算法和算法描述
1.2算法和算法的描述
复习与巩固
伪代码4 I=1 Do if I mod 3=0 then print I end if I=I+1 Loop until I>100 伪代码5 I=1 Do if I mod 3=0 then print I end if I=I+1 Loop while I≦100
1.农夫带羊到右岸，独自返回左岸； 2.农夫把菜带到右岸，返回时白羊带回左岸； 3.农夫带狼到右岸，独自返回左岸； 4.农夫把羊带到右岸，完成过河。
3
一、算法
1、算法的概念 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。通俗地说，算法 就是求解某一问题的方法，是能被机械地执 行的动作或指令的集合。
三、算法在解决问题中的地位和作用
表1-6中 两个程序的效率比较
指标 运行结果 用辗转相除法设计的程序 最大公约数= 用穷举法设计的程序 最大公约数=
运行时间 通用性
□较长 □较好
□较短 □较差
□较长 □较好
□较短 □较差
由此看来，算法是程序设计的核心，是程序设计的灵 魂。算法的好坏，直接影响着程序的通用性和有效性，影 响着问题解决的效率。
用自然语言 描述算法
缺点：
自然语言具有歧义性，容易导致算法执行的不确定性。 自然语言描述的算法太长。 当算法中循环和分支较多时，很难清晰地表示出来。 自然语言表示的算法不便翻译成计算机程序设计语言。
用流程图描述算法
优点：描述清晰简洁，不依赖计算机和计算机程序设计语言。 缺点：画起来费事，难以阅读，难以修改。 优点：书写方便，格式紧凑，易于理解，便于向计算机 程序设计语言过度。 缺点：由于语言的种类繁多，伪代码的语句不容易规范。
二、算法的描述
算法和算法描述教学设计
算法和算法描述教学设计教学设计：算法和算法描述一、教学目标1.理解什么是算法及其相关概念；2.掌握算法的基本要素和常用描述方法；3.能够运用算法描述解决实际问题；4.培养学生的逻辑思维和问题解决能力。
二、教学内容1.算法的概念：算法的定义、特性和作用；2.算法的基本要素：输入、输出、确定性、可行性和有限性；3.算法的描述方法：伪代码、流程图和N-S图；4.算法的实际应用：排序、查找和最短路径问题。
三、教学过程1.导入（10分钟）通过生活中的例子，引导学生思考什么是算法，为什么算法在解决问题中很重要。
2.概念讲解（20分钟）讲解算法的定义、特性和作用，强调算法在计算机科学中的重要性和广泛应用，激发学生对算法的兴趣。
3.基本要素讲解（30分钟）3.1输入和输出：讲解算法输入和输出的概念和含义，引导学生思考如何确定算法的输入和输出。
3.2确定性和可行性：解释算法需要确定的路径和具体步骤，强调算法的可行性和有效性。
3.3有限性：引导学生思考算法为什么需要有限性，讲解死循环和无限递归的危害。
4.描述方法介绍（40分钟）4.1伪代码：讲解伪代码的概念、语法和使用方法，通过示例演示伪代码的编写和运行。
4.2流程图：讲解流程图的符号和使用方法，引导学生绘制简单的流程图。
4.3N-S图：讲解N-S图的概念和使用方法，通过实例演示N-S图的构建和分析。
5.应用实例（60分钟）5.1排序问题：讲解常见的排序算法（冒泡排序、插入排序、快速排序），并通过伪代码和流程图描述算法步骤。
5.2查找问题：讲解线性查找和二分查找算法，引导学生使用伪代码和流程图描述算法。
5.3 最短路径问题：引导学生思考最短路径问题的应用场景，讲解Dijkstra算法并进行描述。
6.总结与拓展（10分钟）总结本节课所学的内容，复习算法的基本要素和描述方法，展望算法在计算机科学中的未来应用。
四、教学手段1.板书和PPT：用于呈现算法的定义、特性和作用等理论知识；2.示例演示：通过具体案例演示算法描述的过程，加深学生对算法的理解；3.分组合作：将学生分成小组，通过小组合作完成伪代码、流程图和N-S图的练习，培养学生的团队协作能力；4.实践练习：布置作业要求学生运用所学的算法描述方法解决实际问题，提高学生的应用能力。
算法与算法描述-高中信息技术(华东师大版2020必修1)
二、算法的描述
算法的描述就是把解决问题的方法和步骤用规 范的方式描述出 来。这种描述既可以作为程序设计 人员编写代码的依据,又可以供算法研究、学习和交 流之用,并不依赖于任何一种语言。
流程图
自然语 言
算法描述
伪代码
1. 自然语言 自然语言就是人们日常生活中使用的语言。用自然语言描
述的算法通俗易懂,但也有明显的不足: 用自然语言描述比较复 杂的算法时,会显得很冗长,表述不够直 观、清晰。自然语言在 描述上容易出现歧义,容易引起算法步骤的不确定性,尤其是在 算法中存在较复杂的逻辑时,不易清晰地表示 出来。
2. 流程图
图 2.2 “心 率跑”模式算 法的流程图
3. 伪代码
伪代码是一种介于自然语言和计算机程序设计语 言之间的算法描 述语言。伪代码能够较容易地被转换 成程序设计语言。虽然流程图描 述算法要比自然语言 描述算法清晰直观,但如果需要能够快速转换成 计算 机可以执行的语言,一般会采用伪代码的方式进行描述。
请仔细阅读以上关于“心率跑”模式的说明,思考以下问题: 1. 上述描述是否存在不够明确的地方? 请罗列出来。 2. 描述中有一项为“选择预设值”,请解释一下此处“预 设值”的含义和作用。
一、认识算法
算法在生活中是普遍存在的,算法是在有限步骤内求解某一问题所使用 的步骤和方法。
例如,在炒菜时,先放什么,后放什么,这也有一定的顺序和方法,这种顺序 和方法我们称之为炒菜的算法;在做数学题时,每一道题都有对应的具体计 算方法和步骤,可以称之为这道题的解题算法;使用跑步机跑步时,跑步机会 根据用户的选择执行不同的跑步模式,每种跑步模式对应一种算法。
项·目·任·务
任务1
• 学习智能跑步机 中预 设跑步模式的算 法, 理解算法的特征, 设 计并完成跑步机其 他 预设模式的算法 描述。
算法及算法的描述
1、自然语言描述算法 【例1】交换两个杯子中的液体。
A
B
C
提问同学，如何处理？ 将杯子A中的液体倒给杯子C； 将杯子B中的液体倒给杯子A； 将杯子C中的液体倒给杯子B。
引入一个空杯子
特点：通俗易懂，但文字冗长，容易出现歧义性
流程图
图形符号 符号名称 说明 流线 起始框：一流出线 终止框：一流入线 开始、结束框 表示算法的开始或结束
解决问题的三个阶段
• 分析问题 • 寻找解决问题的途径 • 用计算机进行处理
算法的定义
算法是对解题方法的精确而完整的描述，即 解决问题的方法和步骤。
算法的特征
• 确定性：算法中的每一步必须是明确的，不可以有“多义性”
或“歧义性”。
• 有效性：算法中的每一步必须是计算机能够有效执行，并且能
得到有效结果的。
• 有穷性：算法中的步骤应是有限的。
• 有零个或多个输入：所谓输入是指在执行算法时，需要从外
界获取必ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的信息
• 有一个或多个输出：算法的目的是为了求解，“解”就是输
出
算法的表示
• 自然语言 有序地用简洁的语言加数学符号来描述。 • 流程图 用一些图框、流程线以及文字说明来表示算法。 • 计算机语言 计算机语言即用计算机编写的能被计算机 执行的程序。（程序设计语言如QBASIC、VB、PASCAL、 Ｃ、 C++、Java等。）
输入、输出框 框中标明输入、输出的 内容 处理框
判断框
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 ）但同时只能一流出线起作 用
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 的流向 表示算法流向出口或入 口连接点
算法和算法描述范文
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1、改进的K-Means聚类算法
改进的K-Means聚类算法是基于K-Means聚类算法的改进版。
它引入了一些改进，使得聚类分析更准确，性能更好。
算法的核心思想是将原始输入数据空间划分为K-Means聚类算法中不同的簇，每个簇为一个离散的数据单元，其中每个单元的中心点为簇的中心。
1.1算法框架
改进的K-Means聚类算法的流程如下：
1.2算法步骤
步骤1：输入聚类的数据集和需要聚类的簇数K，以及相应的参数。
步骤3：利用一定的距离度量方法，将数据按照距离最近的K个簇中心进行分类。
步骤4：移动簇中心，将簇中心点移动到新的位置，使得每个样本点的距离簇中心最近。
步骤5：以上步骤反复重复。
算法的概念
gcd(60,24)=gcd(24,60 mod 24)=gcd(24,12) =gcd(12,24 mod 12)=gcd(12,0)=12
下面是该算法的一个更加结构化的描述。
1.1 算法的概念和描述
用于计算 gcd（m，n）的欧几里得算法：
第一步： 如果 n=0，返回 m的值作为结果，同时函数结束；否则，进入第二步。
第二步：m 除以 n，将余数赋给 r。
第三步： 将 n 的值赋给 m，将r 的值赋给 n，返回第一步。
我们也可以使用伪代码来描述这个算法：
算法 Euclid（m，n）
//使用欧几里得算法计算gcd（m，n）
//输入∶两个不全为0的非负整数m，n
//输出∶m，n的最大公约数
while n≠0do
{ r←mmodn
m←n
n←r
} return m
图1.2 欧几里得算法的流程图
上面的伪代码也可以用流程图来加以描述，如图1.2所示。
第一节、水文现象与桥涵水文的研究意义
第一章 算法的概念
↘1 . 1 ↘1 . 2
算法的概念和描述 算法的时间复杂度和空间复杂度
1.1 算法的概念和描述
【1.1பைடு நூலகம்1 算法的概念】
算法是一系列解决问题的清晰指令，也就是对于符合一定规范的输入在有限步骤内求
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，
1.2算法和算法的描述
第一章揭开计算机解决问题的神秘面纱
1.2算法和算法的描述
1.在程序设计中算法是指（）
A.对解决问题的方法和步骤的描述
B. 以上都不对
C.计算公式
D.计算方法
2.下列关于算法的叙述不正确的是( )
A．算法具有确定性、可行性、有限性等基本特征
B．任何一个问题的算法都只有一种
C．常见的算法描述方法有自然语言、流程图法、伪代码法等D．算法是解决问题的有序步骤
3.以下哪个是编程的核心，是解决问题的方法和步骤( ) A．算法设计B．代码编写C．调试运行D．界面设计
4.以下哪个不是算法的描述方法（）
A.伪代码描述法
B.自然语言描述法
C.流程图描述法
D. 顺序法
5.图形符号在算法在流程图描述中表示（）
A.处理或运算的功能
B.算法的开始或结束
C.用来判断条件是否满足需求
D.输入输出操作
6.以下哪个图形是流程图中表示“输入输出”功能的图形( )
A．△B．□C D．◇
7.图形符号“口”在算法流程图描述中表示( )
A．用来判断条件是否满足要求B．处理或运算
C．算法的开始或结束D．输入输出操作
8.图形符号“◇"在算法流程图描述中表示( ) A．用来判断条件是否满足需求B．处理或运算C．算法的开始或结束D．输入输出操作9.流程图是描述什么的常用方式( )
A．数据结构B．计算规则C．算法D．程序10.算法与程序的关系描述正确的是( )
A．程序决定算法，是算法设计的核心
B．算法决定程序，是程序设计的核心
C．算法就是对程序的描述
D．算法和程序之间无关系。
1算法的概念及描述和算法的控制结构教学设计
有了对实际案例的对比分析后，学生对算法有了初步感性认识，趁热打铁，让学生根据教材内容归纳总结算法的内涵和外延，从而实现知识的内化。
通过让学生完成一些简单任务，自然进入课堂，让学生体验概要方法和细化算法的区别，从而对算法有初步感性认识。
先后举的3个例子，分别属于“算数”问题，生活中的算法问题和计算机科学领域的算法问题，以便顺利过渡到算法的内涵和外延变化的分析。
知识讲解（1）
1.通过分析上述案例，请学生比较古代的算法，现代广义的算法和计算机领域“算法”的含义和区别；
2.通过分析上述案例，请学生比较概要方法和细化算法的区别，从而明确算法的定义。
3.教师举一些不符合算法特征的例子，请学生分析其是否符合算法特征，若不符合，该如何改正：
例1：写出所有的素数（不符合“有穷性”特征，可以改为写出10亿以内的所有素数）；
例2：找出班级里英语成绩最好的人（不符合“确定性”特征，可以改为找出班里本次英语测试成绩最高的人）；
信息社会责任：落点在“具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则；对信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度，理性判断和负责行动的能力。”本课所举例的一些实例，如网上购票，智能电饭煲、智能空调、智能大棚控制等都是一些新兴的事物，对于这些新事物、新技术，学生需要以积极的态度去面对，并能理性判断新技术所带来的便利和新问题。在分析各种项目案例时，要引导学生从信息安全、信息伦理等角度负责任地设计算法。
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算法的特征： 有穷性； 确定性； 可行性； 输 入：有零个或多个输入； 输 出：有一个或多个输出。
算法的描述： 自然语言； 流程图； 伪代码。
→（2677555、465） →（2677090、465）……
结论：对于第二组数据，“辗转相除法”算法的效率明显高于
“更相减损术”。解决同一个问题的算法不是唯一的，选择不同 的算法编写的程序，计算机运行的效率会有很大的差异。因此算 法的设计在应用计算机解决问题的过程中有着十分重要的作用。
复习归纳：
④、两个牧师过河，一个野人回来；
出谋划策2：
怎样在全班同学中找出最 高的同学的身高值？
方法一：“打擂台”法 方法二：“淘汰赛”法 ……
提示板 计算机只能作 两两比较！
知识在线1
算法的概念： 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。
昨日重现
高一数学模块三中1.2基本算法语句
P24例题3
算法和算法的描述
授课班级：C288—C291 授课教师；文丰才 授课时间：2009年9月
出谋划策1：
游戏规则
河右岸有三
个牧师和三
个野人,其中
三个牧师要
利用船过河。
但必须满足
两个条件：
1、船上必
须坐1人或2
人；2、必
须保证渡河
过程中两岸
牧师人数都
不能少于野 人数,否则野 人将会攻击
牧师。
步骤：
①、两个野人先过河，一个野人回来； ②、再两个野人过河，一个野人回来； ③、两个牧师过河，一个野人和一个牧人回来；
牛刀小试1
提出问题：用自然语言描述“求两个正整数中值较大的数”的方法。
分析问题：（已知什么？要求什么？）
设计算法：（如何从已知到结果） 第一步：输入两个正整数a,b； 第二步：如果a大于b，则将a的值赋给max，否则将b的值赋给max； 第三步：打印：”最大值为“max.
2、流程图描述 昨日重现
1、辗转相除法： （1）、（12、16）→（12、4） →（4） （2）、（2678945、465） →（465、80） →（80、65）→
（65、15） →（15、5） →（5）
2、更相减损术： （1）、（12、16）→（12、4） →（8、4） →（4、4） （2）、（2678945、465） →（2678485、465） →（2678020、465）
图形符号
名称
功能
终端框(起止框) 输入、输出框 处理框(执行框)
判断框 流程线
表示一个算法的起始和结束
表示一个算法输入和输出的 信息
赋值、计算
判断条件是否成立,成立时在 出口处标明“是”或“Y”； 不成立时标明“否”或“N”
连接程序框
牛刀小试2
提出问题：用流程图描述“求两个正整数中值较大的数”的算法。
算法的特征： 有穷性 确定性 可行性 输入：有零个或多个输入 输出：有一个或多个输出
知识在线3 三、算法的描述：
渡河游戏的步骤： ①、两个野人先过河，一个野人回来； ②、再两个野人过河，一个野人回来； ③、两个牧师过河，一个野人和一个牧人回来； ④、两个牧师过河，一个野人回来；
1、自然语言描述
自然语言就是人们平时交流使用的语言，如果汉语、 英语、日语等。
QBASIC程序： print “请输入两个整数” input “a，b=”;a，b if a>b then max=a else max=b end if print “最大数是”：max end
四、算法在计算机解决问题过程中的地位和作用
求两个正整数的最大公约数。 （1）、（12、16）
（2）、（2678945、465）
END IF
<、>、=、<=、>=、<>
逻辑运算符 AND、OR、NOT
牛刀小试3
提出问题：用伪代码描述“求两个正整数中值较大的数”的算法。
伪代码：
input two integer numbers print “请输入两个整数” input a,b max if a>b then max=a else max=b output the result print “最大数是”：max
Y
max=a
开始 输入a,b
a>b
N
max=b
输出最大值max 结束
昨日重现
Байду номын сангаас
3、伪代码描述
QBASIC部分指令和运算符：
指令和运算符
格式
输入语句 INPUT “提示内容”；变量
输出语句 PRINT “提示内容”；表达式
赋值语句 条件语句 关系运算符
=
IF 条件 THEN 语句体1
ELSE 语句体2
P24例题4
A=10 A=A+15 PRINT A END
INPUT A，B PRINT A，B X=A A=B B=X PRINT A，B END
0个输入，1个输出。
2个输入，4个输出。
0个输入，1个输出。
2个输入，4个输出。
算法的概念：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。
知识在线2