第一讲算法与程序设计

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教科版高中信息技术选修一《算法与程序设计》选修教案.doc

学习必备欢迎下载第一课初识算法与程序设计一、教学目标1、知识与技能（1）理解算法的概念，培养学生自我探索信息，高效获取信息的能力；（2）能初步利用算法解决简单的问题，培养学生的理论联系实际能力和动手操作能力。

2、情感、态度、价值观学生在学习过程中，通过亲身经历体验获得对此算法的感性认识，培养学生自我获取信息、分析评价信息、、表达呈现信息的能力，进一步提高其信息素养。

二、教学重点难点重点：算法概念的理解难点：如何科学合理的选择和设计算法。

三、教学策略与手段以趣味性问题设置情境，激发学生探索解决问题的兴趣，与学生进行互动探讨，通过 Flash 演示材料，比较直观地把抽象的问题简单化，使学生的思考逐步深入，从而总结出算法的概念，学会如何设计和选择算法，培养学生自主探究学习的能力。

四、教学过程（ 1 课时）（一）我们来共同寻找下面一些生活中比较现实的问题的解决方法。

【问题一】天下真的有“不要钱的午餐”吗？某一餐馆门口海报上写着“不要钱的午餐”，规则如下：在三个月内，来宾必须凑够五个人，五人每次来就餐必须按照不同的顺序坐，直到把所有可的顺序都坐一遍，以后来吃饭就可永远免费” 。

于是有人想，这太容易了，每人每次坐不同的位置，吃五次不就行了？于是他就叫上自己的朋友参加这项活动，可是，吃了十次之后，还没有吃上免费午餐，这是怎么回事呢？学生们感觉非常有意思，很快以小组为单位进行热烈的讨论并得出了破解问题的步骤：①第一个座位５个人都有坐的机会②第二个座位只有４个人中的任一个有坐的机会（一个人不能同时坐两个座位）③第三个座位只有３个人中的任一个有坐的机会④第四个座位只有２个人中的任一个有坐的机会⑤第五个座位只有１个人有坐的机会⑥计算：５×４×３×２×１＝１２０⑦得出结论：需要吃１２０次才有可能吃上免费午餐。

【问题二】有三个和尚和三个妖怪过河，只有一条能装下两个人的船，在河的任何一方或者船上，如果妖怪的人数大于和尚的人数，那么和尚就会有被吃掉的危险。

算法与程序设计教案

算法与程序设计教案第一篇：算法与程序设计教案第一课初识算法与程序设计一、教学目标1、知识与技能（1）理解算法的概念，培养学生自我探索信息，高效获取信息的能力；（2）能初步利用算法解决简单的问题，培养学生的理论联系实际能力和动手操作能力。

二、教学重点难点重点：算法概念的理解难点：如何科学合理的选择和设计算法。

三、教学策略与手段以趣味性问题设置情境，激发学生探索解决问题的兴趣，与学生进行互动探讨，通过Flash演示材料，比较直观地把抽象的问题简单化，使学生的思考逐步深入，从而总结出算法的概念，学会如何设计和选择算法，培养学生自主探究学习的能力。

四、教学过程（1课时）（一）我们来共同寻找下面一些生活中比较现实的问题的解决方法。

【问题一】天下真的有“不要钱的午餐”吗？某一餐馆门口海报上写着“不要钱的午餐”，规则如下：在三个月内，来宾必须凑够五个人，五人每次来就餐必须按照不同的顺序坐，直到把所有可能的顺序都坐一遍，以后来吃饭就可永远免费”。

2024年算法与程序设计课件

算法与程序设计课件引言算法与程序设计是计算机科学领域的核心知识，是解决实际问题的基本方法。

本课件旨在介绍算法与程序设计的基本概念、原理和方法，帮助读者掌握程序设计的基本技能，培养良好的编程习惯，提高解决实际问题的能力。

第一章：算法基础1.1算法的概念算法是一系列解决问题的步骤，是计算机程序设计的基础。

一个有效的算法应具备可行性、确定性、有穷性和至少一个输出。

1.2算法的表示算法可以通过自然语言、伪代码、流程图等多种方式表示。

其中，伪代码是一种介于自然语言和程序设计语言之间的表示方法，简洁明了，易于理解。

1.3算法分析算法分析主要包括时间复杂度和空间复杂度两个方面。

时间复杂度是指算法执行所需时间的量度，空间复杂度是指算法执行过程中所需存储空间的量度。

第二章：程序设计基础2.1程序设计语言程序设计语言是人与计算机之间进行信息交流的工具。

常见的程序设计语言有C、C++、Java、等。

2.2数据类型与变量数据类型是程序设计中对数据的一种抽象，规定了数据的存储方式和操作方法。

变量是存储数据的基本单元，用于表示程序中的数据。

2.3控制结构控制结构是程序设计中的基本语法，用于实现程序的流程控制。

常见的控制结构有顺序结构、分支结构和循环结构。

第三章：面向对象程序设计3.1类与对象类是对具有相同属性和方法的一组对象的抽象，对象是类的具体实例。

面向对象程序设计以类和对象为基本单元，实现程序的功能。

3.2继承与多态继承是面向对象程序设计中的一个重要概念，用于实现代码的复用。

多态是指同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释和行为。

3.3接口与实现接口是定义一组操作的规范，实现是对接口的具体实现。

面向对象程序设计通过接口与实现的分离，提高程序的可维护性和可扩展性。

第四章：算法设计与分析4.1算法设计方法常见的算法设计方法有贪心算法、分治算法、动态规划算法、回溯算法等。

这些方法为解决实际问题提供了有效的思路和策略。

4.2算法分析技巧算法分析技巧包括递推法、递归法、迭代法等。

算法与程序设计第一课

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青岛开发区一中信息技术教研室
为了解决不同的问题，人们必须设计不同的程序，为了解决不同的问题，人们必须设计不同的程序，设计一个程序时。需要考虑到以下问题。个程序时。需要考虑到以下问题。 1、数据的存储根据需要，计算过程中的数据应存储在不同的变量中，根据需要，计算过程中的数据应存储在不同的变量中，设计者就需要考虑程序中需要使用到的变量的个数及其类型等。 2、计算的过程程序中除了必须指出计算机应做的指令动作，程序中除了必须指出计算机应做的指令动作，也必须指出动作的次序。动作的次序。典型的计算机指令类型有：输入指令、输出指令、典型的计算机指令类型有：输入指令、输出指令、算术运算指令、逻辑判断指令、控制转移指令。算指令、逻辑判断指令、控制转移指令。
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青岛开发区一中信息技术教研室
例1、使用一根长度为L厘米的铁丝，制作一个面积为 S平方厘米的矩形框，要求计算该矩形的高h和宽w。 L
青岛开发区一中信息技术教研室
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由题意可知：S=hw........① 由题意可知：S=hw........① L=2(h+w)....② L=2(h+w)....② 式得w=S/h,代入② w=S/h,代入由①式得w=S/h,代入②式，得L=2(h+s/h) 整理得h 整理得h2-hL/2+s=0 这是一个求解一元二次方程的问题。这是一个求解一元二次方程的问题。
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青岛开发区一中信息技术教研室
算法的基本特征
①有穷性：一个算法必须保证它的执行步骤是有限的，即它是能有穷性：一个算法必须保证它的执行步骤是有限的，终止的。也就是说操作步骤不能是无限的。终止的。也就是说操作步骤不能是无限的。确定性：算法中的每个步骤必须有确切的含义， ②确定性：算法中的每个步骤必须有确切的含义，而不应当是含糊的、模棱两可的。糊的、模棱两可的。 ③可行性。算法中的每一个步骤都要足够简单，是实际能做的，可行性。算法中的每一个步骤都要足够简单，是实际能做的，而且能在有限的时间内完成。而且能在有限的时间内完成。个或多个输入。 ④有0个或多个输入。所谓输入是指算法在执行时需要从外界获得数据，其目的是为算法建立某些初始状态。数据，其目的是为算法建立某些初始状态。有一个或多个输出。算法的目的是用来求解问题， ⑤有一个或多个输出。算法的目的是用来求解问题，问题求解的结果应以一定的方式输出。结果应以一定的方式输出。

算法与程序设计讲解

算法与程序设计讲解一、教学内容本节课的教学内容选自人教版小学信息技术教材六年级上册第五单元第一课时“算法与程序设计讲解”。

本节课主要通过讲解和实例让学生理解算法与程序设计的基本概念，以及如何利用程序设计解决实际问题。

具体内容包括：算法的定义、特点和表示方法；程序设计的基本概念和步骤；简单的算法实例。

二、教学目标1. 让学生理解算法的概念，知道算法与程序设计之间的关系。

2. 培养学生运用程序设计解决问题的能力。

3. 激发学生对算法与程序设计的兴趣，培养其创新精神和实践能力。

三、教学难点与重点重点：理解算法与程序设计的基本概念，掌握简单的算法实例。

难点：算法与程序设计在实际问题中的应用。

四、教具与学具准备1. 教具：计算机、投影仪、教学课件。

2. 学具：学生计算机、编程软件。

五、教学过程1. 导入：通过一个有趣的智力题目引出算法与程序设计的话题，激发学生的兴趣。

2. 讲解算法与程序设计的基本概念，引导学生理解二者的关系。

3. 分组讨论：让学生分组讨论生活中的算法实例，培养学生的团队协作能力。

4. 实例演示：教师通过演示简单的算法实例，如计算器、猜数字游戏等，让学生了解程序设计的基本步骤。

5. 实践操作：学生利用编程软件编写简单的程序，巩固所学知识。

7. 布置作业：设计一些有关算法与程序设计的练习题，巩固所学知识。

六、板书设计板书内容：算法与程序设计1. 算法的定义、特点和表示方法2. 程序设计的基本概念和步骤3. 简单的算法实例七、作业设计答案：开始输入sum, isum = 0i = 1当 i <= 100 时sum = sum + ii = i + 1结束输出sum答案：import java.util.Scanner;public class Factorial {public static void main(String args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入一个正整数：");int n = scanner.nextInt();int result = 1;for (int i = 1; i <= n; i++) {result = i;}System.out.println("输入的正整数的阶乘为：" + result);}}八、课后反思及拓展延伸本节课通过生动的实例和实践操作，让学生初步了解了算法与程序设计的基本概念。

高中信息技术算法与程序设计第一课_2022年学习资料

算法分析：-以“韩信点兵问题”-为例：-Sepl:将N初始值赋为1-Sep2:如果N被3、三，7整除后的余分别为2,32，则输出N的-值，转Sep叫-Step3:将N的值加1，转Siep2-Step4:结束程序
自然语言的优点：通俗易懂。-缺点：容易产生歧义。
例如：-“这个人连老张也不认识”。-意思之一：这个人不认识老张。-意思之二：老张不认识这个人。
算法与程序设计高中信息技术算法与程序设计第一课ppt
个人计算机的另一个称呼是什么？-电脑-为什么称计算机是电脑？-计算机能模拟人的大脑的活动
算法与程序设计-揭开计算机解决问题的-算法初步-神秘面纱-必程序设计基础-算法与程序框图-必可视化编程-算与程序实现-基本算法-必面向对象程序设计-算法案例-必程序设计实践
算法的描述-冬自然语言-冬流程图-必伪代码
1、用自然语言来描述-什么是自然语言。-人们日常生活中使用的语言
算法描述：-以“韩信点兵问题-为例：“今有物，不知其数，三三数之，剩-二，五五数之，剩三，七七数之，剩二， -物几何？”答曰：“二十三。-算法分析：从1开始，取出一个自然数判断它被3,5、7整除后的余数-是为232 如果是，这个数即是所求的数，求解鞋束。，用下-一个数再试，直到找到这个数为止
计算机只懂得根据人的命令来执行相关的程序，而我们要编写程序，-首先要分析问题：-对问题进行详细地分析，通过析，弄清楚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 -然后要设计算法-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，编写程序：-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-这样，计算机就会按照我们给定的指一条一条地-进行处理了。

(高一信息技术) Python第一讲：算法与程序设计语言-课件

Python的魅力
人工智能、大数据、云计算、神经网络、科学计算等方面的首选编程语言
简单
开源软件
01
02
免费 Python之父:吉多,荷兰的计算机程序员很多人都为 python 的完善做出了贡献
跨平台不同平台的解释器
03
04Байду номын сангаас
可扩展性可以嵌入c或c++等
小结
1. 体验计算机解决问题的过程 2. 算法及其描述 3. 计算机程序设计语言
03
高级语言
02
汇编语言
01
机器语言
高级语言 9+8
Fortran、C 、 C++ 、 VC 、 VB ,Pascal、Delphi、Java、Python
更接近于人的自然语言不再过渡地依赖某种特定的机器和环境
汇编语言 9+8
人们使用了助记符指令码和操作数都采用符号形式
机器语言 9+8
它是第一代计算机语言它是由0和1组成的二进制代码指令组
设计算法
给出解决问题的详细方法和步骤 ✓ 一个一个试,遍历,穷举法或枚举法
编写程序
选择一种程序语言工具来编写程序
调试运行程序
出错：编写程序时与语法规则不一致出错：程序中有逻辑或计算方法等错误云淡风轻、气定神闲的感觉每一位码农都是在修改错误的过程中成长的
算法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。
高一信息技术
算法与程序设计语言
目录
Contents
体验计算机解决问题的过程算法及其描述计算机程序设计语言
问题：请输出所有的“水仙花数”

《算法与程序设计》课件

栈与队列
总结词：空间需求
详细描述：栈空间需求较小，只需存储当前元素。队列空间需求较大，需存储所有元素
。
二叉树与图论算法
总结词：层级结构
详细描述：二叉树是一种层级结构，每个节点最多有两个子节点（左子节点和右子节点）。图论算法涉及图的结构和性质，节点和边是基本元素。
二叉树与图论算法
总结词：遍历方式
总结词：空间效率
详细描述：数组连续存储，空间利用率较高。链表节点可能存在大量空闲空间，空间利用率较低。
栈与队列
总结词：先进后
总结词：先进后
栈与队列
总结词：应用场景
VS
详细描述：栈常用于实现函数调用、深度优先搜索等操作。队列常用于实现任务调度、缓冲区处理等操作。
栈与队列
总结词：性能特点
详细描述：栈操作速度快，时间复杂度为O(1)。队列操作速度慢，因为需要移动大量元素，时间复杂度为O(n)。
总结词
复杂度分析
详细描述
二叉树和图论算法的时间复杂度和空间复杂度分析取决于具体算法和应用场景。在某些情况下，二叉树和图论算法的时间复杂度和空间复杂度可能较高。
04
算法设计与优化
分治策略
01
分治策略
将一个复杂的问题分解为两个或更多的相同或相似的子问题，直到最后
子问题可以简单的直接求解，原问题的解即子问题的解的合并。
02
合并排序
采用分治策略的经典算法，将数组分为两半，分别对两半进行排序，最
后合并两个有序的半部分。
03
快速排序
利用分治策略的排序算法，选择一个基准元素，重新排列数组，使得基
准元素左侧都比它小，右侧都比它大，然后递归地对左右两侧进行快速

算法与程序设计课件

2.Inputbox（）函数应用
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

第一讲算法与程序设计

第一讲算法与程序设计
算法与程序设计是计算机科学的重要分支，是构建计算机程序的理论
基础，是解决实际问题的核心工具，是信息处理的基本方法和手段。

它是
计算机科学技术发展的最重要的范畴，是教育计算机相关专业的基础课程。

算法与程序设计的内容包括：算法理论基础，具体算法技术，程序设
计语言，程序设计基础，算法性能分析，程序设计实践等。

算法理论基础是算法与程序设计学习的最基础内容。

它主要涉及到算
法模型、算法设计原则、基本数据结构、与排序算法等。

这些理论知识是
设计和实现程序的基础，学习它们既可以让我们理解和掌握现有程序，又
可以帮助我们设计新程序。

具体算法技术指的是更具体的算法，例如图论算法、动态规划算法、
贪心算法、抢占式同步算法等。

这些算法可以应用于特定的问题，以达到
高效算法的目的。

程序设计语言指的是编程的语言，如C语言、Java语言、Python语
言等，它们是实现软件应用的重要工具。

程序设计基础涉及到编程方法学、程序设计思想、程序调试技术等，它们是编程语言使用的知识体系。

算法性能分析是研究算法在实际应用中的性能。

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。

算法与程序设计ppt课件

算法特性
确定性、可行性、有穷性、输入项、输出项。
算法与程序的区别
算法是解决问题的思路和方法，而程序是算法的具体实现。
算法分类及应用领域
基本算法
排序、查找、数值计算等。
数据结构算法
线性表、树、图等数据结构上的操作算法。
图论算法
最短路径、最小生成树、拓扑排序等。
算法分类及应用领域
动态规划算法
插入操作
线性表及其操作实现
删除操作查找操作
遍历操作
线性表及其操作实现
线性表的操作实现基于数组的线性表实现基于链表的线性表实现
栈、队列及其应用举例
01
栈的基本概念与操作
02
栈的定义与特性
栈的基本操作（入栈、出栈、栈顶元素等）
03
栈、队列及其应用举例
队列的基本概念与操作
1
队列的定义与特性
2
分支限界法的原理
输标02入题
广度优先或最小耗费优先的方式搜索问题的解空间树。
01
通过设置目标函数的界来控制搜索进程。
03
04
在分支结点上，当所有子节点已被探寻完，或该结点下的子节点的解不能达到目标函数的界时，回溯到上一层结点选择其它结点进行探寻。
回溯法与分支限界法比较
回溯法
找出所有解或满足特定条件的解。
滚动数组
通过循环数组实现空间优化，降低空间复杂度。
记忆化搜索
将已经计算过的子问题的答案记录下来，避免重复计算，提高时间效率。
四边形不等式优化
对于满足四边形不等式性质的问题，可以利用此性质优化动态规
划的过程，降低时间复杂度。
06
贪心策略在程序设计中的应用

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。

1.1 算法与程序设计概述

第一节算法与程序设计概述1.1 计算机解决问题的过程①分析问题②设计算法③编写程序④调试程序⑤得到结果1.2 算法1.2.1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。

1.2.2 特征①输入：一个算法有零个或多个输入②确定性：算法的每一个步骤必须要确切地定义③有穷性：一个算法在执行有穷步之后必须结束④输出：一个算法有一个或多个输出⑤能行性：算法中有待执行的运算和操作必须是相当基本的。

例题1：已知m=112,n=64，利用辗转相除法，求它们的最小公倍数。

算法：① 112/64 余48② 64/48 余16③ 48/16 余0④ 112*64/16 = 448（即为最小公倍数）解析：m * n = 最大公约数* 最小公倍数1.3 算法描述1.3.1 自然语言缺点：①由于自然语言的歧义性，容易导致算法执行的不确定性。

②算法太长，不简练。

③由于自然语言表示是按照步骤的标号顺序执行的，因此，当一个算法中循环和分支多时就很难清晰地表示出来。

④不便翻译成计算机程序设计语言。

1.3.2 流程图优点：①清晰简洁，容易表达选择结构②不依赖于任何计算机和计算机程序设计语言，从而有利于不同环境的程序设计。

练习1：回顾数学课上所学的知识，依据辗转相除法画出求两个正整数m和n的最大公约数的流程图开始输入正整数m和nr = m除以n 的余数否r = 0 m = n , n = r是输出n 的值结束1.3.3 伪代码伪代码是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。

优点：不用图形符号，因此，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。

例题2：练习1算法的伪代码描述INPUT m,nr = m mod nDO WHILE r≠0m = nn = rr = m mod nLOOPPRINT n1.4 算法在解决问题中的地位和作用①算法是核心，灵魂。

在运用计算机程序解决问题的过程中，算法设计是一个重要环节，不同的算法会产生不同的运行效果。

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

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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。
11
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。
21
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。
6
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：

第一讲算法与程序设计

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二、算法的描述
1、用自然语言描述算法
例题：鸡兔同笼问题一个笼子里有鸡和兔，现在只知道里面一共有a个头，b个脚，鸡和兔各有多少只？试设计一个求解的算法，并用自然语言描述出来。

1、用自然语言描述算法

1）分析问题设所求的鸡数是x，兔数是y，已知笼子里的头数是a,脚数是b，依题意得到如下的方程组： x+y=a 2x+4y=b
那么，什么是算法呢？
讨论：
用没有刻度的3毫升量杯和5毫升量杯如何量出1毫升的水？请写出自己的解决步骤。
参考算法一
参考算法二

算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的具有精确定义的一系列操作规则。简而言之，算法是指解决问题的具体方法和步骤。
说明：算法不是唯一的，针对同一问题的算法可以有多种。
２．流程图
（用图形符号来描述算法）
必须要有一组统一规定、含义确定的专用符号；优点：用流程图表示算法比较直观、形象；缺点：计算机不能识别和执行。３．程序代码使用程序设计语言描述算法。下一页
流程图中的符号的用途
图形符号符号名称起始、终止框说明表示算法的开始或结束流线开始框：一流出线结束框：一流入线只有一流入线和一流出线只有一流入线和一流出线一流入线两流出线(T和F)
输入、输出框处理框判断框
框中标明输入输出的内容框中标明进行什么处理框中标明判定条件并在框外标明判定后的两种结果的流向表示从某一框到另一框的程序运行流向
流线
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例7：请画出例5的流程图
例5：写出算法：从键盘输入圆的半径，计算其面积解答： ① 输入圆的半径R
开始输入R S=3.14*R*R 输出S 结束

第一讲 算法与程序设计

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