第一讲 算法与程序设计
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。
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，直到把所有可能的顺序都坐一遍，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。
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
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
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一个完整的算法有三个部分：输入、处理、输出。
算法与程序的关系是什么呢？ 算法是程序的灵魂，是解决问题的步骤。程序代 码只是实现的手段。
例题： 某学校要进行学生电脑编程竞赛，竞赛将评出10名获 奖者，分为一、二、三等奖。奖项设置一等奖获得人 数要少于二等奖人数，二等奖人数要少于三等奖人数。 问一二三等奖人数各为多少？
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
算法与程序设计
一、算法及其描述方法
第一节 算法与程序
计 算 机 系 统
硬件系统
系统软件
软件系统
应用软件
★软件的重要组成部分是：程序 想一想：什么是程序？
什么是程序
计算机的任何动作都是在执行人给它的指令。 人们针对某一需要而为计算机编制的指令序列称 为程序 。 程序指示计算机如何去解决问题或完成任务 的一组可执行的指令。
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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。
x=2a-b/2 y=b/2-a print x,y
④输出x和y的值； ⑤结束。
二、算法的描述
算法描述语言有： 1、自然语言 2、流程图 3、伪代码
算法的表示方法优缺点：
１．自然语言 （通过文字来描述解决问题的过程）
优点：容易理解。 缺点：书写烦琐，具有不确切性，容易引起歧义，造成误解； 对较复杂的问题，用自然语言难以表达准确； 计算机不能直接识别和执行。
②
③
S=3.14*R*R
输出面积S
课堂练习1：
物理老师想编写一个描述小球做平抛的运动轨迹程序 （小球运动时间限定在（1-100秒），你能否帮助先 用流程图描述一下解体的方法？
描课堂练习2：
描述S=1+2*2+3*3+……直到呢S>10000算法
课堂练习3： 4、分别用自然语言和流程图表示算法：求边 长为a的正方形及其内切圆所夹阴影部分的面 积
a
课堂练习1：
开始 i=1,n=0 i<1000 是 否
i=i*i
N=n+i i=i+1 结束
1. 2.
3.
4.
算法的特征
1.有穷性：一个算法必须保证执行有限步骤之后结束。 2.确定性：算法的每一步骤必须有确切的含义。
3.可行性：算法的每一步骤都能有效地执行，并得到确定
的结果。
4.输入：有0个或多个输入。
5.输出：有1个或多个输出，没有输出的算法毫无意义。
下一页
例1：判断下列算法是否符合算法的特征
解答：
①
②
输入圆的半径R
S=3.14*R*R
③
输出面积S
说明：该算法中计算面积所需的初始数据半径R待 定，需要在算法执行时从键盘输入。
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请画出例6的流程图
例6：求从键盘输入的 任意半径的圆的面积 和周长 解答： ① 输入圆的半径R
开始 输入R S=3.14*R*R C=2*3.14*R 输出面积S、周长C 结束
解答：x是负数，没有平方根，该算法不可行，不符合 算法的可行性。
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例4：写出算法：计算半径为2的圆的面积
解答：
① ② ③ R=2 S=3.14*R*R 输出面积S
说明：该算法中在执行时已包含计算所需的初始数据，不必另 外提供数据，因此没有输入，即有0个输入。 返回
例5：写出算法：从键盘输入圆的半径， 计算其面积
解方程组得：x=2a-b/2
y=b/2-a
1、用自然语言描述算法
2)设计算法
①输入a和b的值； ②求x=2a-b/2； ③求y=b/2-a； ④输出x和y的值； ⑤结束。
鸡兔同笼流程图
开始
输入a,b的值
求x=2a-b/2
求y=b/2-a 输出x,y的值
结束
3、用程序代码描述算法 鸡兔同笼 Input a,b ①输入a和b的值； ②求x=2a-b/2； ③求y=b/2-a；
返回
参考算法二：
①将5毫升的量杯装满 ②将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余2毫升水 ③将3毫升量杯倒空 ④将5毫升量杯中剩余的2毫升注入3毫升量杯 ⑤将5毫升量杯装满 ⑥将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余4毫升水 ⑦将3毫升量杯倒空 ⑧将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余1毫升水
分析：1.已知竞赛将评出10名获奖者。
2.一等奖获得人数要少于二等奖人数，二等奖 人数要少于三等奖人数
设计算法： 1.X+y+z=10 X<y<z 2.10以内的整数，逐个拿来试一试。满足条件的n组数， 即结果
3.编写程序。
4.调试程序。
使用电脑解决问题的一般过程
分析问题 设计算法（设计出解决某一问题的有限个求解步骤 ） 编写程序 运行程序
②
③
S=3.14*R*R
C=2*3.14*R
④
输出面积S，周长C
例6：求从键盘输入的任意半径的圆的面 积和周长
解答：
① ② ③ ④ 输入圆的半径R S=3.14*R*R C=2*3.14*R 输出面积S，周长C
说明：通过前两个例子可以知道，算法可能有1个或多 个输出。
返回
Байду номын сангаас
参考算法一：
①将3毫升的量杯装满 ②将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯 ③将3毫升的量杯装满 ④将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯，注满后3毫升量杯中剩余1毫升水。
① s=1 ② 将s的值增加1
③ 重复步骤②
解答：该算法的步骤②将被重复执行无穷次，不符合 有穷性
返回
例2：判断下列算法是否符合算法的特征
① ② L=10 输出L/自然数
解答：自然数没有具体指明是哪个数，不符合算法的 确定性
返回
例3：判断下列算法是否符合算法的特征
① ② x= -2 计算x的平方根
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)