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1、4.1 编制计算机程序解决问题,第四章 信息的加工与表达,交 流 讨 论,？,什么是计算机程序？生活中有哪些包含了计算机程序？,生活中包含计算机程序的例子非常多，比如学校的作息钟就是用程序控制的，包括控制播放眼保操、音乐、课间操，各类软件，等等。,某位同学的日记片段：我的早晨 清晨六点，伴随着准时而优美的起床铃声，我迈出宿舍，走进了一楼餐厅。餐厅里人很多，没有办法，我只买了两个馒头作为我的早餐罢了。随着我的餐卡在打卡机上轻轻掠过，一元便不翼而飞了。当我走到超市的时候，突然感觉只吃包子是不是太单调了，于是在超市里拿了一包早餐奶，但付钱的时候却发现超市的收银机坏掉了，没奈何，我只得忍痛把刚拿到手的
2、早餐奶又放了回去，真郁闷！你能在这个生活片段中，找出几处计算机程序为我们生活服务的痕迹来呢？,在印度，有这么一个古老的传说：在世界中心贝拿勒斯（在印度北部）的圣庙里，一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神在创造世界的时候，在其中一根针上从下到上穿好了由大到小的片金片，这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜，总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片。一次只移动一片，不管在哪根针上，小片必在大片上面。当所有的金片都从穿好的那根针上移到另外一根针上时，世界就将在一声霹雳中消灭，梵塔、庙宇和众生都将同归于尽。,汉诺塔问题,汉诺塔游戏,游戏规则：1、全班分成4个小组，第一组和第三组，假设A上有四个盘子，大的
3、在下，小的在上（如图）。想把这4个盘子从A座移到B座，但每次只能允许移动一个盘子，并且在移动过程中，3个座上的盘子始终保持大盘在下，小盘在上。在移动过程中可以利用C座。第二组和第四组，假设A上有五个盘子，按照要求从A移动B需要多少步呢？2、看看谁在最短时间写出移动步骤！,不管这个传说的可信度有多大，如果考虑一下把片金片，由一根针上移到另一根针上，并且始终保持上小下大的顺序。这需要多少次移动呢?,汉诺塔问题,根据上面的游戏，假设A上面有n个盘子，运用数学中的递归的方法。当n=1时，f(1)=1;当n=2时，f(2)=3;当n=3时，f(3)=7;当n=4时，f(4)=15;.不难可以推出f(n)
4、=2n-1。n=64时，f(64)=264-1=18446744073709551615 假如每秒钟一次，共需多长时间呢？一年大约有 31536926 秒，计算表明移完这些金片需要多亿年，比地球寿命还要长，事实上，世界、梵塔、庙宇和众生都已经灰飞烟灭。,程序体验,示范：运行汉诺塔程序，移动盘子，,用计算机可以快速地解决一些人力所无法的问题，这是计算机的优势。,在学习编制计算机程序解决问题之前，我们先来进一步认识一下计算机和程序。,4.1.1 认识计算机与程序,1、计算机工作原理,4.1.1 认识计算机与程序,2、计算机的自动化处理过程 计算机是如何实现信息的自动处理呢？首先,将我们要完成的任务
5、通过一系列的指令去描述,这一指令组称为程序。然后,将完成任务所需的数据和程序输入到计算机,再由计算机根据程序中的指令自动对数据进行处理,得出结果。程序：可以看作是让计算机实现某一功能的一系列计算机能够识别的语句。3、程序设计语言 程序设计语言：是人们与计算机打交道的桥梁，通过它告诉计算机执行一系列操作，实现某种功能。,人与人的交流通过人的自然语言,人与计算机交流通过人设计的计算机语言,认识计算机编程语言,第一代：机器语言。完全由二进制的“0”，“1”组成的一些数字信息，只有计算机专业人员才能掌握它的编写规则，但计算机可以非常方便的读懂；第二代：汇编语言。这种语言增加了一些容易记忆的英文缩写来表
6、示命令，它编制出来的程序计算机无法直接读懂，必须翻译成计算机语言。虽然比机器语言容易掌握，仍需要大量的计算机知识；第三代：高级语言。高级语言是使用一些简单的英文单词(或缩写符号)、号子和数学式子来描述命令。这些语言的编程规则比较接近人的自然思考规则，所以比较容易被一般人掌握，也需要翻译为机器语言。常用的高级语言如：visual BASIC（简称VB），C，FORTRAN，LISP，PROLOG，PASCAL，COBOL etc.,问题：人和计算机如何交流呢？,4.1.1 认识计算机与程序,4、计算机程序的编写与执行,0100010001 01101010101 10000100010001 0
7、1101010111 10100100010011 01101010101 01101010111,Mov ax,8Mov bx,10Add ax,bx,Y=8X=Y+10,4.1.1 认识计算机与程序,指令序列的集合,程序,高级语言,汇编语言,机器语言,剖析编制计算机程序解决问题的过程,1、编制计算机程序解决问题的基本过程,剖析编制计算机程序解决问题的过程,案例-韩信点兵,韩信是我国西汉初著名的军事家，刘邦得天下，军事上全依靠他。韩信点兵，多多益善，不仅如此，还能经常以少胜多，以弱胜强。在与楚军决战时韩信指挥诸侯联军，在垓下十面埋伏，击败楚军，楚霸王项羽因此自杀。,“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。刘邦茫然而不知其数。你能说出有多少士兵呢？”,“韩信点兵”问题1：求整除3余1、整除5余2、整除7余4的最小自然数。,“韩信点兵”问题2：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。,剖析编制计算机程序解决问题的过程,合作探究：,以小组为单位，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，写出求解问题的解题步骤。并填写“探究问题记录表”。,下节课见！,
