编制计算机程序解决问题
4.1编制计算机程序解决问题
潍坊行知学校 王涛
算一算
韩信是汉朝开国名将，他有句名言“韩信将兵，多多 易善”。现在请你来把他算一算，如果3个士兵编成一 队，剩余1人；5个士兵编成一队，剩余2人；7个士兵 编成一队，剩余1人；问：韩信总共有多少士兵？
答案：22人
如果换成7个士兵编成一队，剩余6人；9个士兵编成一 队，剩余7人；11个士兵编成一队，剩余9人；那么问： 韩信总共有多少士兵？ 答用
Private Sub Form_Load() FileName$ = InputBox("请输入需要加密的文件名及路径：") Open FileName$ For Input As #1 Line Input #1, yw$ Close #1 xw$ = "" n = Len(yw$) For i = 1 To n yz$ = Mid$(yw$, i, 1) xz$ = Chr(Asc(yz$) - 10) xw$ = xw$ & xz$ Next Open FileName$ For Output As #1 Print #1, xw$ Close #1 MsgBox " ### 加密已完成！ ### " End End Sub
好像计算机能听懂的语言而被称为机器语言，这就是计算机程序设
计语言的第一个阶段。
特点：难学、难记、难用
随着计算机程序设计语言的不断发展，计算机工程师
把1、0代码转换为有意义的字符代码，变产生了汇编语言， 这是程序设计语言的第二阶段。
特点：仍需非常熟悉计算机的组成结构 故而它与机器语言同属于低级语言。
4.认识程序中的基本元素
（1）常量、变量与数据类型。 计算机中有多种数据类型，如数值型、字符型、日期型 等。 常量、变量与数学中的概念相似。变量要跟“$”符号。 （2）运算符、函数与表达式 计算机程序中有迚行数值运算的+、-、*、/等数学运算符， 还有字符串运算符、逻辑运算（and、or、not）符等。 函数Time返回系统时钟的当前时间，函数Date返回系统时 钟的当前日期。 常量、变量、运算符、函数等都可以组成表达式。
计算机程序解决问题的一般过程
计算机程序解决问题的一般过程计算机程序解决问题的一般过程可以分为以下几个步骤：问题分析、设计算法、编码、调试和测试、优化和改进。
一、问题分析：在开始解决问题之前，我们需要对问题进行全面深入的分析。
明确问题的具体要求和限制条件，了解所需输入和所期望的输出。
通过与问题相关的领域知识和专业知识，可以对问题进行更加准确的分析和理解。
二、设计算法：根据问题的分析结果，我们需要设计一个合适的算法来解决问题。
算法是解决问题的具体步骤和方法，它描述了将输入转换为输出的过程。
一个好的算法应该能够高效、正确地解决问题。
在设计算法时，我们可以使用一些常见的算法设计技巧，如贪心算法、分治法、动态规划等。
根据问题的特点，选择恰当的算法，并通过适当的数据结构来支持算法的实现。
三、编码：在完成算法设计后，我们将算法转化为计算机能够执行的代码。
使用编程语言来实现算法，根据算法的逻辑思路将问题划分为若干个子任务，分别编写相应的代码。
在编码的过程中，可以利用各种编程工具和库来提高开发的效率。
编码要求代码清晰、简洁，并遵循一定的编码规范，使代码易于理解和维护。
通过良好的代码组织结构和适当的注释，使代码具有良好的可读性。
四、调试和测试：在编码完成后，我们需要对程序进行调试和测试。
调试是指通过追踪程序执行过程，找出程序中的错误和缺陷，并进行修复。
测试是为了验证程序在各种输入情况下的正确性和性能。
调试可以通过使用调试器、打印调试信息等工具进行。
在调试过程中，可以使用一些调试技巧，如断点调试、单步执行等，帮助我们找出错误。
测试分为功能测试和性能测试。
功能测试是通过提供不同的输入数据，验证程序是否能够正确地处理各种情况。
性能测试是为了评估程序在大规模数据和复杂计算情况下的执行效率和资源消耗情况。
五、优化和改进：通过调试和测试，我们可以发现程序中存在的问题和不足之处。
针对这些问题，我们需要对程序进行优化和改进。
优化可以从算法和代码两个方面进行。
4.1.4剖析编制计算机程序解决问题的过程
三、算法的描述
算法的描述方法有四种： 自然语言 伪代码（介于自然语言与编程语言之间的文字
和符号） 计算机程序 流程图
自然语言（以过河问题为例）
① 船夫带羊过河，羊留下，船夫返回； ② 船夫带狼过河，狼留下，带羊返回； ③ 船夫带草过河，草留下，船夫返回； ④ 船夫带羊过河。
伪代码
顺序结构：每一个步骤执行一次。 分支结构：根据条件决定执行步骤1或步
骤2，并不是每一条路都会走。 循环结构：某些操作会循环执行。
区别分支结构与循环结构的关键是看程
序中某些操作是否循环执行！
分析下图所示的流程图，分别是什么哪种程序结构？
分支结构
循环结构
x=3
x=3
x>0
是
x=x-1
否
x=x+1
流程图
流程图，是一种用程序框、流程线及文字说 明来表示算法的图形。
流程图的常用符号（P87）
练习：请问下面的流程图，哪种图形符号表示处理框？( C )
思考题：设计算法并描述
有两个相同的杯子A、B，分别盛放水和醋，
要求将两个杯中的液体互换，即A中放醋，B
中放水。请分组讨论解决这一问题的具体步
伪代码，是用介于自然语言和计算机语言之间 的文字和符号（包括数学符号）来描述算法。
计算机程序
计算机程序，是指用计 算机语言来描述算法。
二、算法的描述
3. 计算机程序
低级语言又称机器语言，是由0和1的序列组 成，计难算学机，语可言读可性以不说好是和人计类算的机奇的迹硬，件计紧算密机相语言 关因分。此为用例兼低的如容高级语不性级语言同也语言的不言和C好是高P。U现级它在语的大言机多。器数语编言程是者不使一样的，
4.1 编制计算机程序解决问题
+3)
after$ = after$ & c$ Next i
'用函数asc()计算出字符的编号 '用函数asc()计算出字符的编号， 用函数asc()计算出字符的编号， 得到新编号， '加3得到新编号， 再用chr()转换成对应的字符 chr() '再用chr()转换成对应的字符 '把新字符连接成新文本串 '把新字符连接成新文本串
计算机是一种数字化电子设备，在工作时每段电路只有两 种状态，可形象地称为开和关。 输入计算机时把1、0代码直接转换为开关电路，就可以让 计算机工作了。
4.1.1 认识计算机与程序
1、计算机工作原理 、 理 数 据 程 序 输 入 设 备 输 出 设 备
计算机
工作 序 原理
程
理
4.1.1 认识计算机与程序
"加密 的文本内容" MsgBox after$, , "加密后的文本内容"
4.1.1 认识计算机与程序 任务三：探究解密程序 打开任务三目录文件加密源代码 下的工程1.vbp文件,改成解密程序,并 生成可执行文件。
剖析编制计算机程序解决问题的过程
1、编制计算机程序解决问题的基本过程
修
改
分析问题
Basic的基本概念 Visual Basic的基本概念 编译应用程序时，所有必须的设计时文件都被 包括在运行时可执行文件中。运行时文件如下 表所列
计算机程序解决问题的般过程
计算机程序解决问题的般过程
计算机程序解决问题的一般过程可以分为以下几个步骤：
1. 确定问题：明确问题的需求，了解问题的背景和目标。
2. 分析问题：对问题进行分析，确定问题的输入、输出和约束条件，理解问题的本质和要解决的难点。
3. 设计算法：根据问题的特点和约束条件，设计相应的算法来解决问题。
算法是一系列指令或步骤的集合，用于执行特定的任务。
4. 编写代码：将算法转化为计算机程序的形式，在合适的编程语言中编写代码。
代码需要按照算法的步骤来实现问题的解决过程。
5. 调试和测试：运行程序并进行调试和测试，确保程序能够正确地解决问题。
通过检查输出结果和与预期结果进行比较，修复代码中的错误。
6. 优化和改进：分析程序的性能和效率，对程序进行优化和改进，提高其运行速度和资源利用效率。
1
7. 使用和维护：将程序部署和使用在实际环境中，对程序
进行维护和升级，以适应问题的变化和需求的更新。
在这个过程中，计算机程序的解决能力依赖于问题的复杂
性和算法的选择。
不同类型的问题可能需要不同的算法来
解决，而算法的质量和效率则决定了程序解决问题的能力。
2。
计算机解决问题的5个步骤
计算机解决问题的5个步骤计算机解决问题的过程可以分为五个主要步骤，包括问题定义、算法设计、编写程序、测试和调试、以及解决问题。
每个步骤都是独立的，但彼此又相互关联，都需要正确地执行才能最终达到解决问题的目标。
1.问题定义：问题定义是解决问题的起点，它涉及明确问题的需求和目标。
在这个阶段，我们需要仔细分析问题背景、确定问题的输入和输出、定义问题的约束条件以及规定问题的界限。
具体来说，我们需要搞清楚问题的输入是什么、它们的格式和类型是什么，以及最终希望得到什么样的输出。
问题定义的准确性对后续步骤的执行非常重要，因为一个明确的问题定义将为算法设计和程序编写提供清晰的指导。
2.算法设计：在问题定义的基础上，我们需要设计一个合适的算法来解决问题。
算法是一组指令或规则的集合，描述了解决特定问题的步骤和操作。
算法设计可以采用多种方法，如流程图、伪代码等。
在设计算法时，我们需要考虑问题的性质和特点，选择适当的数据结构和算法策略。
好的算法应该具有高效性、可读性和可维护性，能够快速准确地解决问题。
3.编写程序：在完成算法设计后，我们需要用具体的编程语言来实现算法。
编写程序的关键是将算法转化为计算机可以理解和执行的代码。
编程语言提供了一系列的语法和规则，我们需要按照这些规则来编写代码，并将问题的输入转化为相应的数据结构，然后根据算法进行计算和操作。
编写程序需要仔细考虑各种细节，包括变量的命名、语句的顺序、循环和判断结构等。
在编写程序的过程中，我们还可以利用现有的库和框架来提高开发效率。
4.测试和调试：编写完程序后，我们需要对其进行测试和调试，以确保程序的正确性和稳定性。
测试是通过输入一组已知的数据，执行程序并检查输出是否符合预期结果来验证程序的正确性。
调试是在测试过程中发现问题并进行修复的过程。
调试可以通过使用调试工具来追踪程序的执行过程，查找错误和异常。
测试和调试是一个迭代的过程，可能需要多次进行才能最终得到一个正确和可靠的程序。
粤教版 信息技术 必修 4.1 编制计算机程序解决实际问题教案设计
4.1 用计算机程序解决实际问题一．教学目标认知与技能:1、初步理解计算机程序的执行目的。
2、初步掌握编制计算机程序解决问题的过程。
3、掌握使用VISUAL BASIC中编写程序的一些基本操作:打开工程、修改代码,运行程序过程与方法1、掌握合作探究的方法,通过实践找出问题答案。
2、体验应用计算机程序解决问题的过程。
情感与态度:1、激发学生的兴趣,形成积极主动学习信息技术的态度2、通过探究活动,增加学生的学习成就感和形成严谨客观的解决问题学习态度3、培养学生的自学能力二．教学重难点重点:(1)了解程序设计的作用。
(2)了解编制计算机程序解决实际问题的一般过程和方法。
难点:读懂简单程序代码,理解代码执行目的。
三．教学过程活动1【导入】新课导入新课导入(2分钟)提问:高斯问题:1+2+3+……+100等于多少,大部分学生会直接回答出结果:5050;再次提问:从任意一个自然数M加到另一个自然数N(M<N)的结果是多少,此时学生无法一口得出结果,展示教师编制的小程序窗口,输入M、N的值,得到结果。
由此激发起同学们的兴趣,引出课题:编制计算机程序解决问题。
活动2【活动】初步体验程序作用及VB工作环境以前我们都是用编制好的计算机程序解决生活中的实际问题,如果遇到没有现成程序软件,我们就要自己编写程序解决问题。
引导学生访问学习网站,下载01.exe,学生运行该小程序,小组讨论该小程序的作用。
(求一个数的绝对值)再次访问学习网站,根据学习网站介绍,自主学习体验VB工作环境。
小任务:按照学习网站所教方法,尝试编写他们的第一个小程序,从中了解VB的启动、工程新建、代码编写、程序运行的过程。
活动3【活动】程序再体验(18分钟)打开一个经加密的文件“01.txt”,请一位学生告知同学们该文件的内容。
(生:无法理解该文件的含义。
)告知学生此文件是经加密后的文件,引导学生访问学习网站上的解密页面,对照密码本(ASCII码表)将加密的文件解密。
编制计算机程序解决问题
求解问题的方式
相同点
不同点
人工求解问题
用计算机 求解问题
分析问题、设 计算法、得出 结果、验算结 果等
对题目进行解答、 运算速度慢、不需 要计算机等
4.1 编制计算机程序解决问题
二、问题情境
某位同学的日记片段： 《我的早晨》
清晨六点十分，伴随着准时而优美的起床铃声，我迈出宿 舍，走进了第一餐厅里，餐厅里人很多，没有办法，我只买了 两个包子作为我的早餐，随着我的餐卡在打卡机上轻轻掠过， 六毛钱便不翼而飞了，当我走到超市的时侯，突然感觉只吃包 子是不是太单调了，于是在超市里拿了一包早餐奶，但付钱的 时侯却发现超市收银机坏掉了，没奈何，我只得忍痛把刚拿到 手的早餐奶又放了回去，真郁闷！
一件事，实质上，都是由计算机程 序实现的。
计算机程序是让计算机实现某一功能的一系列 计算机能够识别的语言。人们可以通过编写程 序告诉计算机每一步做什么，计算机就会严格 执行程序中规定的每个步骤来实现人们需要的 功能。
三、问题探究
你知道计算机的硬件有哪些吗？ 计算机各部件如何配合工作？ 计算机中数字电路的表示方法是怎样的？
输入计算机时把1、0代码直接转换为开关 电路，就可以让计算机工作了。
如图：是一个数字显示电路，如果分别用二进制的“0” 和“1”表示灯泡的“灭”与“亮”两种状态，试分析 “6”这个数字用二进制代码如何表示。
（1101111）
3、什么是程序设计语言
程序设计语言：是人们与计算机打交道的桥梁 ，通过它告诉计算机执行一系列操作，实现某 种功能。
计算 机系 统的 硬件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主机
中央处理器
运算器 控制器
内存储器
只读存储器(ROM)，是主板上的存储BIOS的芯片。 随机存取存储器(RAM)，内存条是RAM。
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4.1编制计算机程序解决问题
一、教材分析
本章是在学习了使用工具软件对信息加工与表达基础上，对信息加工与表达的更深层次的应用。
本节的内容是让学生初步了解计算机是如何工作以及体验如何用计算机程序解决实际问题。
为选修科目《算法与程序设计》做一个铺垫，所以本节课的主要目的在于让学生体验VB，引发学生对计算机程序的兴趣。
二、学情分析
高一学生对几种常见的工具软件比较熟悉，但对于计算机程序没有太多的了解，带有好奇心，也带有畏惧感。
教师一定要充分考虑学生的这种矛盾的心理，创设好教学情境，让学生体验程序所带来的魅力，激发学生的兴趣，为将来的选修课的开展打下一个良好的基础。
三、教学目标
知识与技能： 1.认识计算机与人类处理信息的异同。
2.了解编制计算机程序解决问题的基本过程和基本方法
3.体验程序的作用及其编制环境。
过程与方法：
通过体验VB程序，能理解计算机的工作过程及利用计算机程序解决问题的方法。
情感态度与价值观：
1、培养学生编制计算机程序解决问题的意识
2、培养学生更深层次探究计算机科学的信心
四、教学重难点
重点：1、认识计算机与人类处理信息的异同
2、了解编写计算机程序解决问题的过程
难点：1、计算机程序处理信息的过程
2、理解程序运行的过程
五、教学策略：
教学方法：讲授法、对比法、探究法、实践法。
课时安排：二课时（本案例为第一课时）
教学环境：多媒体电子教室
六、教学流程：
七、教学过程：
（一）游戏导入：
师：展示一件物品，让一个学生来猜这个物品的价格，其他学生只需要根据这个学生猜出的价格提示“高了”或是“低了”，如果学生能猜对这个物品的价格，就把这件物品“赠送”给他……。
生：一位同学背对着黑板猜，其他同学提示“高了”、“低了”
设计意图：在游戏中激起学生的兴趣，为下面的人机对比做铺垫。
（二）、新课学习：
师：刚才这位同学猜数时，心中肯定有自己价格范围，比较小。
如果是更大范围内的猜数，
可能就不那么容易猜出来了。
老师把这个猜价格活动做成了小游戏，看计算机程序是如何帮助我们解决问题的？
〖体验〗请同学们玩玩体验一下，看计算机多少次能猜对你心中想的数？
设计意图：让学生从感性上认识程序，体会程序解决问题的方法，为人机对比作
准备。
1.认识计算机
师：刚才的猜价格活动中，猜数的同学根据我们的提示“高了”或“低了”，通过大脑的分析，最终猜出正确价格；计算机猜数游戏中，鼠标输入“大了”
或“小了”，中央处理器从存储器中取出程序和数据，经过计算，从显示器上输出它所判断的数据。
这就是计算机各部件配合工作的过程。
师：1.分析数据的流向；2.介绍控制信息，引出程序在计算机工作中的作用。
设计意图：人机对比使学生对计算机的组成结构、工作原理有个整体的认识，并对程序的作用有个初步的感知。
2.计算机语言
师：刚才的游戏中我们说“高了”或“低了”，猜数的同学都能听懂，但我们如果对着一台计算机说，它能听懂吗？所以我们必须用一种计算机能听懂的语言来和它交流，这就是计算机语言。
生：阅读课本P75，第2、3两段及右侧注解，回答问题：
1、计算机中保存的信息，都是以0和1组成的二进制数字编码表示的
A. 对
B. 错
2、计算机程序设计语言的发展历程是“机器语言——汇编语言——高级语言”
A. 对
B.错
师：介绍计算机程序的编写与执行
设计意图：让学生了解计算机语言，培养学生阅读归纳问题的能力；对学生自学的知识进行总结梳理。
3.体验编程
师：我们已经了解了计算机的工作过程和工作语言，下面来编个程序帮我们验证一个神奇的问题。
【问题情境一】
一天，儿子让我帮他画个图形，他说弧线的长短和距离自己控制不好。
原来他在一本书上看到这样一个图形，想自己验证一下。
在陀螺的白色顶面上画上颜色，一半是黑色，一半是四段组合的同心圆的弧线，每两个相邻的同心圆的边缘距离都是相等的。
一转动起来，就会出现彩虹的颜色，这是英国人在很早很早的时候发现的，但至今仍没有什么科学的道理可以解释，是个神奇的谜。
我说，没问题，编个程序，轻松搞定。
设计意图：引起学生的好奇心，激发学习的兴趣，探求程序解决问题的方法。
〖操作一〗完成神奇陀螺的制作（已下发代码）
师：简单介绍VB界面及操作注意事项。
生：学生打开VB，复制代码、运行，体会程序的制作过程
设计意图：了解VB 窗口的组成，及基本操作方法；初次体验编程，理解程序的运行过程。
师：把课前准备好的陀螺转盘发给完成操作的组。
生：转动陀螺，体会程序运行的结果，验证转动的陀螺颜色。
师：分段简单介绍陀螺代码
设计意图：满足学生的好奇心，同时也是对学生完成任务情况的一种评价和鼓励；初识程序代码，体会程序的作用。
师：同学们，计算机程序不仅可以帮助我们探究神奇的现象，还可以帮助我们解决学习中的问题。
【问题情境二】
师：三角函数是我们在初中学习过的知识，高中会进一步地学习。
同学们是怎么画三角函数图像的呢？
师：描点法是根据五个关键点，然后大致勾勒出函数的图形。
如果想更精确地画出函数图像，就要找出更多的点，但这个过程需要大量的计算，不过我们可
以编个程序轻松解决。
〖操作二〗修改画正弦函数图像程序，进一步画余弦、正切、余切函数图像。
师：介绍画正弦函数图像程序
生：运行画正弦函数图像程序，查看程序运行结果；修改程序，体验程序。
设计意图：通过简单的修改程序，体会程序的魅力；体会程序解决问题的思想。
（三）程序是什么
程序由一行行的语句组成，语句是指挥计算机工作的指令。
程序就是告诉计算机做什么以及如何做！
设计意图：让学生对程序的作用有个新认识。
（四）技术让生活更美好
生：说说生活中用到计算机程序的地方。
师：总结：可以说，在当今信息时代，计算机程序无处不在，它忠实地帮助人们解决很多问题，在各个领域发挥着它的巨大作用。
我们既可以用这节课学习的VB高级程序设计语言编写程序，也可以用其他程序设计语言编写
设计意图：让学生知道计算机程序以多种形式在我们身边服务，为我们解决问题，提高工作效率。
同时让学生明白VB只是程序设计语言的一种。
（五）回顾与展望
短短一节课，我们只看到了计算机程序的“冰山一角”，高二学习《算法与程序设计》模块后，我们更能够感受到程序的无穷魅力。
到那时，同学们可以用自己编写的计算器辅助学习、用自己编制的软件玩游戏、……那多有成就感啊！设计意图：抛砖引玉，为下学期课程做铺垫；激发学生想继续学习的欲望
八、课后作业：
你要发送一封电子邮件给妈妈，里面有银行卡的卡号和密码，你担心电子邮件万一被别人窃取，将会造成很大的损失，你该怎么给邮件加密？请阅读课本P76－P77面完成。
九、教学反思
1、课堂开始时的猜价格活动，学生的积极性非常高，一个小活动让全班同学都兴奋起来，很值得。
2、计算机各部件是如何工作的，是本课的一个难点，我通过形象的比喻，使学生轻松地理解了这个问题。
3、信息技术课学生经常不带书，本节课我特地设计了阅读课本回答问题环节，目的就是为了引导学生对书本的重视。
4、学生对变色的陀螺很是好奇，老师正好利用学生的好奇心，促使学生赶快完成任务和组内互助。
学生手中有无陀螺，也是对该组学生完成情况的一个评价。
5、画三角函数图像，使程序更接近学生的学习生活。
6、意外收获：我在让学生谈身边的程序应用时，有的同学说电铃，有的同学说红绿灯，……，一个响亮的声音说网吧。
我肯定了他的回答，并趁机对同学们进行了合理上网的教育，引导他们学好信息技术。