5第2章第3节编程和智能工具.docVIP

PAGE  PAGE 70 第三节 用编程和智能工具处理信息 ? 学习目标 1．了解计算机语言和程序的基本概念；初步识别程序代码，了解程序执行的主要方式，体会计算机与人类处理信息过程的异同点； 2.通过问题分析合理确定信息加工的过程与方式；掌握编程加工信息的过程； 3.了解人工智能的初步知识；了解人工智能的特点，体验模式识别与自然语言处理对社会的应用价值。 4.通过考察或实际使用，了解常用的模式识别的基本概念和使用方法，体验它们在实际生活中的作用；通过运行自然语言对话或机器翻译程序，了解自然语言处理的简单知识。 知识梳理 一、利用编程加工信息 1.编程加工信息的基本知识与特点 编程加工信息，是针对特定问题而编制专门的程序，充分利用计算机的高速运算能力实现对信息的自动化处理。与文字信息、图像信息等需要“人机协作”的加工方法相比，利用编程加工信息，可以提高计算机处理信息的效率，发挥计算机高速运算、自动执行的特点。 编程就是把解决问题的步骤转化成计算机可识别、可执行的指令代码，以此来借助计算机完成信息的加工。 所谓“可识别”是指机器能认识和理解一条指令所表示的具体含义；而“可执行”是指这条指令能使计算机硬件产生一定的运算操作。 2．程序与计算机语言 （1）程序的概念 为解决某个实际问题，我们把一组指令代码按照一定的规则进行组合，这组有序排列的指令代码就称为程序。 （2）程序的作用 程序是用计算机解决问题的基本方法。计算机是依照人们给出的程序来进行工作的，我们使用计算机的过程也就是运行程序的过程。 程序可以用于支持计算机系统的正常运行、帮助人们方便地操作和管理计算机，比如Windows操作系统；也可以针对单一的任务，在脱离人工干预的情况下自动运算，比如求解特定的数学方程式；还可以用于完成某一大类相似任务，具有功能强大、通用性好、操作简便、强调“人机协作”的特点，比如文字编辑程序、图像处理程序等。 （3）计算机语言的概念 计算机语言是人与计算机进行交流的主要工具。如同聋哑人的手语、舰船水手的旗语、音???家的乐谱、工程师的图纸等一样，计算机语言是人们根据生产生活中的实际需求，按一定规则编制的、专门针对计算机的一种专用语言。 （4）计算机语言的作用 利用计算机语言，可以把人们思维或交流用的自然语言，转化成计算机可识别和理解的程序，使计算机能够按照人的意愿加工信息。由于计算机语言的主要作用是进行程序设计，因此，它也可以被称为程序设计语言。 如同人类的自然语言有不同的语种一样，人们根据需要为计算机语言设计出了多个“语种”，我们常用的Visual Basic（简称VB）就是其中的一种。 3．利用编程加工信息的过程 首先对解决问题的方法和步骤进行描述，然后编写程序并对其进行调试和修改，最终得出正确结论。 整个过程可分为五个阶段，它们是： 分析问题 → 设计算法 → 编写程序 → 调试运行 → 检测结果 （1）分析问题：进行需求分析，明确问题当中所包含的已知条件和未知量，确定加工目标； （2）设计算法：算法是解题方法与步骤的设计，是编写程序的基础。算法设计必须保证能够在有限的存储空间内，以有限的步骤和机器可执行的运算方法得出正确的结论。算法设计可以用流程图、自然语言或者其它方法进行表述； 需要说明的是，算法并不仅仅是指计算的方法，算法中包含了从何处入手、计算的步骤以及结果处理等全过程。比如日常生活中的信件邮寄工作，其中最主要的步骤是“写信”，但“邮寄信件”这一任务的“算法”就不仅仅是“写信”了，它应包括“写信—写信封--贴邮票--投入信箱”等所有步骤。 （3）编写程序：选择一种程序设计语言，根据算法设计逐条编写程序； （4）调试运行：在编程环境下，对程序进行调试运行，检验程序能否顺利执行，根据出错信息修改程序，排除标点符号、语句拼写等语法错误； （5）检测结果：对程序执行后所得到的结果进行分析，排除程序中的计算公式、运算条件等逻辑错误，确认最终结果的正确性。 4．人类与计算机解决问题的比较? 相比较而言，人类与计算机解决问题的相同点，都是将问题的解决方法分解成一个个步骤，然后按步骤完成，得出最终结果，但两者的差异也是十分明显的。 （1）速度和精度的差异：人的计算速度和精度与计算机无法比拟； （2）“记忆能力”的差异：人的记忆力比不上计算机的存贮能力； （3）机械执行差异：计算机会丝毫不走样地重复同一项工作，并且绝不出差错，而人却做不到这一点； （4）灵活性差异：人会根据当前情况灵活多变地处理信息，选择最恰当的处理方法，而计算机只能刻板地按事前约定的程序一成不变地执行； （5）复杂和模糊条件性差异：人能凭借知识和经验对复杂、模糊甚至错误的条件进行分析判断，用推理的方法推导出正确结果，而目前计算机在这方面的能力基本上还处于初始阶段