子。 试设计一个算法流程图，求小猴子第一 天摘下了多少个桃子。
求9147485和5147480两个数的最大 公约数。
三、算法的设计与选择
算法的设计，直接影响着程序 的通用性和解决问题的效率，总的 来说，一个好的算法，应该是科学 而又合理的算法。
例：用自然语言描述摩斯密码的原理
第1步：输入26个英文字母，它们分别对应1~26 个数学。 第2步：令a=1，k=3，n=26。 第3步：使a的取值范围为1≤a≤26，F(a)=(a+k) mod n，转第5步。 第4步：a=a+1，转第3步。 第5步：输出F(a)相对应的数字。 第6步：把数学转化成相当的字母，输出字母 第7步：累计字母出现顺序，转第4步。
例：分析闰年的算法描述 第一个条件：y mod 4=0 判断闰年的条件：⑴y不能被100整除； ⑵y能被400整除且y能被400整除。 判断不是闰年的条件：⑴y mod 4=0 且y mod 100=0,但y不能被400整除；⑵y不能被4 整除。
3、用伪代码描述算法
表示条件判断语句
IF 条件 THEN 执行语句一 ELSE执行语句二 END IF 条件语句中可以包含多个子语句
一、算法的概念
这个过河的方案就是这道趣味题的 算法。算法就是解决问题的方法和步 骤。在以后的编程中也要记住了，有 些步骤是可以颠倒的，不影响程序的 结果；但是有些一但颠倒了那最终的 结果也就全变了。 算法——解决问题的方法和步骤。 算法+数据结构=程序。
高一信息技术必修课件算法及其描述
高一信息技术必修课 件算法及其描述
汇报人：XX
20XX-01-25
目录
CONTENTS
• 算法概述 • 算法的描述方法 • 常见算法举例 • 算法的评价指标 • 算法在实际问题中的应用 • 算法学习的方法与技巧
01 算法概述
算法的定义与特性
算法的定义
算法是一系列解决问题的清晰指令，代表着用系统的方 法描述解决问题的策略机制。
掌握常见算法的设计思想，如 贪心算法、动态规划、分治算 法等，理解它们的核心思想和 适用场景。
通过分析经典算法案例，深入 理解算法思想在实际问题中的 应用。
掌握基本数据结构
熟悉常见的数据结构，如数组、 链表、栈、队列、树、图等，理
解它们的特点和使用场景。
掌握数据结构的基本操作和实现 原理，如插入、删除、查找等操 作的时间复杂度和空间复杂度分
算法的分类
01
02
03
按照应用领域分类
可以分为数值计算算法和 非数值计算算法两大类。
按照设计方法分类
可以分为枚举算法、解析 法、查表法、递归法、递 推法、迭代法、模拟法、 分治法和贪心法等。
按照问题求解分类
可以分为精确算法和近似 算法两大类。
算法的重要性
• 算法是计算机科学的基础：计算机科学本质上是研究算法的学科，通过设计和 分析算法，可以深入了解计算机的工作原理和性能极限。
有穷性
算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
确切性
算法的每一步骤必须有确切的定义。
输入项
一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情 况，所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件。
输出项
一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后 的结果。没有输出的算法是毫无意义的。
汇报人：XX
20XX-01-25
目录
CONTENTS
• 算法概述 • 算法的描述方法 • 常见算法举例 • 算法的评价指标 • 算法在实际问题中的应用 • 算法学习的方法与技巧
01 算法概述
算法的定义与特性
算法的定义
算法是一系列解决问题的清晰指令，代表着用系统的方 法描述解决问题的策略机制。
掌握常见算法的设计思想，如 贪心算法、动态规划、分治算 法等，理解它们的核心思想和 适用场景。
通过分析经典算法案例，深入 理解算法思想在实际问题中的 应用。
掌握基本数据结构
熟悉常见的数据结构，如数组、 链表、栈、队列、树、图等，理
解它们的特点和使用场景。
掌握数据结构的基本操作和实现 原理，如插入、删除、查找等操 作的时间复杂度和空间复杂度分
算法的分类
01
02
03
按照应用领域分类
可以分为数值计算算法和 非数值计算算法两大类。
按照设计方法分类
可以分为枚举算法、解析 法、查表法、递归法、递 推法、迭代法、模拟法、 分治法和贪心法等。
按照问题求解分类
可以分为精确算法和近似 算法两大类。
算法的重要性
• 算法是计算机科学的基础：计算机科学本质上是研究算法的学科，通过设计和 分析算法，可以深入了解计算机的工作原理和性能极限。
有穷性
算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
确切性
算法的每一步骤必须有确切的定义。
输入项
一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情 况，所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件。
输出项
一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后 的结果。没有输出的算法是毫无意义的。
3.2算法及其描述
算法描述方 式
优势
自然语言 容易理解
不足
书写较烦、不确定性、描述太长、对复杂的 问题难以表达准确、不能被计算机识别和执 行
流程图
形象、直观、清 不能被电脑识别 晰简洁、容易理 解
伪代码 简洁、易懂、修 不规范、不直观、错误不容易排查 改容易
2、三种基本控制结构
（1）顺序结构：程序中的各步操作按出现的先后顺序执行
代码段1 代码段2
许多问题只需按一定的次序执行一系列操作，不需要任何判断和重复，这样的问 题可以用书序结构的程序来解决。
例1：已知圆的半径是r，求面积s. 思考该算法，并尝试用流程图描述
开始 输入半径r 求面积s=3.14*rˆ2 输出面积s
结束
（2）选择结构：程序的处理步骤出现分支，需要根据某一特定条 件选择其中的一个分支执行。有单选择、双选择、多选择三种。
成立 Y
条件
不成立 N
代码段1
代码段2
设计一个算法（用流程图描述），任意输入 一个x值，计算y=|x|,并输出y的值。
开始
输入x
X<0 ? 是
y=-x
否 y=x
输出y 结束
牛刀小试
求1 + 1 + 1 + ⋯ 1 的值，请设计算法的流程图
246
20
本章学业评价习题
1（2）
c 下面关于算法的描述，正确的是（ ）
A 算法不可以用自然语言描述 B 算法只能用流程图来描述 C 一个算法必须保证他的执行步骤是有限的 D 算法的流程图表示法有零个或多个输入，但只
能有一个输出
3.2 算法及其描述
3.2.1 算法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
定义： 在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定
算法及其描述方法ppt课件
算法的概念
➢ 什么是算法？ 算法就是解决问题 的方法和步骤。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
特点
算法的特点
有穷性： 执行有限步，每一步执行时间是有限的。 确定性： 每一步都有确切的含义。 有输入： 有零个或多个输入。 有输出： 算法运行完后至少产生一个输出。 可行性： 原则上能精确运行，用纸和笔做有限次
♠ 开始
自
第1步：1+2=3 第2步： 3+3=6
然
第3步：
6+4=10
语
第99步：
♠ 结束
……
言
4950+100=5050
描
述
优点：通俗易懂，符合我们的表达习惯 缺点：书写较烦、缺乏直观性和简洁性
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
有输入 有输出 有穷性 确定性 有效性
自然 语言 流程图 伪代码
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
优点：通俗易懂
算 法
缺点：没有流程图直观
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
比一比
自然语言描述 流程图描述 伪代码描述 通俗易懂 直观清晰 繁琐程度 是否容易修改
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
C语言-算法及其描述方法
C语言 算法及其描述方法
1 算法的概念
1.1 算法的概念
解决一个问题的方法（或步骤），称为 算法。
1.2 简单算法举例
例2.1 求1×2 × 3 × 4 × 5。 如果求100！， 需要多少个步骤？
方法一：
S1：先求1 × 2，得到结果2。
S2：将步骤1得到的乘积再乘以3，得到结果6。 S3：将6再乘以4，得24。 S4：将24再乘以5，得到120。即最后的结果。
例：求1×2 × 3 × 4 × 5，即5！=？
S1：使t=1
S2：使i=2
S3：使t×i, 乘积仍放在变量t中，即t=t×i
S4：使i的值加1，即i=i+1
S5：如果i的值不大于5，返回重新执行步骤
S3以及其后的步骤S4和S5；否则，算法结
束。
N
开始 t=1 i=2
t=t×i i=i+1
i >5?
Y
结束
图1
2.2三种基本结构
(1) 三种基本结构 ☆ 顺序结构
a
A
B
b
☆ 选择结构 又称选取结构，或称分支结构。
a
成立
P
不成立
A
B
a
成立
不成立
P
A
b
b
图a
图b
☆ 循环结构
又称重复结构，即反复执行某一部分的操作。有 两类循环结构：
a. 当型（While型）循环结构
b. 直到型（Until型）循环结构
方法二：
S1：使变量t=1
如果求100！，需要多少个步 骤？怎样修改？
S2：使变量i=2i
S4：使i的值加1，即 i=i+1
S5：如果i的值不大于5，返回重新执行步骤S3以 及其后的步骤S4和S5；否则，算法结束。
1 算法的概念
1.1 算法的概念
解决一个问题的方法（或步骤），称为 算法。
1.2 简单算法举例
例2.1 求1×2 × 3 × 4 × 5。 如果求100！， 需要多少个步骤？
方法一：
S1：先求1 × 2，得到结果2。
S2：将步骤1得到的乘积再乘以3，得到结果6。 S3：将6再乘以4，得24。 S4：将24再乘以5，得到120。即最后的结果。
例：求1×2 × 3 × 4 × 5，即5！=？
S1：使t=1
S2：使i=2
S3：使t×i, 乘积仍放在变量t中，即t=t×i
S4：使i的值加1，即i=i+1
S5：如果i的值不大于5，返回重新执行步骤
S3以及其后的步骤S4和S5；否则，算法结
束。
N
开始 t=1 i=2
t=t×i i=i+1
i >5?
Y
结束
图1
2.2三种基本结构
(1) 三种基本结构 ☆ 顺序结构
a
A
B
b
☆ 选择结构 又称选取结构，或称分支结构。
a
成立
P
不成立
A
B
a
成立
不成立
P
A
b
b
图a
图b
☆ 循环结构
又称重复结构，即反复执行某一部分的操作。有 两类循环结构：
a. 当型（While型）循环结构
b. 直到型（Until型）循环结构
方法二：
S1：使变量t=1
如果求100！，需要多少个步 骤？怎样修改？
S2：使变量i=2i
S4：使i的值加1，即 i=i+1
S5：如果i的值不大于5，返回重新执行步骤S3以 及其后的步骤S4和S5；否则，算法结束。
算法及其描述
算法的描述
计算机程序设计语言
计算机程序设计语言介绍
算法及其描述
计算机程序
计算机程序的运行
计算机程序设计语言
输入设备
存储器
输出设备
计算机之父约翰冯诺依曼
运算器
控制器
CPU
算法及其描述
计算机程序
计算机程序的运行
计算机程序设计语言
运算器
控制器
CPU
主频： CPU的工作频率。一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，
呈贡->玉溪的交通工具 小汽车
城际班车 高铁 火车
所需时间 47分钟 50分钟 37分钟 45分钟
算法及其描述
算法
算法
算法的概念
讨论
我们计算时，我们可以这样进行枚举
火车站->呈贡的工具
所需时间
在呈贡转乘停留时间
小汽车
42分钟
0分钟
公交
116分钟
20分钟
地铁
50分钟
15分钟
火车
42分钟
5分钟
42+0+47 42+0+50 42+0+37 42+0+45
描述算法的三种基本方法之一：用流程图来描述
流程图也称程序框图，算法的一种图形化表示方法。 与自然语言描述算法相比，用流程图描述算法形象、直观、更容易理解。
图形符号
名称 起止框
功能 表示算法的开始和结束
输入/输出框
表示算法中数据的输入或输出
处理框
表示操作的内容（赋值、计算等）
判断框
表示判断的条件，成立出口处标Y/“是”，不成立出口 处标N/“否”
汇编语言（Assembly Language）是任何一种用于电子计算机、微处理器、微控制器或其他可编程 器件的低级语言，亦称为符号语言。特定的汇编语言和特定的机器语言指令集是一一对应的，不同平台 之间不可直接移植。 高级语言
3.2算法及其描述课件
问题二
❖ 有一个年级的同学，每9人一排多5人， 每7人一排多1人，每5 人一排多2人， 这个年级至少有多少人 ？
问题二：280 ×5+225 ×1+126 ×2－315 ×5＝302人 （9） （7） （5）
创新型例题
一位商人有9枚金币，其中有一枚 略轻的是假币，你能用天平（无砝码） 将假币找出来吗？写出解决这一问题 的算法。
羊回来 第三步:运狼过河,回来 第四步:运羊过河
开始 运羊过河,回来
运菜过河, 并运羊回来 运狼过河,回来
运羊过河 结束
韩信点兵
❖ 我国汉代有一位大将，名叫韩信。刘邦去一 次去查看部队，问韩信部队的人数，韩信说， 如果3个3个的数，最后剩2个；如果5个5个 的数，最后剩3个；如果7个7个的数，最后剩 2个。最少有多少人？这样可把刘邦给难住了。 他的这种巧妙算法，人们称为“鬼谷算”、 “隔墙算”、“秦王暗点兵”等。
导入一
假设要喝一杯茶有以下几个步骤：
a.烧水
b.洗刷水壶
c.找茶叶 d.洗刷茶具
e.沏茶
请问你怎样安排？
烧水泡茶问题：
解：烧水泡茶可分下面四步完成： 第一步：洗好开水壶； 第二步：灌好凉水，放在火上，等待水开； 第三步：等待时洗好茶杯，茶杯里放好茶叶； 第四步：水开后再冲水泡茶 。
一个农夫带着一条狼、一头山羊和一篮蔬菜 要过河,但只有一条小船.乘船时,农夫只能带一 样东西.当农夫在场的时候,这三样东西相安无事. 一旦农夫不在,狼会吃羊,羊会吃菜.请设计一个 算法,使农夫能安全地将这三样东西带过河.
设备
A
B
C
D
产品
甲
2
1
4
0
乙
2
算法及其描述
2、三种基本控制结构
顺序结构：程序中的各步操作按出现的先后顺序执行。 选择结构：根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。 循环结构：程序反复执行某个或某些操作，直到判断条件为假（或 为真）时才可终止循环。
算法的特征： （1）有穷性。一个算法在有穷步之后必须结束。 （2）确定性。每一个步骤必须有确切的定义，不能出现模棱两可的情况。 （3）数据输入。一个算法必须有零个或多个数据输入。 （4）数据输出。有一个或多个输出，即最后的结果。 （5）可行性。算法中有待执行的运算和操作必须是基本的。
二、算法的描述
1、描述算法的常用方法： 自然语言：我们所说的话。 流程图：程序框图 伪代码：介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号
自然语言： 优点：通俗易懂 缺点：较长，当循环或分支较多果难以清晰的表达 流程图： 描述清晰简洁 伪代码： 书写方便，格式紧凑，便于向程序设计语言过渡 但伪代码的语句不易规范
活动：请用语言描述求解一个一元二次方程的过程。
第一步：将方程化简为标准方程，即：ax2+bx+c=0。利用
b2-4ac的值来判断方程无解，有一个解或有两个解。
第二步：如果b2-4ac<0，则此方程无解，执行第五步；否
则执行第三步。
第三步：如果b2-4ac=0，则此方程步。
第四步：如果b2-4ac>0，则此方程有两个解：x1=
b
b2 4ac 2a
x = b b2 4ac
2
2a
这就是算法！
第五步：解题结束。
一、算法
算法是指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。
粤教版(2019)必修一 3.2《算法及其描述》
粤教版信息技术学科《数据与计算》第三章算法基础
3.2算法及其描述
引言
《数据与计算》模块包括“数据与信息”“数据处理与应用” “算法与程序实现”三部分内容。
本节内容要求同学们了解算法的三种描述方式和三种基本结构， 继而根据解决问题的需要，设计和表示简单算法。
回顾一下： 计算机解决问题的过程
分析问题——可采用建立数学模型的方式使问题变得更明确、 易理解。
伪代码
闰年问题：给定一个 四位数的年份，判断它 是否为闰年。 算法分析： 判断闰年的条件是：如 果该年份能被4整除但不 能被100整除，或者能被 400整除，则该年为闰年。
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
x+y+z=100 5x+3y+z/3=100
数学分析
x、y、z为正整数，且z是3的倍数， 由于鸡和钱的总数都是100，可以 确定x、y、z的取值范围：
1)x的取值范围为1-20 2)y的取值范围为1-33 3)z的取值范围为1-100(实际上 3-99间隔为3) 对于这个问题我们可以用穷举的 方法，遍历x、y、z的所有可能组 合， 最后得到问题的解。
设计算法——数学模型确定了应该“做什么”，接下来就要 为它寻找一个“如何做”的算法。
编写程序——用一种计算机能接受的程序设计语言来描述问 题求解的算法。
调试程序——查找和改正程序中存在的错误，使程序能顺利 地执行，得出正确结果。
算法：解决问题的方法和步骤
算法通俗点说，就是计算机解题的过程。在这个过程中，无 论是形成解题思路还是编写程序，都是在实施某种算法。前 者是推理实现的算法，后者是操作实现的算法。
3.2算法及其描述
引言
《数据与计算》模块包括“数据与信息”“数据处理与应用” “算法与程序实现”三部分内容。
本节内容要求同学们了解算法的三种描述方式和三种基本结构， 继而根据解决问题的需要，设计和表示简单算法。
回顾一下： 计算机解决问题的过程
分析问题——可采用建立数学模型的方式使问题变得更明确、 易理解。
伪代码
闰年问题：给定一个 四位数的年份，判断它 是否为闰年。 算法分析： 判断闰年的条件是：如 果该年份能被4整除但不 能被100整除，或者能被 400整除，则该年为闰年。
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
x+y+z=100 5x+3y+z/3=100
数学分析
x、y、z为正整数，且z是3的倍数， 由于鸡和钱的总数都是100，可以 确定x、y、z的取值范围：
1)x的取值范围为1-20 2)y的取值范围为1-33 3)z的取值范围为1-100(实际上 3-99间隔为3) 对于这个问题我们可以用穷举的 方法，遍历x、y、z的所有可能组 合， 最后得到问题的解。
设计算法——数学模型确定了应该“做什么”，接下来就要 为它寻找一个“如何做”的算法。
编写程序——用一种计算机能接受的程序设计语言来描述问 题求解的算法。
调试程序——查找和改正程序中存在的错误，使程序能顺利 地执行，得出正确结果。
算法：解决问题的方法和步骤
算法通俗点说，就是计算机解题的过程。在这个过程中，无 论是形成解题思路还是编写程序，都是在实施某种算法。前 者是推理实现的算法，后者是操作实现的算法。
3.2算法及其描述教学设计2023—2024学年高中信息技术粤教版(2019)必修1
2.掌握算法的特点：分析算法的抽象性、确定性、有穷性和可行性等特点，帮助学生建立对算法的基本认识。
3.学习算法描述的方法：介绍自然语言描述、流程图描述和伪代码描述等三种常见的算法描述方法，并学会运用这些方法对简单算法进行描述。
4.培养问题解决能力：通过实例分析，让学生学会运用算法思维解决问题，提高学生的逻辑思维和创新能力。
-编程实践：编写程序实现算法，验证正确性
反思改进措施
（一）教学特色创新
1.实践教学：通过编程实践，让学生在动手操作中理解和掌握算法概念和描述方法，提高学生的实践能力和解决问题的能力。
2.小组合作：采用小组合作学习的方式，鼓励学生互相讨论、交流，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.案例分析：结合生活中的实际案例，引导学生运用算法思维解决问题，提高学生的信息意识和计算思维。
针对本节课的教学内容，结合学生的认知特点和信息技术学科的实践性，选择以下教学方法：
①讲授法：在讲解算法概念、特点和描述方法时，采用讲授法，清晰地传达知识点，为学生搭建算法的基本框架。
②案例研究法：通过分析典型案例，让学生了解算法在实际问题中的应用，提高学生的信息意识。
③小组讨论法：在课堂活动中设置小组讨论环节，鼓励学生互相交流、分享，培养学生的团队合作意识和计算思维。
2.算法描述方法
-重点知识点：自然语言描述、流程图描述、伪代码描述
-词句：自然语言描述是使用日常语言来描述算法；流程图描述是使用图形符号来表示算法的步骤；伪代码描述是使用类似编程语言的语法来描述算法
3.问题解决与算法应用
-重点知识点：问题解决、算法应用、编程实践
-词句：问题解决是运用算法思维来解决实际问题；算法应用是将算法应用于实际问题中；编程实践是通过编写程序来实现算法，验证算法的正确性
3.学习算法描述的方法：介绍自然语言描述、流程图描述和伪代码描述等三种常见的算法描述方法，并学会运用这些方法对简单算法进行描述。
4.培养问题解决能力：通过实例分析，让学生学会运用算法思维解决问题，提高学生的逻辑思维和创新能力。
-编程实践：编写程序实现算法，验证正确性
反思改进措施
（一）教学特色创新
1.实践教学：通过编程实践，让学生在动手操作中理解和掌握算法概念和描述方法，提高学生的实践能力和解决问题的能力。
2.小组合作：采用小组合作学习的方式，鼓励学生互相讨论、交流，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.案例分析：结合生活中的实际案例，引导学生运用算法思维解决问题，提高学生的信息意识和计算思维。
针对本节课的教学内容，结合学生的认知特点和信息技术学科的实践性，选择以下教学方法：
①讲授法：在讲解算法概念、特点和描述方法时，采用讲授法，清晰地传达知识点，为学生搭建算法的基本框架。
②案例研究法：通过分析典型案例，让学生了解算法在实际问题中的应用，提高学生的信息意识。
③小组讨论法：在课堂活动中设置小组讨论环节，鼓励学生互相交流、分享，培养学生的团队合作意识和计算思维。
2.算法描述方法
-重点知识点：自然语言描述、流程图描述、伪代码描述
-词句：自然语言描述是使用日常语言来描述算法；流程图描述是使用图形符号来表示算法的步骤；伪代码描述是使用类似编程语言的语法来描述算法
3.问题解决与算法应用
-重点知识点：问题解决、算法应用、编程实践
-词句：问题解决是运用算法思维来解决实际问题；算法应用是将算法应用于实际问题中；编程实践是通过编写程序来实现算法，验证算法的正确性
高中信息技术必修一算法及其描述课件
如Dijkstra算法、Floyd算 法等，用于求解图中两点 之间的最短路径问题。
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。
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。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解决方法
此案
方法一
彼案
此案
方法二
彼案
羊
1 4 7
羊
1 4 7 3 5 2 6
狼
3 5 2 6
菜 狼 人
菜
人
1.2 算法的描述和设计
算法的概念
什么是算法？ 算法就是解决问题 的方法和步骤。
算法的特点
有穷性： 执行有限步，每一步执行时间是有限的。
确定性： 每一步都有确切的含义。
特点
有输入： 有零个或多个输入。 有输出： 算法运行完后至少产生一个输出。 可行性： 原则上能精确运行，用纸和笔做有限次
s=0; i=1;
计算 s=s+i;
优点
累加 i=i+1;
形象直观，容易理解。
否
i>100?
是 输出 s
结
束
开始/结束
起止框
输入/输出
输入输出框
赋值/计算
事件处理框
条件
判断框
流程线
赋值 s=0,i=1 If i小于等于100 then 计算s=s+i,累加i=i+1 Else 输出s End if
运算后即可完成。
怎么描述算法？有几种方法？
♠ 开始 第1步：1+2=3 第2步： 3+3=6 第3步： 6+4=10 …… 第99步： 4950+100=5050 ♠ 结束 优点：通俗易懂，符合我们的表达习惯 缺点：书写较烦、缺乏直观性和简洁性
自 然 语 言 描 述
开
赋值
始
用 流有输入 有输出 有穷性 确定性 有效性
自然 语言 流程图 伪代码
优点：通俗易懂 缺点：没有流程图直观
用 伪 代 码 描 述 算 法
比一比
自然语言描述 流程图描述 通俗易懂 伪代码描述
直观清晰
繁琐程度 是否容易修改
实 践
题目：判断任意数x的奇偶性 要求： (1)用自然语言描述出来。
(2)用流程图描述出来，流程图所用图框已给出。
小
结
算法的概念
算法的特点
描述算法 的三种方法
算法及其描述方法
用自然语言描述算法
用流程图描述算法
用伪代码描述算法
例：描述求解sum=1+2+3…+99+100 的过程。
农夫过河~~~
有一个农夫带一条狼、 一只羊和一棵白菜过 河，但每次只能带一 样东西过去。如果没 有农夫看，则狼要吃 羊，羊要吃白菜 。 问：怎样让狼羊菜安全到达河对岸?