算法及其特征2019教科版高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉將解決問(wèn)題的方法歸結(jié)為一系列清晰、準(zhǔn)確的步驟的過(guò)程。了解算法的基本要素和重要特征。運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆绞矫枋鏊惴ā＿\(yùn)用Python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單算法，解決問(wèn)題。三維目標(biāo)知識(shí)與技能：能夠合理并綜合運(yùn)用三種類(lèi)型的流程圖能夠?qū)⑺惴?、流程圖進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換能夠通過(guò)流程圖解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程與方法通過(guò)講授時(shí)的活動(dòng)練習(xí)和探究任務(wù)，提高綜合運(yùn)用算法、流程圖實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)的能力。情感態(tài)度價(jià)值觀能夠從實(shí)際生活中、其他學(xué)科中感知到算法和流程圖的實(shí)際價(jià)值。學(xué)科核心素養(yǎng)通過(guò)選擇排序算法將算法、流程圖和程序設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，奠定高級(jí)算法基礎(chǔ)和高階信息素養(yǎng)。一、舊知復(fù)習(xí)【流程圖】一、舊知復(fù)習(xí)【流程圖】1.輸入變量a、b的值。2.比較a和b。如果a>b，則a存入以max命名的存儲(chǔ)單元中；否則，b存入max。3.輸出結(jié)果max。將右側(cè)的流程圖轉(zhuǎn)換為算法該流程圖的目的是什么？比較a與b的大小，并輸出最大值。算法軟件開(kāi)發(fā)社團(tuán)要招募新成員，報(bào)名的同學(xué)要經(jīng)過(guò)面試才能加入。第一關(guān)面試題是：“一個(gè)房間有3盞燈，房間外有3個(gè)開(kāi)關(guān)分別控制這3盞燈。在只允許進(jìn)房間一次的情況下，如何判斷哪個(gè)開(kāi)關(guān)控制哪盞燈？”二、知識(shí)講授二、知識(shí)講授1、亮與不亮；2、熱與不熱；燈亮推出開(kāi)關(guān)的控制燈熱推出燈曾經(jīng)亮過(guò)。燈的屬性算法二、知識(shí)講授分析步驟：首先開(kāi)1號(hào)、2號(hào)兩個(gè)開(kāi)關(guān)；2分鐘后關(guān)閉1號(hào)開(kāi)關(guān)；進(jìn)房間，顯然亮著的燈由2號(hào)開(kāi)關(guān)控制；接下來(lái)摸一下另外兩盞不亮的燈，發(fā)熱的燈肯定由1號(hào)開(kāi)關(guān)控制；最后確定3號(hào)開(kāi)關(guān)控制的燈。根據(jù)左側(cè)算法補(bǔ)充完整流程圖算法二、知識(shí)講授首先開(kāi)1號(hào)、2號(hào)兩個(gè)開(kāi)關(guān)；2分鐘后關(guān)閉1號(hào)開(kāi)關(guān)；進(jìn)房間，顯然亮著的燈由2號(hào)開(kāi)關(guān)控制；接下來(lái)摸一下另外兩盞不亮的燈，發(fā)熱的燈肯定由1號(hào)開(kāi)關(guān)控制；最后確定3號(hào)開(kāi)關(guān)控制的燈。根據(jù)左側(cè)算法補(bǔ)充完整流程圖算法二、知識(shí)講授首先開(kāi)1號(hào)、2號(hào)兩個(gè)開(kāi)關(guān)；2分鐘后關(guān)閉1號(hào)開(kāi)關(guān)；進(jìn)房間，顯然亮著的燈由2號(hào)開(kāi)關(guān)控制；接下來(lái)摸一下另外兩盞不亮的燈，發(fā)熱的燈肯定由1號(hào)開(kāi)關(guān)控制；最后確定3號(hào)開(kāi)關(guān)控制的燈。根據(jù)左側(cè)算法補(bǔ)充完整流程圖算法二、知識(shí)講授算法從某種意義上說(shuō)，算法也是一種數(shù)學(xué)模型。一般而言，問(wèn)題求解的第一步是數(shù)學(xué)建模。用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述實(shí)際現(xiàn)象，將現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)模型，就可能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì)并判定其能否求解，繼而找到求解該問(wèn)題的方法和算法。二、知識(shí)講授算法有窮性算法必須能在執(zhí)行有限個(gè)步驟之后終止。確切性算法中的每一次運(yùn)算都有明確的定義，具有無(wú)二義性，并且可以通過(guò)計(jì)算得到唯一的結(jié)果。輸入項(xiàng)一個(gè)算法有0個(gè)或多個(gè)輸入，以刻畫(huà)運(yùn)算對(duì)象的初始情況，所謂0個(gè)輸入是指算法本身給出了初始條件。輸出項(xiàng)算法一定要有輸出。任何算法都不能"無(wú)功而返"?？尚行运惴ㄖ袌?zhí)行的任何計(jì)算都可以在有限時(shí)間內(nèi)完成（也稱(chēng)為有效性）。算法中的運(yùn)算都必須是可以實(shí)現(xiàn)的。二、知識(shí)講授選擇排序算法觀看視頻并思考，視頻里是如何實(shí)現(xiàn)由小到大排序的？二、知識(shí)講授選擇排序算法內(nèi)涵選擇排序（Selectionsort）是一種簡(jiǎn)單直觀的排序算法。它的工作原理是每一次從待排序的數(shù)據(jù)元素中選出最小（或最大）的一個(gè)元素，存放在序列的起始位置，所以稱(chēng)為：選擇排序。原理（或算法）設(shè)第一個(gè)元素為比較元素，依次和后面的元素比較比較完所有元素找到最小的元素，將它和第一個(gè)元素互換重復(fù)上述操作，我們找出第二小的元素和第二個(gè)位置的元素互換以此類(lèi)推找出剩余最小元素將它換到前面，即完成排序二、知識(shí)講授【9和2交換】【6和4交換】？？？觀察左側(cè)交換位置，請(qǐng)你說(shuō)出各數(shù)組的實(shí)現(xiàn)過(guò)程和原理。選擇排序算法二、知識(shí)講授給出數(shù)組4、5、6、3、2、11、畫(huà)出每次排序的結(jié)果，并說(shuō)明每次排序的過(guò)程。2、繪制選擇排序的流程圖?！揪毩?xí)】選擇排序算法二、知識(shí)講授數(shù)據(jù)類(lèi)型——數(shù)組數(shù)組用于在單個(gè)變量中存儲(chǔ)多個(gè)值【練習(xí)】嘗試以下代碼二、知識(shí)講授數(shù)據(jù)類(lèi)型——數(shù)組數(shù)組用于在單個(gè)變量中存儲(chǔ)多個(gè)值語(yǔ)句闡釋結(jié)果course=["語(yǔ)文","數(shù)學(xué)","英語(yǔ)"]print(course)設(shè)置數(shù)組為course["語(yǔ)文","數(shù)學(xué)","英語(yǔ)"]輸出數(shù)組courseprint(len(course))輸出數(shù)組course的長(zhǎng)度course[0]=“歷史”print(course)將“語(yǔ)文”改為“歷史”輸出數(shù)組courseforiincourse:

print(i)遍歷course數(shù)組，并將每個(gè)值賦給i，輸出i【練習(xí)】嘗試以下代碼二、知識(shí)講授核心結(jié)構(gòu)：循環(huán)結(jié)構(gòu)和選擇結(jié)構(gòu)設(shè)需要比較的數(shù)為a[i]設(shè)移動(dòng)比較的數(shù)為a[j]循環(huán)結(jié)構(gòu)為：j=i+1：起始比較j=j+1：逐位移動(dòng)選擇結(jié)構(gòu)為：如果a<b，則min=a;否則，min=b選擇排序算法二、知識(shí)講授【練習(xí)】設(shè)計(jì)程序代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)組4、5、6、3、2、1的Python程序選擇排序算法二、知識(shí)講授A=[4,5,6,3,2,1]#print(len(A))#len(A):返回?cái)?shù)組A的長(zhǎng)度，可通過(guò)print(len(A))來(lái)看一下結(jié)果foriinrange(len(A)):min_idx=i#設(shè)min_idx為A數(shù)組的初始位置，即A[min_idx]=64forjinrange(i+1,len(A)):#執(zhí)行循環(huán)，進(jìn)行兩個(gè)數(shù)的比較，將最小值的序號(hào)賦值為min_idxifA[min_idx]>A[j]:min_idx=j

A[i],A[min_idx]=A[min_idx],A[i]#交換順序，將最小值放在前面

print("排序后的數(shù)組：")foriinrange(len(A)):print("%d"%A[i])【運(yùn)行程序】選擇排序算法二、知識(shí)講授我們常利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、精確度高的特點(diǎn)解決實(shí)際問(wèn)題。在設(shè)計(jì)算法時(shí)，最簡(jiǎn)單的方法就是"直譯"我們的思維過(guò)程。有一種算法是把所有可能的答案一一列舉，合適就保留，不合適就丟棄。這種方法稱(chēng)作“枚舉”或“窮舉”。枚舉算法二、知識(shí)講授枚舉算法這次面試的冠軍在A、B、C、D四位同學(xué)中。A說(shuō)：“不是我?！盉說(shuō)：“是C。”C說(shuō)：“是D?！盌說(shuō)：“C說(shuō)的不對(duì)?！币阎娜酥杏幸蝗苏f(shuō)了假話。你能判斷出到底誰(shuí)是冠軍嗎？說(shuō)出你的結(jié)論和判斷過(guò)程。【活動(dòng)】C和D是矛盾的二、知識(shí)講授在不知道誰(shuí)說(shuō)真話、誰(shuí)說(shuō)假話的情況下，最簡(jiǎn)單的方法就是把所有可能都枚舉出來(lái)。因?yàn)橹挥幸晃还谲姡钥梢悦杜e選手的編號(hào)，并對(duì)A、B、C、D四個(gè)人的話進(jìn)行判斷。在本任務(wù)中，我們需要把每個(gè)人說(shuō)的話轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的表達(dá)式。如A說(shuō)：“不是我?！笨梢员硎緸椤癷！='A'”，其中i為枚舉冠軍選手編號(hào)。

枚舉算法二、知識(shí)講授champion=['A','B','C','D']#設(shè)置選手列表#foriinchampion:

cond=(i!='A')+(i=='C')+(i=='D')+(i!='D')

ifcond==3:

print("冠軍是：",i)執(zhí)行左側(cè)代碼并嘗試說(shuō)明cond的內(nèi)涵。1、(i==‘D’)+(i!=‘D’)結(jié)果必然為1。2、嘗試修改代碼，使得輸出冠軍為A枚舉算法三、拓展學(xué)習(xí)PAD流程圖PAD圖（問(wèn)題分析圖）是一種算法描述工具，它所描述的程序結(jié)構(gòu)十分清晰。最左邊的豎線是程序的主線，即第一層控制結(jié)構(gòu)。隨著程序?qū)哟蔚?/p>