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1、算法的概念算法的概念1本课学习目标本课学习目标1、知识目标 掌握算法的概念和特征； 掌握计算机处理问题的基本原理，理解计算机执行算法的过程。2、技能目标 根据具体案例，分析算法的一般过程； 能够简单分析计算机执行算法的一般步骤。3、情感、态度与价值观目标 理解算法在生活、学习中的重要意义；通过对算法的学习感受 问题分析的严谨性，养成解决问题的好习惯。2材料一：材料一：有一次，吴国孙权送给曹操一头大象，曹操十分高兴。大象运到许昌那天，曹操带领文武百官和小儿子曹冲，一同去看。曹操的人都没有见过大象。这大象又高又大，光说腿就有大殿的柱子那么粗，人走近去比一比，还够不到它的肚子。 曹操对大家说：“这只
2、大象真是大，可是到底有多重呢？你们哪个有办法称它一称？” 嘿！这么大个家伙，可怎么称呢！大臣们纷纷议论开了。 一个说：“只有造一杆顶大顶大的秤来称。” 另一个说：“这可要造多大的一杆秤呀！再说，大象是活的，也没办法称呀！我看只有把它宰了，切成块儿称。” 他的话刚说完，所有的人都哈哈大笑起来。大家说：“你这个办法呀，真叫笨极啦！为了称称重量，就把大象活活地宰了，不可惜吗？” 大臣们想了许多办法，一个个都行不通。真叫人为难了。 这时，曹操的儿子曹冲从人群里走了出来，对曹操说：“爸爸，我有个法儿，可以称大象。” 曹操笑着说：“你小小年纪，有什么法子？你倒说说，看有没有道理。” 曹冲把办法说了。曹操一
3、听连连叫好。3问题一：问题一：同学们，你们知道曹冲是怎么称的吗？“曹冲称象”的原理是什么？4步骤步骤：首先把大象牵到船上；然后等船身稳定了，在船舷上与水面平齐的地方，刻一条道道（作标记）接着把象牵到岸上来，把大大小小的石头，一块一块地往船上装，等船身沉到刚才刻的那条道道和水面一样齐了，停止装石头；最后分多次称石头的重量，将重量相加，就是大象的重量。5原理原理：聪明的曹冲所用的方法是“等量替换法”。用许多石头代替大象，通过在船舷上刻画记号，让大象与石头产生等量的效果，再一次次称出石头的重量，将“大”转为“小”，将“难”转为“易”。6材料二：材料二：一家三口在户外野餐。只有一个烤肉架，正好能容纳两
4、片烤肉。已知烤一片肉的两面需要20分钟，怎样才能在最短的时间里烤完三片肉呢？7步骤：步骤：设肉片为A、B、C，每片肉的两面记为1、2。第一个10分钟烤A1和B1。把B肉片先放到一边，再花10分钟烤A2和C1，此时肉片A可以烤完。再花10分钟烤B2和C2，仅花30分钟就烤完了三片肉。启示：问题的关键在于烤完肉片的第一面后并不一定马上去烤其反面。8材料三：材料三：一次,爱迪生把一个电灯泡的玻璃壳交给他的助手,要他计算电灯泡的体积.由于电灯泡不是规则的圆形,这位助手算了一个上午也没有算出来.爱迪生从外面回来时,看见助手仍然在一大堆公式和数据中苦苦思索.他见到爱迪生后,表示抱歉,并解释由于电灯泡不规则
5、而没有完成任务.爱迪生笑了笑,什么也没有说,接过助手手里的电灯泡壳，用了不到2分钟就测量出来了。9步骤：步骤：首先将灯泡壳里装满水，然后把水倒进量杯，最后测量出的水的体积就是灯泡壳的体积。（等量替换法）10什么叫做算法？11算法的概念算法是指做某一件事或者解决某一类问题明确而有效的一系列步骤、方法或程序。广义上说，算法就是完成某类工作的方法和步骤。如：做应用题，洗衣服，做眼保健操，超市购物等等。从数学角度看，算法是对某一类问题机械的、统一的求解方法。现代意义上的算法，通常是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤。这些程序和步骤必须是明确、可执行的，而且可以在有限步之内完成。12自我检测自
6、我检测学校举行校园歌手大赛，评委由6人组成。评分方法：去掉一个最高分。去掉一个最低分，计算其余四位评委的平均分最为选手的最终的分。请尝试写出计算选手得分的算法。13算法分析首先去掉六个分数中的最高分；然后去掉六个分数中的最低分；接着将剩余四个分数相加；最后将加数的和除以4得出的平均分就是选手的最终成绩。启示：这是为了防止某些评委因为个人因素对成绩产生影响，平均数能够表明一组数据的整体特征，但是它又受到某些极端数据的影响。为了避免部分评委的个人好恶，所以我们平常就会选择去掉一个最高分和一个最低分的方法，从而更客观的评价一个选手的表现和能力。14思维扩展思维扩展魏则西事件说明了什么？15启示启示算
7、法的设计必须符合国家法律，符合社会秩序、公共道德和良知。16尝试写出计算123+321=？的具体步骤。17计算机是如何计算123+321=？18一般过程：一般过程：首先通过键盘输入算式123+321，并将其转化成二进制形式转入内存储器；然后控制器从内存储器中读取指令+并进行译码，运算器根据控制器的译码结果读取运算数“123”和“321”进行运算，并把结果写回存储器；最后输出设备从存储器中读取运算结果，转化为我们能识别的形式输出。（二进制转化为十进制）19知识回顾知识回顾计算机硬件由5部分组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。控制器（Control):是整个计算机的中枢神经，其功能是
8、对程序规定的控制信息进行解释，根据其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分工作及内存与外设的访问等。运算器（Datapath)：对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工和处理。存储器（Memory)存储数据、程序和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。包括内存和硬盘。输入设备（Inputsystem)：将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。常见的输入设备有键盘、鼠标、磁盘机、光盘机等。输出设备（Outputsystem):将计算机内各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来。如打印机，绘图仪等。20自主探究自主探究结合“曹
9、冲称象”的具体算法，总结算法的特征有哪些？21基本特征基本特征1.有限性：一个算法的步骤序列是有限的，必须在有限操作之后停止，不能是无限的。2.确定性：算法中的每一步应该是确定的并且能有效的执行且得到确定的结果，而不应当是模棱两可的。3.顺序性与正确性：算法从初始步骤开始，分为若干明确的步骤，每一个步骤只能有一个确定的后继步骤，前一步是后一步的前提，只有执行完前一步才能进行下一步，即上一步在哪里，下一步是什么都必须明确，无二义性。4.不唯一性：求解某一个问题的解法不一定是唯一的，对于一个问题可以有不同的算法。5.普遍性：很多具体的问题，都可以设计合理的算法去解决。22大显身手大显身手1、以下给
10、出关于算法的几种说法，其中正确的是（）。A、算法就是某一个问题的解题方法B、对于给定的一个问题，其算法不一定是唯一的C、一个算法可以不产生确定的结果D、算法的步骤可以无限地执行下去不停止23大显身手大显身手甲、乙、丙、丁四个人过桥，分别需要1分钟、2分钟、5分钟、10分钟。因为天黑，他们必须借助手电筒过河。可是，他们只有一个手电筒，且桥的载重有限，每次最多过两人。4个人怎样才能在最短的时间内过桥呢？请尝试写出在最短时间内过桥的算法。24解析解析1.B2.大家很容易想到，让甲乙搭配，丙丁搭配，应该比较节省时间。而只有一个手电筒，每次只能过两个人，所以每次过桥后还得有一人返回送手电筒。为了节省时间，肯定尽可能让速度快的人承担往返送手电筒的任务。那么首先让甲和乙先过桥，用时2分钟，再由甲返回送手电筒，需要1分钟；然后丙丁一起过桥，用时10分钟；接着乙返回送手电筒，用时2分钟；最后乙和甲一起过桥，用时2分钟。所以花费总时间为2+1+10+2+2=17分钟。252627
