计算思维-计算机算法的表示和设计.pptx

计算思维 计算机算法的表示和设计 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第1页。 1、一般问题处理过程与计算机处理问题过程区别 2、算法的表示 3、变量及其赋值 4、顺序结构算法 5、选择结构/分支结构 6、循环结构 7、简单算法 前5个、后2个各用1次课 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第2页。 一般问题处理过程 与 计算机处理问题过程有何不同呢？ 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第3页。 1）一般问题的求解过程 例如，如果需要筹划一个聚会，面对这样的一个问题，该如何解决呢？ 人们要确定这个聚会的目的是什么？是几个同学的小聚，还是大型活动的Party？接着要根据聚会的规模与主题，分析需要些什么资源，这些资源如何获取？然后会想出不同的点子，即提出各种方案。之后根据具体的情况，选择看看哪个方案更好。最后才是执行并完成所有的任务。 确定问题 分析问题 设计方案 方案选择 解决步骤 方案评价 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第4页。 将解决问题的步骤列出： 订聚会的地点 填邀请卡 发邀请卡 布置聚会会场 购买酒水 购买食品 。 。 。 人类在解决问题时有这样的特点： 1、可提供的步骤（操作）非常多 2、列出的步骤一般并不严格 3、有些步骤还可以前后交换次序，甚至同时进行。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第5页。 2）计算机解决问题的过程 例如，需要用计算机语言编制一个机器人行走的程序。其中机器人可以执行的指令只有如下几个： 起立 坐下 向前走一步（必须在站立时执行） 向右转90度（必须在站立时执行） 举起手臂（向前抬到与身体成直角） 放下手臂 如果要求编写出一个具体的程序（步骤），让机器人向前一直走到墙，然后再走回来；当机器人抬起手时，它可以摸到墙和椅子的靠背；机器人和墙的距离只有三步长。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第6页。 所编写的指令序列： 1：起立 2：举起手臂 3：向前走一步 4：向前走一步 5：向前走一步 6：向右转90度 7：向右转90度 8：向前走一步 9：向前走一步 10：向前走一步 11：向右转90度 12：向右转90度 13：放下手臂 14：坐下 15：停止 计算机解决问题时有这样的特点： 1、只有若干可执行（操作）的指令，本例是6个 2、按需要将这些指令排列成一个序列（程序) 3、严格按照序列（程序）流程一步一步的执行。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第7页。 算法的表示 自然语言 流程图 NS图 伪代码 课程中的算法是针对计算机程序的，要求表达时必须精准和无歧义。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第8页。 1）自然语言表示：用自然语言来描述算法。 【例】用自然语言来描述输入矩形的两个边，求矩形的面积和周长的算法。其中变量a、b存储矩形的两个边长；变量s、l分别存储矩形的面积和周长。 Step1：分别输入2个边长给a、b； Step2：计算矩形面积s = a * b； Step3：计算矩形周长l = 2 * ( a + b )； Step4：依次输出面积s和周长l。 使用自然语言描述算法的优点是通俗易懂。但是，自然语言本身所固有的不严密性使得这种描述方法存在"文字冗长，容易产生歧义性"以及"难以描述算法中的分支和循环等结构"等缺陷。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第9页。 2）流程图（Flow Chart）是一种传统的、广泛应用的算法描述工具，也是最常见的算法图形化表达工具。 流程图利用几何图形的图框来代表各种不同的操作，用流程线来指示算法的执行方向，它使用规定的一些图框、线条来形象、直观地描述算法处理过程。 与自然语言相比，流程图可以清晰、直观、形象地反应控制结构的过程。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第10页。 符号名称 图形 功能 起止框 表示算法的开始或结束 处理框 表示一般的处理操作，如计算、赋值等 判断框 表示对一个给定的条件进行判断 流程线 或 用流程线连接各种符号，表示算法的执行顺序 输入/输出框 表示算法的输入/输出操作 连接点 成对出现，同一对连接点内标注相同的数字或文字，用于将不同位置的流程线连接起来，避免流程线的交叉或过长 注释框 对当前步骤进行必要的注释、说明 常见流程图符号 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第11页。 【例】输入矩形的两个边长，求矩形的面积和周长。 使用流程图来描述算法，其中变量a、b存储矩形的两个边长；变量s、l分别存储矩形的面积和周长。 计算思维-计算机算法的表示和设计全文共61页，当前为第12页。 流程图也可表示生活或工作中的处理过程，如