ch1
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CH1 信号及其表述
n1
得
x(t)
a0
n1
[
1 2
(an
jbn )e jn0t
1 2
Random Signal）
析试限工
1
第1章 信号及其描述
1.0 序（Introduction）
信号（signal）：随时间或空间变化的物理量。 信号是信息的载体，信息是信号的内容。 依靠信号实现电、光、声、力、温度、压力、流量等的传输 电信号易于变换、处理和传输，非电信号 电信号。
信号分析与处理（signal analysis and processing） 不考虑信号的具体物理性质，将其抽象为变量之间的函数关 系，从数学上加以分析研究，从中得出具有普遍意义的结论。
信号的描述（9/53）
目录 上页 下页 返退回出 29
第1章 信号及其描述 课堂习题
信号的描述（10/53）
• 求题图1-1周期三角波的频谱，并作频谱图。
x(t)
T 0T
2
2
x(t) AA2T2AAt t T
t
T t0 2
0tT 2
目录 上页 下页 返退回出 30
第1章 信号及其描述 答案
目录 上页 下页 返退回出 15
第1章 信号及其描述 思 考？
信号的分类（9/13）
某钢厂减速机上测得的振动信号波形(测点3)如图所示， 其基本波形属于何种信号？
近似的看作为周期信号
目录 上页 下页 返退回出 16
第1章 信号及其描述 (2)非确定性信号（随机信号）
信号的分类（10/13）
• 无法用明确的数学关系式表达 。其幅值、相位变化是不 可预知的，所描述的物理现象是一种随机过程。如分子热 运动，环境的噪声等，分为平稳随机信号和非平稳随机信 号。
CH1单片机基础知识概述
详细描述
物联网设备需要大量的单片机进行数据处理和控制。单片机作为物联网的底层硬 件，承担着数据采集、传输和处理的任务。随着物联网技术的不断成熟，单片机 在智能家居、工业自动化和智慧城市等领域的应用将更加广泛。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
ROM用于存储程序，RAM用于存储运 行时的变量和数据。
输入/输出接口
输入/输出接口是单片机与外部设备进行通信的桥 梁。
单片机通过输入接口接收外部设备的数据，通过 输出接口发送数据给外部设备。
常见的输入/输出接口有并行接口、串行接口和模 拟数字转换接口等。
时钟电路
时钟电路为单片机提 供时钟信号，控制单 片机的运行速度和时 序。
软件编程与调试
编程语言选择
根据开发环境和单片机型 号，选择合适的编程语言 （如C、汇编等）。
程序编写
根据系统需求，编写程序 代码，实现所需功能。
程序调试
通过调试工具和方法，测 试和修正程序中的错误和 问题，确保程序正确性和 稳定性。
系统集成与测试
系统集成
将硬件和软件集成在一起，搭建完整的单片机应用系统。
Visual Studio
其他
这是一个通用的开发环境，通过安装相应 的插件，也可以用于单片机的开发。
如Proteus、MPLAB等，这些软件主要用 于电路设计和单片机仿真。
04 单片机的开发流程
系统需求分析
确定系统功能
明确单片机应用系统的功能需求，如控制、检测、 通信等。
确定性能指标
根据应用需求，确定系统的性能指标，如响应时 间、精度、稳定性等。
单片机的应用领域
总结词
单片机广泛应用于智能家居、工业控制、医疗器械等 领域。
物联网设备需要大量的单片机进行数据处理和控制。单片机作为物联网的底层硬 件，承担着数据采集、传输和处理的任务。随着物联网技术的不断成熟，单片机 在智能家居、工业自动化和智慧城市等领域的应用将更加广泛。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
ROM用于存储程序，RAM用于存储运 行时的变量和数据。
输入/输出接口
输入/输出接口是单片机与外部设备进行通信的桥 梁。
单片机通过输入接口接收外部设备的数据，通过 输出接口发送数据给外部设备。
常见的输入/输出接口有并行接口、串行接口和模 拟数字转换接口等。
时钟电路
时钟电路为单片机提 供时钟信号，控制单 片机的运行速度和时 序。
软件编程与调试
编程语言选择
根据开发环境和单片机型 号，选择合适的编程语言 （如C、汇编等）。
程序编写
根据系统需求，编写程序 代码，实现所需功能。
程序调试
通过调试工具和方法，测 试和修正程序中的错误和 问题，确保程序正确性和 稳定性。
系统集成与测试
系统集成
将硬件和软件集成在一起，搭建完整的单片机应用系统。
Visual Studio
其他
这是一个通用的开发环境，通过安装相应 的插件，也可以用于单片机的开发。
如Proteus、MPLAB等，这些软件主要用 于电路设计和单片机仿真。
04 单片机的开发流程
系统需求分析
确定系统功能
明确单片机应用系统的功能需求，如控制、检测、 通信等。
确定性能指标
根据应用需求，确定系统的性能指标，如响应时 间、精度、稳定性等。
单片机的应用领域
总结词
单片机广泛应用于智能家居、工业控制、医疗器械等 领域。
ch1 基本概念及定义
7
注意：
1）闭口系与系统内质量不变 的区别； 2）开口系与绝热系的关系； 3）孤立系与绝热系的关系。
8
Simple compressible system
最重要的热力系统
只交换热量以及可逆的功中的体积变化功
Moving Boundary Work
简单可压缩系统
体积变化功
Compression Work
状态参数的积分特征
状态参数变化量与路径无关，只与初终态有关。 数学上： 1
1, a
a
dz
1
2
dz dz z2 z1
1,b
2
2
b
2
d z 0
山高度变化
11
例：温度变化
状态参数的微分特征
设 z =z (x , y)
dz是全微分
z z dz dx dy x y y x
pb
pv 当 p < p p p p b v b p
26
注意： 只有绝对压力 p 才是状态参数
不同环境大气压力发生变化，即使绝对压 力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
p > pb
p < pb
pe p pb
pv pb p
27
3 比体积及密度 Specific volume
18
温度测量 Temperature measurement
要求：感应元件应随物体的冷热程度不同有显著的变化。
物质 （水银，铂电阻） 温度计
特性 （体积膨胀，阻值）
基准点 Reference state 刻度 Scale 温标 Temperature scale
CH1 二进制表示
威廉· 肖克利，晶体管之父 1956年诺贝尔物理学奖
第二代：约1957-1964
晶体管
第三代：约1965-1972
杰克· 基尔比，集成电路之父 2000年诺贝尔物理学奖
中小规模集成电路
发明人：罗伯特· 诺伊斯、杰克· 基尔比
第四代：约1972-现在？
大规模、超大规模集成电路
6
摩尔定律
原码表示(掌握)
反码表示
补码表示(重点)
对于正数，三种表示方式一样，其区别 在于负数的表示
35
1.2.2 原码表示法
原码(true code)表示法：符号位 + 数值 (1)表示定点整数 如下图
计算机科学与技术学院
n位原码表示范围： -2(n-1)-1<X<2(n-1)-1
定点小数的小数点位置
17世纪出现纳皮尔计算尺
4
数字技术的由来
计算机科学与技术学院
计算和器件的历史发展
早期的计算用具 机械计算器具
加法机、差分机（齿轮）
机电计算机
使用继电器设计自动计算器
5
数字技术的由来
计算机科学与技术学院
计算和器件的历史发展发展
数字电子计算机 第一代：约1946-1957 电子真空管
计算机科学与技术学院
Moore‘s Law： The number of transistors per integrated circuit would double every 18 month. 这个论断是在第一块平面集成电路产生4 年以后的1965年做出的。 当时认为这个发展趋势将持续到1975年 。
26
第二代：约1957-1964
晶体管
第三代：约1965-1972
杰克· 基尔比，集成电路之父 2000年诺贝尔物理学奖
中小规模集成电路
发明人：罗伯特· 诺伊斯、杰克· 基尔比
第四代：约1972-现在？
大规模、超大规模集成电路
6
摩尔定律
原码表示(掌握)
反码表示
补码表示(重点)
对于正数，三种表示方式一样，其区别 在于负数的表示
35
1.2.2 原码表示法
原码(true code)表示法：符号位 + 数值 (1)表示定点整数 如下图
计算机科学与技术学院
n位原码表示范围： -2(n-1)-1<X<2(n-1)-1
定点小数的小数点位置
17世纪出现纳皮尔计算尺
4
数字技术的由来
计算机科学与技术学院
计算和器件的历史发展
早期的计算用具 机械计算器具
加法机、差分机（齿轮）
机电计算机
使用继电器设计自动计算器
5
数字技术的由来
计算机科学与技术学院
计算和器件的历史发展发展
数字电子计算机 第一代：约1946-1957 电子真空管
计算机科学与技术学院
Moore‘s Law： The number of transistors per integrated circuit would double every 18 month. 这个论断是在第一块平面集成电路产生4 年以后的1965年做出的。 当时认为这个发展趋势将持续到1975年 。
26
ch1填料纯化原理
ch1填料纯化原理ch1 填料纯化原理填料纯化是一种常用的分离和纯化技术，广泛应用于化学工业和生物医药领域。
其原理是利用填料固定相和液体流动相之间的物理和化学作用，在填料床中将混合物分离成不同组分。
填料纯化的基本原理是依靠填料床的大比表面积和多孔结构，使得流体在填料层中发生多次接触和传质，从而实现组分的分离。
填料的选择对纯化效果有重要影响，常用的填料包括活性炭、树脂、陶瓷等。
填料纯化的过程中涉及到吸附、离子交换、分子筛等机理。
吸附是指组分在填料表面附着并与填料之间发生物理或化学作用，从而实现分离。
离子交换是指填料中的离子与流体中的离子发生交换反应，达到分离的目的。
分子筛是指利用填料中的分子筛孔结构，通过分子大小和形状的选择性吸附，实现对组分的分离。
填料纯化的工艺流程一般包括进料、吸附、洗脱和再生等步骤。
进料是将待纯化的混合物进入填料床，使其与填料发生接触和传质。
吸附是指组分在填料表面附着并被固定下来，从而实现分离。
洗脱是指用洗脱剂将被吸附的组分从填料上解吸下来，以得到纯净的产物。
再生是指填料床在一定条件下将被吸附的组分从填料上解吸下来，以恢复填料的吸附性能。
在填料纯化过程中，需要考虑的因素有很多，如填料的选择、进料浓度、流速、洗脱剂的选择等。
填料的选择要根据待纯化混合物的性质和纯化要求来确定，不同的填料有不同的吸附性能和纯化效果。
进料浓度和流速的选择需要根据混合物的组分和纯化要求来确定，过高的浓度和流速可能导致纯化效果不佳。
洗脱剂的选择要考虑其对被吸附组分的解吸效果和对填料的影响。
填料纯化技术具有操作简单、适应性强、纯化效果好等优点，广泛应用于化学工业和生物医药领域。
在化学工业中，填料纯化常用于有机合成过程中对产物的纯化和废水的处理。
在生物医药领域中，填料纯化常用于药物的提纯和分离。
填料纯化是一种基于填料床的分离和纯化技术，利用填料固定相和液体流动相之间的物理和化学作用，实现混合物的分离和组分的纯化。
CH1互换性及标准化概论
按互换的部位可分为 部件或机构与其相配件间的互换性。 外互换 部件或机构与其相配件间的互换性。如滚动轴承内 圈与轴、 圈与轴、外圈与轴承孔的配合 部件或机构内部组成零件间的互换性。 内互换 部件或机构内部组成零件间的互换性。如滚动轴承 外圈滚道直径与滚珠（滚柱） 内、外圈滚道直径与滚珠（滚柱）直径的装配 为使用方便，滚动轴承的外互换采用完全互换； 为使用方便，滚动轴承的外互换采用完全互换；而其内 互换则因其组成零件的精度要求高，加工困难， 互换则因其组成零件的精度要求高，加工困难，故采用分 组装配， 组装配，为不完全互换
本身的零部件 加工和检验用的刀、 加工和检验用的刀、夹、量具及机床等 使用性能 防止数值传播的紊乱 把产品品种的发展一开始就引向科学的标准化轨道 优先数和优先数系就是对各种技术参数的数值进行 协调、简化和统一的一种科学的数值标准。 协调、简化和统一的一种科学的数值标准。
优先数系由一些十进制等比数列构成，代号为 Rr 优先数系由一些十进制等比数列构成， R5 1, 1.6, 2.5, 4, 6.3,10 10 q10 = 10 ≈ 1 .25 R10 1, 1.25, 1.6, 2.0, 2.5, 3.15, 4.0, 5.0, 6.3, 8.0, 10 q 20 = 20 10 ≈ 1 .12 R20 R40 q 40 = 40 10 ≈ 1 .06
在生产中，为了满足用户各种各样的要求， 在生产中，为了满足用户各种各样的要求，同一品 种同一参数还要从大到小取不同的值， 种同一参数还要从大到小取不同的值，从而形成不同规 格的产品系列
例：普通车床加工最大直径 φ320，φ400，φ500， φ320，φ400，φ500，φ630 R10系列 系列） （R10系列） 形成产品系列
二、互换性在机械制造生产中的作用
CH1 管理学概述
管理 风格 和特 点
3.依附性（管理活动离不开组织） 4.创新性：
（1）观念创新 泰罗提出的管理是一门科学的思想，梅奥提出的人际关系学说， 美国AT＆T总裁提出的公用事业民营化的观点，日本公司提出开展零缺 陷运动。 （2）技术创新 主要包括产品创新、工艺创新等。 产品创新：以计算机为例，英特尔公司运算速度更高的芯片属于功能创 新，东芝公司生产出笔记本电脑属于结构创新，苹果电脑公司推出彩色 外壳及富有个性的PC机属于外观创新。 工艺创新：以机械加工为例，采用精密铸造或精锻工艺代替金属切削， 或以加工中心集中完成铣、钻、螳、插代替多台机床，属于工艺路线的 革命；以程控机床取代传统机床属于工艺设备的革新；采用0.618调整砂 轮属于操作方法的革新。
二、管理的特征
1.一般性 2.综合性 3.模糊性 4.实践性
CH 1.2 管理的性质
1.二重性
生产力
生 产 活 动 生产关系 社会属性
自然属性
统 一 性
自然属性：与生产力和社会化大生产相联系； 社会化生产中的协作活动需要管理，与具体的 生产方式和特定的社会制度无关。 与生产关系和社会制度相联系； 管理是为统治阶级服务的，受一定生产关系、 政治制度和意识形态的影响和制约。
2.管理职能的关系 计划
管理的性质 管理职能 管理的基本问题
管理者
CH 1.1 管理概念和特征
一、 管理的概念
中文：管辖、治理 英文：Management——工商管理 Administration——行政管理 管理概念的四个基本要点： 管理是针对群体的 管理是有特定目标的 管理是对资源的协调整合 管理是通过管理职能发挥作用的
计划
实现资源和活动的最佳 配置（通过什么来做？）
CH1、CH2系列微型断路器
CMeeratsifuicraetmeeOn ft CMoannfaogremmiteynFt oSrystems
Postdocto ral Programm e
公司简介 Introduction
常熟开关制造有限公司是国有资产参股的电器制造企业、“国家重点高新技术企 业”，占地约300亩，员工1685人。主要生产中低压电器元件、工控产品、太阳能光伏 逆变器、成套装置等，可以为您提供“智能配电系统三位一体完整的解决方案”。
OMcacnuapgaetmioennatl SHyesateltmh CAenrdtiSfiacfaettey
National Enterprise Technology Center
Postdoctoral Technical Innovat ion Centre
Nation al Inno vative Pilot Enterprise
CE1系列 智能型电力仪表
C I1系列 远程智 能I/O 模块
CN 1DP-M P CN 1DP-M D CN 1DP-M C 通信 适配器
CN1 EG以太网 适配器
FDM3 短消 息通知 模块
FWB1温 度报警模块
பைடு நூலகம்
●Riyear-Pow erNe t配电监控系统
● FCX3 智能 配电 监控器
目录
1
CH series modulus terminal electrical appliance contains: CH1 & CH2 series MCB, CH2Z series DC MCB, CH1L & CH2L series leakage circuit-breaker, CH1G series switch-disconnector， CH1A series modulus socket and their accessories. They are widely used in industry, business and civil fields etc. Overcurrent protective device CH1 & CH2 series MCBs comply with GB 10963.1 and IEC 60898-1. The MCBs which have several kinds of pole numbers of single pole + neutral pole, single pole, two poles, three poles and four poles, with a rated current
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问题求解基础 算法描述方法 算法分析基本框架 举例：插入排序
算法设计策略之——分治法
2015/3/3 17
University of Science and Technology of China问题求解基础 算Fra bibliotek设计和分析过程
理解问题
决定： 计算方法；精确或近似解法； 数据结构；算法设计技术
2015/3/3
11
University of Science and Technology of China
相关概念：问题和问题实例
算法可求解的问题：
人类基因项目 在电子商务中的应用
在互联网中的应用（图像检索、视频检索……）
…….
重要问题类型：排序、查找、字符串处理、图问题、组合问题、
不正确的算法
可能根本不会停止； 停止时给出的不是预期的结果； 如果算法的错误率可以控制，也是有用的。
2015/3/3
14
University of Science and Technology of China
作为一种技术的算法
如果计算机无限快、存储器都是免费的,算法研究是否还需要？
2015/3/3
10
University of Science and Technology of China
相关概念：问题和问题实例
问题（Problem）：规定了输入与输出之间的关系，可以用通用
语言来描述； 问题实例：某一个问题的实例包含了求解该问题所需的输入；
排序问题——将一系列数按非降顺序进行排序
2015/3/3
6
University of Science and Technology of China
第一讲 算法入门
内容提要：
课程学习背景
为什么要学习算法？ 算法相关概念
算法分析基础 算法设计策略之——分治法
2015/3/3
7
University of Science and Technology of China
期末考试(闭卷)：60% 课堂作业+上机作业：30%
出勤+课堂纪律：10%
选课要求
学过离散数学、基本概率论
具备编程技能（C、C++、Python等）
2015/3/3 3
University of Science and Technology of China
教学目标
2015/3/3
确定适当的数据结构 算法的设计技术：这是本课程学习重点和目标； 算法的描述：自然语言、流程图、伪代码； 算法的正确性证明：证明对于所有合法输入均能产生正确结果； 算法的分析：分析执行效率（时间和空间）、简单性、一般性； 为算法写代码：利用编程语言以计算机程序行使实现；
2015/3/3 19
4
University of Science and Technology of China
教学内容
Part 1 基础知识
课程学习背景
算法分析基础
Part 2 排序和顺序统计学
归并排序、堆排序、快去排序
计数排序、基数排序、桶排序
Part 3 高级数据结构
红黑树、数据结构的扩张、B树
归并排序: T (n) c2 n lg n 计算机B: 107 指令/s 普通程序员 高级语言+低效编译器
T (n) 50n lg n
50 107 lg107 instruc t 19.38m 7 10 instruc/s
T (n) 2n2
2 (107 )2instruc t 2 105 s 55.56h 9 10 instruc/s
*《算法导论》(第2版)，Thomas 等著，潘金贵等译，机械工业出版社，2006.9 *《The Art of Computer Programming》, Donald E, Knuth，1974, Turing Prize *《计算机算法设计与分析》(第3版)，王晓东，电子工业出版社，2007 *《算法设计与分析基础》，Anany Levitin著，潘彦译，清华大学出版社，2007 ……..
用伪代码可以体现算法本质； 永远不会过时；
2015/3/3
20
University of Science and Technology of China
算法描述方法
伪代码的一些约定：
书写上的“缩进”(缩排)表示程序中的分程序（程序块）结构； 循环结构(while, for, repeat) 和条件结构 (if, then, else) 与Pascal, C语言类似； “// ” or “ ”来表示注释；
<31,41,26,12,58,59>
<31,26,12,41,58,59>
……
<12,26,31,41,58,59>
2015/3/3
9
University of Science and Technology of China
什么是算法？
一个算法通常具有如下特征：
① 输 入：一个算法具有一个或者多个取自指定集合的输入值；
几何问题、数值问题等。
2015/3/3
12
University of Science and Technology of China
相关概念：输入实例与问题规模
输入实例：问题的具体计算例子
如，排序问题的3个输入实例：
① 13,5,6,37,8,92,12 ② 43,5,23,76,25 ③ 53,67,32,42,22,33,4,39,56
学习算法可以开发人们的分析能力
算法是解决问题的一类特殊方法，它是经过对问题的准确理解和定义获取答案的 过程。
是你获得高薪职位的敲门砖！
2015/3/3 8
University of Science and Technology of China
什么是算法？
简单说来，算法就是问题的程序化解决方案。
设计算法 正确性证明 分析算法 根据算法写代码
2015/3/3 18
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问题求解基础
求解过程说明：
理解问题：是否属于已知问题？确定算法输入范围； 了解计算设备的性能：清楚速度和计算资源的限制；
在精确解法和近似解法之间做选择：有时近似算法是唯一选择；
定义：算法就是一个定义良好的计算过程，它取一个或者一组值 作为输入，并产生出一个或者一组值作为输出。即，算法就是一 系列的计算步骤，用来将输入数据转换成输出结果。
Computational Procedure
Input
Output
algorithm
< 31,41,59,26,12,58 > < 31,41,59,26,12,58 > “冒泡”排序是 个计算过程
① ② Yes！证明方案是正确的，可以给出正确结果。 Yes！希望自己的实现符合良好的软件工程实践要求，采用最容易的 实现方法。
算法对于当代计算机非常重要！类比硬件与软件的不同，算法的
迥异带来的意义可能更明显！比如，对100万个数字进行排序：
插入排序: T (n) c1n2 计算机A: 109 指令/s 世界最好的程序员 机器语言
21
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算法分析框架
算法分析是指对一个算法所需要的资源进行预测，通常是对计算
时间和空间的预测。算法分析的目的是为了从多个候选算法中选 择一个最有效的算法，或去掉较差的算法。
进行算法分析之前，首先要确立有关实现技术的模型，通常采用
课程助教
待定 Email:
2015/3/3 2
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课程信息
授课形式
课堂讲解（60学时）：基本理论讲解、基本方法的介绍分析； 上机实践（30学时）：经典算法的上机实验； 课程作业
考核形式
输入: 由n个数组成的一个序列
<a1 ,a2 ,
, an >
' ' ' , an > ，使得 a1 a2 ' an
' ' 输出: 对输入系列的一个排列(重排）<a1 ,a2 ,
排序问题的一个实例：
Input: <31,41,59,26,41,58> —— Output: <26,31,41,41,58,59>
问题规模：算法的输入实例大小。
如，上面排序问题的3个输入实例的规模大小分别为7,5,9
2015/3/3
13
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相关概念：正确算法与不正确算法
正确的算法
如果一个算法对问题每一个输入实例，都能输出正确的结果并停 止，则称它为正确的。
Part 4 算法设计策略
分治法、动态规划法、贪心法、回溯法、分枝限界法
Part 5 算法研究问题
NP完全问题，有关数论的算法，……
2015/3/3 5
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第一讲 算法入门
内容提要：
课程学习背景 算法分析基础 算法设计策略之——分治法 两个例子：“插入排序”和“归并排序”
利用i←j←e 来表示多重赋值，等价于 j←e 和i←j.
算法设计策略之——分治法
2015/3/3 17
University of Science and Technology of China问题求解基础 算Fra bibliotek设计和分析过程
理解问题
决定： 计算方法；精确或近似解法； 数据结构；算法设计技术
2015/3/3
11
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相关概念：问题和问题实例
算法可求解的问题：
人类基因项目 在电子商务中的应用
在互联网中的应用（图像检索、视频检索……）
…….
重要问题类型：排序、查找、字符串处理、图问题、组合问题、
不正确的算法
可能根本不会停止； 停止时给出的不是预期的结果； 如果算法的错误率可以控制，也是有用的。
2015/3/3
14
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作为一种技术的算法
如果计算机无限快、存储器都是免费的,算法研究是否还需要？
2015/3/3
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相关概念：问题和问题实例
问题（Problem）：规定了输入与输出之间的关系，可以用通用
语言来描述； 问题实例：某一个问题的实例包含了求解该问题所需的输入；
排序问题——将一系列数按非降顺序进行排序
2015/3/3
6
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第一讲 算法入门
内容提要：
课程学习背景
为什么要学习算法？ 算法相关概念
算法分析基础 算法设计策略之——分治法
2015/3/3
7
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期末考试(闭卷)：60% 课堂作业+上机作业：30%
出勤+课堂纪律：10%
选课要求
学过离散数学、基本概率论
具备编程技能（C、C++、Python等）
2015/3/3 3
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教学目标
2015/3/3
确定适当的数据结构 算法的设计技术：这是本课程学习重点和目标； 算法的描述：自然语言、流程图、伪代码； 算法的正确性证明：证明对于所有合法输入均能产生正确结果； 算法的分析：分析执行效率（时间和空间）、简单性、一般性； 为算法写代码：利用编程语言以计算机程序行使实现；
2015/3/3 19
4
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教学内容
Part 1 基础知识
课程学习背景
算法分析基础
Part 2 排序和顺序统计学
归并排序、堆排序、快去排序
计数排序、基数排序、桶排序
Part 3 高级数据结构
红黑树、数据结构的扩张、B树
归并排序: T (n) c2 n lg n 计算机B: 107 指令/s 普通程序员 高级语言+低效编译器
T (n) 50n lg n
50 107 lg107 instruc t 19.38m 7 10 instruc/s
T (n) 2n2
2 (107 )2instruc t 2 105 s 55.56h 9 10 instruc/s
*《算法导论》(第2版)，Thomas 等著，潘金贵等译，机械工业出版社，2006.9 *《The Art of Computer Programming》, Donald E, Knuth，1974, Turing Prize *《计算机算法设计与分析》(第3版)，王晓东，电子工业出版社，2007 *《算法设计与分析基础》，Anany Levitin著，潘彦译，清华大学出版社，2007 ……..
用伪代码可以体现算法本质； 永远不会过时；
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算法描述方法
伪代码的一些约定：
书写上的“缩进”(缩排)表示程序中的分程序（程序块）结构； 循环结构(while, for, repeat) 和条件结构 (if, then, else) 与Pascal, C语言类似； “// ” or “ ”来表示注释；
<31,41,26,12,58,59>
<31,26,12,41,58,59>
……
<12,26,31,41,58,59>
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什么是算法？
一个算法通常具有如下特征：
① 输 入：一个算法具有一个或者多个取自指定集合的输入值；
几何问题、数值问题等。
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相关概念：输入实例与问题规模
输入实例：问题的具体计算例子
如，排序问题的3个输入实例：
① 13,5,6,37,8,92,12 ② 43,5,23,76,25 ③ 53,67,32,42,22,33,4,39,56
学习算法可以开发人们的分析能力
算法是解决问题的一类特殊方法，它是经过对问题的准确理解和定义获取答案的 过程。
是你获得高薪职位的敲门砖！
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什么是算法？
简单说来，算法就是问题的程序化解决方案。
设计算法 正确性证明 分析算法 根据算法写代码
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问题求解基础
求解过程说明：
理解问题：是否属于已知问题？确定算法输入范围； 了解计算设备的性能：清楚速度和计算资源的限制；
在精确解法和近似解法之间做选择：有时近似算法是唯一选择；
定义：算法就是一个定义良好的计算过程，它取一个或者一组值 作为输入，并产生出一个或者一组值作为输出。即，算法就是一 系列的计算步骤，用来将输入数据转换成输出结果。
Computational Procedure
Input
Output
algorithm
< 31,41,59,26,12,58 > < 31,41,59,26,12,58 > “冒泡”排序是 个计算过程
① ② Yes！证明方案是正确的，可以给出正确结果。 Yes！希望自己的实现符合良好的软件工程实践要求，采用最容易的 实现方法。
算法对于当代计算机非常重要！类比硬件与软件的不同，算法的
迥异带来的意义可能更明显！比如，对100万个数字进行排序：
插入排序: T (n) c1n2 计算机A: 109 指令/s 世界最好的程序员 机器语言
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算法分析框架
算法分析是指对一个算法所需要的资源进行预测，通常是对计算
时间和空间的预测。算法分析的目的是为了从多个候选算法中选 择一个最有效的算法，或去掉较差的算法。
进行算法分析之前，首先要确立有关实现技术的模型，通常采用
课程助教
待定 Email:
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课程信息
授课形式
课堂讲解（60学时）：基本理论讲解、基本方法的介绍分析； 上机实践（30学时）：经典算法的上机实验； 课程作业
考核形式
输入: 由n个数组成的一个序列
<a1 ,a2 ,
, an >
' ' ' , an > ，使得 a1 a2 ' an
' ' 输出: 对输入系列的一个排列(重排）<a1 ,a2 ,
排序问题的一个实例：
Input: <31,41,59,26,41,58> —— Output: <26,31,41,41,58,59>
问题规模：算法的输入实例大小。
如，上面排序问题的3个输入实例的规模大小分别为7,5,9
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相关概念：正确算法与不正确算法
正确的算法
如果一个算法对问题每一个输入实例，都能输出正确的结果并停 止，则称它为正确的。
Part 4 算法设计策略
分治法、动态规划法、贪心法、回溯法、分枝限界法
Part 5 算法研究问题
NP完全问题，有关数论的算法，……
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第一讲 算法入门
内容提要：
课程学习背景 算法分析基础 算法设计策略之——分治法 两个例子：“插入排序”和“归并排序”
利用i←j←e 来表示多重赋值，等价于 j←e 和i←j.