3.2算法及其描述 教学设计 2021—2022学年粤教版（2019）高中信息技术必修一.docVIP

3.2算法及其描述

【教学目标】

由浅入深，理解算法的概念。

从不同描述方法，分析三种算法的特征。

从生活实例出发，概述算法的概念与特征

运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法。

【教学过程及内容】

一、复习回顾

计算机解决问题的一般步骤？

二、创设情境激趣导入

问题一：桌上一盘土豆丝与一盘豆芽菜，请将两盘菜互换，并写出互换方案

第一步：找一个空杯子C。第二步：将饮料B倒入C杯子中。

第一步：找一个空杯子C。

第二步：将饮料B倒入C杯子中。

第三步：将饮料A倒入B杯子中。

第三步：将C杯的饮料倒回A杯子中。

关键：引导学生说出第三个盘子

将a的值赋给b

将a的值赋给b

将b的值赋给a

将c的值赋给b

问题二：用计算机将a、b两个变量的值进行交换，写出交换方案。

找一个中间变量c。(这是关键)

第一步：分别输入a，b两个数据。

第二步：将a的值赋给b。

第三步：将b的值赋给a。

第四步：将c的值赋给b。

第五步：输出a,b的值。

三、算法定义及特征

算法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。通俗的说，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。

算法特征：

1、有穷性。一个算法在执行有穷步之后必须结束。

2、确定性。每一个步骤必须有确切的定义，不能有模棱两可的情况。

3、数据输入。有零个或多个数据输入。

4、数据输出。有一个或多个数据输出，没有输出的算法是毫无意义的。

5、可行性。可以被分解为可执行的操作步骤，即每个计算步骤都可以在有限的时间内完成。

四、算法描述

（1）自然语言描述。

用人们日常所用语言，如汉语、英语等表达出来。如例1中我们对方程6x+5y+4z=50的正整数解的个数t算法的描述。

优点：比较容易掌握。

缺点：①由于自然语言的歧义性，导致算法执行的不确定性。②当多分支或循环操作较多时，很难清晰的表示。

（2）流程图描述。

用程序框图来表达。使算法的流程描述的清晰、简洁。

（3）伪代码描述。

用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法。

优点：不用图形符号，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渡。

三种算法描述方法的优势与不足

算法描述的方法

优势

不足

自然语言

描述方便，容易掌握

复杂情况表达不清，容易产生歧义

流程图

直观、清晰、明确、简洁

需要特定规则，运用大量符号，书写不便

伪代码

接近程序语言，易于向计算机程序过渡

普适性不强，阅读性弱

五、应用实践——算法的描述

经典算法：欧几里德算法（辗转相除法），算法描述展评。

实例计算：m=223，n=76求它们的最大公约数。（试除观察法与辗转除法对比）

1、思考：请用自然语言描述求最大公约数的方法

①输入m,n(mn)；

②计算m除以n的余数r；

③若r＝0则输出n，算法结束；否则转到步骤④；

输入m,n(mn)r=0

输入m,n(mn)

r=0

r=m除以n的余数

输出n

m=n

是

否

n=r

⑤返回②继续进行。

2、绘制流程图描述求最大公约数的算法

如右图所示

3、用伪代码描述求最大公约数的算法

inputm,n

r=mmodn

DoWhiler0

m=n

n=r

r=m%n

loop

printn

六、三种基本控制结构

1、顺序结构、选择结构、循环结构

2、三种基本控制结构的主要作用

（1）顺序结构表示程序中的各步操作按出现的先后顺序执行。

（2）选择结构表示程序的处理步骤出现了分支，需要根据某一条件选择其中一个分支执行。选择结构有单选择、双选择、多选择三种。

（3）循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到条件为假（或为真）时才终止循环。

七、巩固练习

设计一个算法，并用流程图描述出来。判断ax2+bx+c=0方程根的情况。从键盘上输入a、b、c的值，用流程图描述整个过程。