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1、.,1,算法与程序设计,一、算法及其描述方法,.,2,第一节 算法与程序,.,3,.,4,.,5,.,6,.,7,计算机系统,硬件系统,软件系统,系统软件,应用软件,软件的重要组成部分是：程序想一想：什么是程序？,.,8,什么是程序,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。,.,9,那么，什么是算法呢？,.,10,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。,参考算法二,参考算法一,.,11,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
2、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。,.,12,一个完整的算法有三个部分：输入、处理、输出。,.,13,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。,.,14,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？,.,15,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 Xyz
3、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,.,16,3.编写程序。4.调试程序。,.,17,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,.,18,算法的特征,有穷性：一个算法必须保证执行有限步骤之后结束。确定性：算法的每一步骤必须有确切的含义。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。输入：有0个或多个输入。输出：有1个或多个输出，没有输出的算法毫无意义。,下一页,.,19,例1：判断下列算法是否符合算法的特征,s=1 将s的值增加1 重复步骤,解答：该算法的步骤将被重复执行无穷次，不符合有穷性,返回,.,
4、20,例2：判断下列算法是否符合算法的特征,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,.,21,例3：判断下列算法是否符合算法的特征,x=-2计算x的平方根,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。,返回,.,22,例4：写出算法：计算半径为2的圆的面积,解答：R=2S=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,.,23,例5：写出算法：从键盘输入圆的半径，计算其面积,解答：输入圆的半径RS=3.14*R*R输出面积S,说明：该算法中计算面积所
5、需的初始数据半径R待定，需要在算法执行时从键盘输入。,返回,.,24,请画出例6的流程图,解答：输入圆的半径RS=3.14*R*RC=2*3.14*R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,开始,结束,S=3.14*R*R,输入R,输出面积S、周长C,C=2*3.14*R,.,25,例6：求从键盘输入的任意半径的圆的面积和周长,解答：输入圆的半径RS=3.14*R*RC=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,.,26,参考算法一：,将3毫升的量杯装满将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯将3毫升的量杯装满将3毫升
6、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。,返回,.,27,参考算法二：,将5毫升的量杯装满将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毫升水将3毫升量杯倒空将5毫升量杯中剩余的2毫升注入3毫升量杯将5毫升量杯装满将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毫升水将3毫升量杯倒空将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,返回,.,28,二、算法的描述,.,29,1、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。,.,3
7、0,1、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：,解方程组得：x=2a-b/2 y=b/2-a,.,31,1、用自然语言描述算法,2)设计算法输入a和b的值；求x=2a-b/2；求y=b/2-a；输出x和y的值；结束。,.,32,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,.,33,3、用程序代码描述算法,Input a,b,输入a和b的值；,鸡兔同笼,求x=2a-b/2；,求y=b/2-a；,输出x和y的值；,结束。,x=2a-b/2,y=b/2-a,print
8、 x,y,.,34,算法描述语言有：1、自然语言2、流程图3、伪代码,二、算法的描述,.,35,算法的表示方法优缺点：,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。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。程序代码使用程序设计语言描述算法。,下一页,.,36,流程图中的符号的用途,返回,.,37,例7：请画出例5的流程图,解答：输入圆的半径RS=3.14*R*R输出面积S,例5：写出算法：从键盘输入圆的半径，计算其面积,开始,结束,S=3.14*R*R,输入R,输出S,.,38,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S10000算法,.,39,4、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,课堂练习3：,.,40,课堂练习1：,开始,结束,i=1,n=0,i1000,是,否,i=i*i,N=n+i,i=i+1,
