《算法的三种基本逻辑结构和框图表示》教案

《算法的三种基本逻辑结构和框图表示》教案

教学目标

1.知识与技能：通过设计流程图来表达解决问题的过程，了解流程图的三种基本逻辑结构：顺序、条件分支、循环.理解掌握前两种，能设计简单的流程图.

2.过程与方法：通过模仿、操作和探索，抽象出算法的过程，培养抽象概括能力、语言表达能力和逻辑思维能力.

3.情感与价值观：通过算法实例，体会构造的数学思想方法；提高学生欣赏数学美的能力，培养学生学习兴趣，增强学好数学的信心；通过学生的积极参与、大胆探索，培养学生的探索精神和合作意识.

教材分析

重点：顺序结构和条件分支结构以及循环结构的理解及应用.

难点：条件分支结构和循环结构的应用.

教学方法

一、导入新课

算法可以用自然语言来表示,但为了使算法的步骤表达得更为直观,我们更经常地用图形方式来表达,这就是程序框图.程序有三种基本逻辑结构——顺序结构、选择结构和循环结构.复杂的程序都是由这三种结构组成.

二、探究新知

探究一：程序框图

1.概念:程序框图又称流程图,是一种用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形.在程序框图中,一个或几个程序框的组合表示算法中的一个步骤;带有方向箭头的流程线将程序框连接起来,表示算法步骤的执行顺序.

2.程序框的功能:

程序框名称功能

起止框表示一个算法的起始和结束,是任何流程图不可少的.

输入、输出框表示一个算法输入和输出的信息,可用在算法中任何需要输入、输出的位置.

难

处理框赋值、计算,算法中处理数据需要的算式、公式等分别写在不同的用以处理数据的处理框内.

判断框判断某一条件是否成立,成立时在出口处标明“是”或“Y”;不成立时标明“否”或“N”.

流程线连接程序框

连接点连接程序框的两部份

3.画程序框图的规则如下：

(1)使用标准的图形符号.

(2)框图一般按从上到下、从左到右的方向画.

(3)除判断框外,大多数流程图符号只有一个进入点和一个退出点.判断框具有超过一个退出点的唯一符号.

(4)判断框分两大类,一类判断框“是”与“否”两分支的判断,而且有且仅有两个结果;另一类是多分支判断,有几种不同的结果.

(5)在图形符号内描述的语言要非常简练清楚.

探究二：算法的基本逻辑结构

1.顺序结构

顺序结构是最简单的算法结构,语句与语句之间,框与框之间是按从上到下的顺序进行的,它是由若干个依次执行的处理步骤组成的,它是任何一个算法都离不开的一种基本算法结构.

顺序结构在程序框图中的体现就是用流程线将程序框自上而下地连

接起来,按顺序执行算法步骤.如在示意图中,A框和B框是依次执行的,

只有在执行完A框指定的操作后,才能接着执行B框所指定的操作.

2.条件结构

条件结构是指在算法中通过对条件的判断,根据条件是否成立

而选择不同流向的算法结构.

它的一般形式如右图所示：

注：

(1)右图此结构中包含一个判断框,根据给定的条件P是

否成立而选择执行A框或B框.无论P条件是否成立,只能执

行A框或B框之一,不可能同时执行A框和B框,也不可能A框、

B框都不执行.(这里B框可能没有)

(2)一个判断结构可以有多个判断框.

3.循环结构A

B

否

是

条件P

A B

在一些算法中,经常会出现从某处开始,按照一定条件,反复执行某一处理步骤的情况,这就是循环结构,反复执行的处理步骤为循环体,显然,循环结构中一定包含条件结构.循环结构又称重复结构,循环结构可细分为两类：

(1)一类是当型循环结构,如下左图所示,它的功能是当给定的条件P 成立时,执行A 框,A 框执行完毕后,再判断条件P 是否成立,如果仍然成立,再执行A 框,如此反复执行A 框,直到某一次条件P 不成立为止,此时不再执行A 框,离开循环结构.

(2)另一类是直到型循环结构,如下右图所示,它的功能是先执行,然后判断给定的条件P 是否成立,如果P 仍然不成立,则继续执行A 框,直到某一次给定的条件P 成立为止,此时不再执行A 框,离开循环结构.

当型循环结构 直到型循环结构

注：

(1)循环结构要在某个条件下终止循环,这就需要条件结构来判断.因此,循环结构中一定包含条件结构,但不允许“死循环”.

(2)在循环结构中都有一个计数变量和累加变量.计数变量用于记录循环次数,累加变量用于输出结果.计数变量和累加变量一般是同步执行的,累加一次,计数一次.

(3)在代数中形如i P P i S S n n i i ⨯=+=+=+=,,1,1这类等式没有意义,但是在算法中,这些扽是不再称为等式,而称为赋值语句,他们具有明显的意义:计算等号右边的式子值,并仍用原符号表示.

4.程序框图的记忆要诀:

(1)起始框有一条流出线,终止框有一条流入线;

(2)输入、输出和处理框有一条流入线和一条流程线;

(3)判断框有一条流入线和两条流出线;

(4)循环结构实质上是判断和处理的结合,可先判断再处理,也可先处理在判断.

例题：

例1.已知点()0,00y x p 和直线l :,0=++c By Ax 求点()

0,00y x p 到直线l 的距离d. A 成立 不成立 P

不成立 P 成立 A

例2.用数学语言和程序框图描述求一元二次方程02

=++c bx ax 的跟的过程.

例3.设火车托运重量为P （kg )行李时，每千米的费用（单位：元）标准为⎩

⎨⎧>-+⨯≤=时当时当kg P P kg P P Y 30),30(5.0303.030,3.0 画出行李托运费用的程序框图.

例4.已知n 个正整数排成一行如下：

n n a a a a a ,,...,,,1321-.

其中下脚码表示n 个数的排列位置.这一行满足条件:

),3.(,1,11221N n n a a a a a n n n ∈≥+===--

画出计算第n 个数的程序框图.

练习：

1、画出求一个数的绝对值的程序框图.

2、画出求10...321++++的一个算法的程序框图.

3、写出计算2

2250...21+++的算法程序框图. 课程总结

1. 通过本节课的学习，我们掌握了算法框图的顺序结构和条件分支结构和循环结构及利用这三种结构设计算法流程图.

2. 通过模仿、操作、探索，体会了构造性的思想方法、数学的模式化思想以及分类讨论的思想.

3. 数学上学习算法应注意从算理、思想方法以及思维形式的高度理解问题.

课后作业

习题4、5