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3.1 体验计算机解决问题的过程
信息技术 必修1
新知导入
1、人工解决问题的过程
2、计算机解决问题的过程
新知讲解
人工解决问题的过程
新知讲解
人工方法来解决问题,首先需要明确所要解决的问题和给出的条件,然后再根据已有的经验和知识确定解决问题的方法,从而解决问题。
例:“韩信点兵”问题。“相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少,韩信答说,每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余4人、13人一列余6人、17人一列余8……。刘邦茫然而不知其数。”
新知讲解
新知讲解
采用人工解决这个问题的过程如下:
(1)提出问题。 “韩信点兵”问题:求整除3余1、整除5余2、整除7余4的最小自然数。
(2)分析问题。找出已知和未知、列出已知和未知之间的关系。利用已学过的数学知识找出题目已知什么求什么、明确已知和未知之间的关系和写出求解问题的解题步骤。
(3)得出答案,问题得到解决。经过对问题的分析,建立了数学模型,确定了应该做什么,接着就应该解决怎么做的问题了,即寻找求解的方法和确定具体的求解步骤。
新知讲解
不足之处:数据量较大的时候,效率就急速降低。
分析问题(找出已知和未知、列出已知和未知之间的关系)
写出解题步骤
设所求的数为X,则X应满足:
X整除3余1
X整除5余2
X整除7余4
1、令X为1。
2、如果X整除3余1,X整除5余2,X整除7余4,这就是题目要求的数,则记下这个X。
3、令X为X+1(为算下一个作准备)。
4、如果算出,则结束;否则跳转2。
5、写出答案。
拓展提高
实验室有8个玻璃瓶,里面装满溶液,其中一瓶有毒。由于从外观上无法区分,现在可以用实验鼠的小白鼠来找出装有毒药的玻璃瓶。如果小白鼠喝掉毒药的话,它会在一个星期的时候死去,其他瓶子里的药水没有任何副作用。
注意:一只小白鼠可以喝多瓶药水,一瓶药水可以给多只小白鼠喝。请问最少用多少只小白鼠可以在一个星期以内查出哪一瓶是毒药?
拓展提高
一只小白鼠喝了溶液以后会有两种情况(生或者死,这就对应二进制的1和0),一只小白鼠能鉴定2瓶水,两只小白鼠有四种生死情况也就是4瓶水,那么8瓶水就需要2的三次方,也就是3只小白鼠。
新知讲解
计算机解决问题的过程
新知讲解
计算机程序解决问题的基本步骤。
新知讲解
计算机程序解决问题的步骤
分析问题(需求分析):确定要解决的问题,即要求计算机“做什么”。
设计算法(设计方法):对特定的问题给出解决这个问题的详细方法和步骤。
编写程序(编写代码):把人们设计的算法转换成计算机能够识别的代码来编写程序,实现算法。
调试运行程序:程序设计好以后,通过键盘输入计算机中运行,看程序能否按预想的执行。
检查测试:程序能顺利完成以后,还需要对程序功能进行分析和检查。
新知讲解
例:用计算机解决“韩信点兵” 问题
(1)提出问题。“韩信点兵”问题:求整除3余1、整除5余2、整除7余4、整除13余6、整除17余8的最小自然数。
(2)分析问题。设总人数为n,则当三人一排时有 n%3 == a, 当五人一排时有 n%5 == b,当七人一排时有 n%7 == c,因此求出同时满足上述三个条件的n即可。
(3)设计算法。输入包含多组数据,每组数据包含3个非负整数a,b,c,表示每种队形排尾的人数(a3,b5,c7),输出总人数的最小值(或报告无解)。已知总人数不小于10,不超过100。输入到文件结束为止。
(4)编写程序。用Python语言编写的韩信点兵程序。
新知讲解
(5)调试运行程序,得到结果。程序编好以后,通过键盘输入计算机,并运行程序查看结果这个过程叫调试程序。
课堂总结
1、人工解决问题的过程
采用人工方法来解决问题,首先需要明确所要解决的问题和给出的条件,然后再根据已有的经验和知识确定解决问题的方法,从而解决问题。
2、计算机解决问题的过程
当数据量很大,人工处理效率很低时,我们可以借助计算机,通过编写计算机程序解决问题提。编写计算机程序解决问题要经过分析问题、设计算法、编写程序、调试运行程序等若干个步骤。
课堂总结
人工求解与计算机求解问题的方式的异同
求解问题的方式
相同点
不同点
优点
缺点
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
每次只能对特定的问题进行解答,运算速度慢,不需要借助计算机工具。
编写程序、调试程序、运行速度快,通用性强。
实现简单、
适合数据量小
运算速度快、精度高、适合数据量大
效率低、容易出错
实现复杂
课堂练习
1、下列说法错误的是( )
A、数据处理后可以创造价值。
B、人们可以发现、分析、利用、并创造出巨大的财富。
C、
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