算法与程序设计第一课.ppt

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1、信息技术(选修1),算法与程序设计,第一章 揭开计算机解决问题的神秘面纱,1、计算机解决问题的过程2、算法和算法的描述3、程序与程序设计语言,具体问题：,华南太阳能设备厂在计划期内拟生产甲、乙、丙三种适销产品，每件销售收分别为4万元、3万元、2万元。按工艺规定，甲、乙、丙三种产品都需要在A、B、C、D四种不同的设备上加工，其加工所需要的时间见下表。已知A、B、C、D四种设备在计划期内有效使用台时数分别为12、8、16、12。如何安排生产可使收入最大？,1.1、计算机解决问题的过程,表1-1 产品甲、乙、丙在各设备上所需加工的台时数,产品,设备,表1-2 探究问题记录表,已知甲乙丙销售收入，AB

2、CD四种设备有效使用台时数，甲乙丙加工的台时数，未知的是甲乙丙的产量及总销售额。,甲乙丙加工的台时数不能超过ABCD有效使用台时数。,甲乙丙的产量及总销售额。,穷举法,(1)分析问题,x、y、z满足以下关系式,解题的目标是：,求出适当的x、y、z使 f（x、y、z）=4x+3y+2z 取得最大值,（2）设计算法,第一步：把符合条件的x、y、z代入f（x、y、z）=4x+3y+2z,第二步：在所有 f（x、y、z）函数值中，找出最大值,第三步：输出 f（x、y、z）的最大值及x、y、z的值,第四步：结束,以上是我们人类大概的一个解题思路，还不能让计算机直接执行。,Dim x As Integer

3、,y As Integer,z As IntegerDim x_max As Integer,y_max As Integer,z_max As IntegerDim f(4,3,8)As SingleDim f_max As SingleFor x=0 To 4For y=0 To 3For z=0 To 8If(2*x+2*y+z=12)And(x+2*y+z=8)Thenf(x,y,z)=4*x+3*y+2*zElsef(x,y,z)=0End IfNext zNext yNext x,源程序,f_max=0For x=0 To 4For y=0 To 3For z=0 To 8If f

4、_max f(x,y,z)Thenf_max=f(x,y,z)x_max=xy_max=yz_max=zEnd IfNext zNext yNext xPrint 当x=;x_max;,y=;y_max;,z=;z_max;时,Print f(x,y,z)的最大值=;f_max,用计算机解决问题的步骤,实践操作,1）、新建工程；2）、在窗体添加按钮控件；3）、给按钮添加单击事件过程；4）、在单击事件过程内输入编写好的程序；5）、运行程序调试结果。,计算机解题步骤,人工解题步骤,人与计算机解决问题的区别,相同点：无论何种解题方式，在解决某一实际问题时，都应该正确的理解问题的题意，从看似复杂的问题

5、中整理出一个头绪，然后通过算法（即解决问题的一个一个步骤）描述出某一问题的解决过程，进行一定量的计算，最后都必须验证计算结果。,不同点：当计算量较大时，人工解题就有点力不从心了，而计算机每秒上亿次的计算速度却不在话下，并且只要算法正确，编程语句无误的话，使用计算机编写的解题程序可以反复使用。例如：sum=1+2+3+4+5+（n-1）+n这样的问题。,1.2 算法和算法描述1、算法2、算法的描述3、算法的地位和作用,（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。即，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。,1）、输 入。解题算法中可以没

6、有数据输入，也可以同时输入多个需 要算法处理的数据。2）、确定性。解题方法中的任何一个操作步骤都是清晰无误的，不会使人产生 歧义或者误解。3）、有穷性。任何一种提出的解题方法都是在有限的操作步骤内可以完成的，哪怕是失败的解题方法。4）、输 出。一个算法执行结束之后必须有数据处理结果输出，哪怕 是输出错误的数据结果，没有输出的算法使毫无意义的。5）、能行性。解题方法中的任何一个操作步骤在现有计算机软硬件条件下和逻 辑思维中都能够实施实现。,（2）算法的特征：,2、算法的描述（1）、自然语言（2）、流程图（3）、伪代码,自然语言平时大家所说的语言,流程图 流程图也称为程序框图，它是算法的一种图形化

7、表示方法。,流程图图例,开始或结束,输入或输出,判断,处理,连接点,流程线,伪代码 伪代码是介于自然语言和计算机程序语言之间的一种算法描述，也是专业软件开发人员描述算法的一种常用方法。,辗转相除法 又名欧几里德算法（Euclidean algorithm）是求两个正整数之最大公约数的算法。它是已知最古老的算法,其可追溯至前300年。它首次出现于欧几里德的几何原本（第VII卷，命题i和ii）中，而在中国则可以追溯至东汉出现的九章算术。它并不需要把二数作质因子分解。1.a b，令r为所得余数（0rb），若 r=0，b 即为最大公约数；算法结束。2.互换：置 ab，br，并返回第一步。例如:求112

8、和64的最大公约数.算法如下:(1).112除以64,余数为_;(2)_除以_余数为_;(3)_除以_余数为_.答：112和64的最大公约数为_.两数的最大公约数乘以其最小公倍数=两数相乘例如：求112和64的最小公倍数(1).利用辗转相除法求得它们的最大公约数为_;(2).利用表达式求得最小公倍数：答：112和64的最小公倍数为_.,48,64,48,16,48,16,0,16,112*64/16=448,16,表示算法的语言有自然语言、流程图、伪代码等。,1）、用自然语言描述算法；2）、用流程图描述算法：掌握流程图的基本图形及其功能。3）、用伪代码描述算法。,注意对比三种算法描述方式的优劣

9、。,1).输入m和n的值;2).r=m除以n的余数;3).如果r=0,则输出n值;否则令m=n,n=r返回第2步;4).结束.,输入正整数m和n,r=m除以n的余数,r=0,m=n,n=r,输出n的值,是,否,输入m和n值r=m Mod ndo while r0m=nn=rr=m mod nloop输出n值,开始,结束,三种算法描述方式的优劣,在运用计算机程序解决问题的过程中,算法设计有着举足轻重的地位和作用,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.,程序的编制依赖于算法的设计。程序的效率主要取决于算法的效率。,3、算法的地位和作用,1.3、程序与程序设计语言,程序设计语言的产生与发展（P18）,（1）、机器语言：由“0”和“1”组成的二进制代码，是能够被计算机直接接受和 执行的计算机语言。（2）、汇编语言：采用类似英语缩写略词且带有助记性的符号形式代替二进制 机器代码的计算机语言。是符号化了的机器语言。用能反映 指令功能的助记符表达的计算机语言。（3）、高级语言：相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程语言，如VB、C、C+，VC、Java等。,各种程序设计语言的比较,