算法的概念第一頁(yè)，共26頁(yè)。本課學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知識(shí)目標(biāo)掌握算法的概念和特征；掌握計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的基本原理，理解計(jì)算機(jī)執(zhí)行算法的過(guò)程。2、技能目標(biāo)根據(jù)具體案例，分析算法的一般過(guò)程；能夠簡(jiǎn)單分析計(jì)算機(jī)執(zhí)行算法的一般步驟。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)理解算法在生活、學(xué)習(xí)中的重要意義；通過(guò)對(duì)算法的學(xué)習(xí)感受問(wèn)題分析的嚴(yán)謹(jǐn)性，養(yǎng)成解決問(wèn)題的好習(xí)慣。第二頁(yè)，共26頁(yè)。材料一：有一次，吳國(guó)孫權(quán)送給曹操一頭大象，曹操十分高興。大象運(yùn)到許昌那天，曹操帶領(lǐng)文武百官和小兒子曹沖，一同去看。曹操的人都沒(méi)有見(jiàn)過(guò)大象。這大象又高又大，光說(shuō)腿就有大殿的柱子那么粗，人走近去比一比，還夠不到它的肚子。曹操對(duì)大家說(shuō)：“這只大象真是大，可是到底有多重呢？你們哪個(gè)有辦法稱它一稱？”嘿！這么大個(gè)家伙，可怎么稱呢！大臣們紛紛議論開(kāi)了。一個(gè)說(shuō)：“只有造一桿頂大頂大的秤來(lái)稱?！绷硪粋€(gè)說(shuō)：“這可要造多大的一桿秤呀！再說(shuō)，大象是活的，也沒(méi)辦法稱呀！我看只有把它宰了，切成塊兒稱?！彼脑拕傉f(shuō)完，所有的人都哈哈大笑起來(lái)。大家說(shuō)：“你這個(gè)辦法呀，真叫笨極啦！為了稱稱重量，就把大象活活地宰了，不可惜嗎？”大臣們想了許多辦法，一個(gè)個(gè)都行不通。真叫人為難了。這時(shí)，曹操的兒子曹沖從人群里走了出來(lái)，對(duì)曹操說(shuō)：“爸爸，我有個(gè)法兒，可以稱大象?！辈懿傩χf(shuō)：“你小小年紀(jì)，有什么法子？你倒說(shuō)說(shuō)，看有沒(méi)有道理?！辈軟_把辦法說(shuō)了。曹操一聽(tīng)連連叫好。第三頁(yè)，共26頁(yè)。問(wèn)題一：同學(xué)們，你們知道曹沖是怎么稱的嗎？“曹沖稱象”的原理是什么？第四頁(yè)，共26頁(yè)。步驟：首先把大象牽到船上；然后等船身穩(wěn)定了，在船舷上與水面平齊的地方，刻一條道道（作標(biāo)記）接著把象牽到岸上來(lái)，把大大小小的石頭，一塊一塊地往船上裝，等船身沉到剛才刻的那條道道和水面一樣齊了，停止裝石頭；最后分多次稱石頭的重量，將重量相加，就是大象的重量。第五頁(yè)，共26頁(yè)。原理：聰明的曹沖所用的方法是“等量替換法”。用許多石頭代替大象，通過(guò)在船舷上刻畫記號(hào)，讓大象與石頭產(chǎn)生等量的效果，再一次次稱出石頭的重量，將“大”轉(zhuǎn)為“小”，將“難”轉(zhuǎn)為“易”。第六頁(yè)，共26頁(yè)。材料二：一家三口在戶外野餐。只有一個(gè)烤肉架，正好能容納兩片烤肉。已知烤一片肉的兩面需要20分鐘，怎樣才能在最短的時(shí)間里烤完三片肉呢？

第七頁(yè)，共26頁(yè)。步驟：設(shè)肉片為A、B、C，每片肉的兩面記為1、2。第一個(gè)10分鐘烤A1和B1。把B肉片先放到一邊，再花10分鐘烤A2和C1，此時(shí)肉片A可以烤完。再花10分鐘烤B2和C2，僅花30分鐘就烤完了三片肉。啟示：?jiǎn)栴}的關(guān)鍵在于烤完肉片的第一面后并不一定馬上去烤其反面。第八頁(yè)，共26頁(yè)。材料三：一次,愛(ài)迪生把一個(gè)電燈泡的玻璃殼交給他的助手,要他計(jì)算電燈泡的體積.由于電燈泡不是規(guī)則的圓形,這位助手算了一個(gè)上午也沒(méi)有算出來(lái).愛(ài)迪生從外面回來(lái)時(shí),看見(jiàn)助手仍然在一大堆公式和數(shù)據(jù)中苦苦思索.他見(jiàn)到愛(ài)迪生后,表示抱歉,并解釋由于電燈泡不規(guī)則而沒(méi)有完成任務(wù).愛(ài)迪生笑了笑,什么也沒(méi)有說(shuō),接過(guò)助手手里的電燈泡殼，用了不到2分鐘就測(cè)量出來(lái)了。第九頁(yè)，共26頁(yè)。步驟：首先將燈泡殼里裝滿水，然后把水倒進(jìn)量杯，最后測(cè)量出的水的體積就是燈泡殼的體積。（等量替換法）第十頁(yè)，共26頁(yè)。什么叫做算法？想一想第十一頁(yè)，共26頁(yè)。算法的概念算法是指做某一件事或者解決某一類問(wèn)題明確而有效的一系列步驟、方法或程序。廣義上說(shuō)，算法就是完成某類工作的方法和步驟。如：做應(yīng)用題，洗衣服，做眼保健操，超市購(gòu)物等等。從數(shù)學(xué)角度看，算法是對(duì)某一類問(wèn)題機(jī)械的、統(tǒng)一的求解方法?，F(xiàn)代意義上的算法，通常是指可以用計(jì)算機(jī)來(lái)解決的某一類問(wèn)題的程序或步驟。這些程序和步驟必須是明確、可執(zhí)行的，而且可以在有限步之內(nèi)完成。第十二頁(yè)，共26頁(yè)。自我檢測(cè)

學(xué)校舉行校園歌手大賽，評(píng)委由6人組成。評(píng)分方法：去掉一個(gè)最高分。去掉一個(gè)最低分，計(jì)算其余四位評(píng)委的平均分最為選手的最終的分。請(qǐng)嘗試寫出計(jì)算選手得分的算法。第十三頁(yè)，共26頁(yè)。算法分析首先去掉六個(gè)分?jǐn)?shù)中的最高分；然后去掉六個(gè)分?jǐn)?shù)中的最低分；接著將剩余四個(gè)分?jǐn)?shù)相加；最后將加數(shù)的和除以4得出的平均分就是選手的最終成績(jī)。啟示：這是為了防止某些評(píng)委因?yàn)閭€(gè)人因素對(duì)成績(jī)產(chǎn)生影響，平均數(shù)能夠表明一組數(shù)據(jù)的整體特征，但是它又受到某些極端數(shù)據(jù)的影響。為了避免部分評(píng)委的個(gè)人好惡，所以我們平常就會(huì)選擇去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分的方法，從而更客觀的評(píng)價(jià)一個(gè)選手的表現(xiàn)和能力。第十四頁(yè)，共26頁(yè)。思維擴(kuò)展魏則西事件說(shuō)明了什么？第十五頁(yè)，共26頁(yè)。啟示

算法的設(shè)計(jì)必須符合國(guó)家法律，符合社會(huì)秩序、公共道德和良知。第十六頁(yè)，共26頁(yè)。

嘗試寫出計(jì)算123+321=？的具體步驟。自主探究第十七頁(yè)，共26頁(yè)。計(jì)算機(jī)是如何計(jì)算123+321=？小組討論第十八頁(yè)，共26頁(yè)。一般過(guò)程：

首先通過(guò)鍵盤輸入算式123+321，并將其轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制形式轉(zhuǎn)入內(nèi)存儲(chǔ)器；然后控制器從內(nèi)存儲(chǔ)器中讀取指令+并進(jìn)行譯碼，運(yùn)算器根據(jù)控制器的譯碼結(jié)果讀取運(yùn)算數(shù)“123”和“321”進(jìn)行運(yùn)算，并把結(jié)果寫回存儲(chǔ)器；最后輸出設(shè)備從存儲(chǔ)器中讀取運(yùn)算結(jié)果，轉(zhuǎn)化為我們能識(shí)別的形式輸出。（二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制）第十九頁(yè)，共26頁(yè)。知識(shí)回顧計(jì)算機(jī)硬件由5部分組成：控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備?？刂破鳎–ontrol):是整個(gè)計(jì)算機(jī)的中樞神經(jīng)，其功能是對(duì)程序規(guī)定的控制信息進(jìn)行解釋，根據(jù)其要求進(jìn)行控制，調(diào)度程序、數(shù)據(jù)、地址，協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部分工作及內(nèi)存與外設(shè)的訪問(wèn)等。運(yùn)算器（Datapath)：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理。存儲(chǔ)器（Memory)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、程序和各種信號(hào)、命令等信息，并在需要時(shí)提供這些信息。包括內(nèi)存和硬盤。輸入設(shè)備（Inputsystem)：將程序、原始數(shù)據(jù)、文字、字符、控制命令或現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)等信息輸入到計(jì)算機(jī)。常見(jiàn)的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、磁盤機(jī)、光盤機(jī)等。輸出設(shè)備（Outputsystem):將計(jì)算機(jī)內(nèi)各種數(shù)據(jù)符號(hào)及文字或各種控制信號(hào)等信息輸出出來(lái)。如打印機(jī)，繪圖儀等。第二十頁(yè)，共26頁(yè)。自主探究結(jié)合“曹沖稱象”的具體算法，總結(jié)算法的特征有哪些？第二十一頁(yè)，共26頁(yè)?；咎卣饔邢扌裕阂粋€(gè)算法的步驟序列是有限的，必須在有限操作之后停止，不能是無(wú)限的。確定性：算法中的每一步應(yīng)該是確定的并且能有效的執(zhí)行且得到確定的結(jié)果，而不應(yīng)當(dāng)是模棱兩可的。順序性與正確性：算法從初始步驟開(kāi)始，分為若干明確的步驟，每一個(gè)步驟只能有一個(gè)確定的后繼步驟，前一步是后一步的前提，只有執(zhí)行完前一步才能進(jìn)行下一步，即上一步在哪里，下一步是什么都必須明確，無(wú)二義性。不唯一性：求解某一個(gè)問(wèn)題的解法不一定是唯一的，對(duì)于一個(gè)問(wèn)題可以有不同的算法。普遍性：很多具體的問(wèn)題，都可以設(shè)計(jì)合理的算法去解決。第二十二頁(yè)，共26頁(yè)。大顯身手1、以下給出關(guān)于算法的幾種說(shuō)法，其中正確的是（

）。

A、算法就是某一個(gè)問(wèn)題的解題方法

B、對(duì)于給定的一個(gè)問(wèn)題，其算法不一定是唯一的

C、一個(gè)算法可以不產(chǎn)生確定的結(jié)果

D、算法的步驟可以無(wú)限地執(zhí)行下去不停止

第二十三頁(yè)，共26頁(yè)。大顯身手甲、乙、丙、丁四個(gè)人過(guò)橋，分別需要1分鐘、2分鐘、5分鐘、10分鐘。因?yàn)樘旌冢麄儽仨毥柚蛛娡策^(guò)河?？墒牵麄冎挥幸粋€(gè)手電筒，且橋的載重有限，每次最多過(guò)兩人。4個(gè)人怎樣才能在最短的時(shí)間內(nèi)過(guò)橋呢？請(qǐng)嘗試寫出在最短時(shí)間內(nèi)過(guò)橋的算法。第二十四頁(yè)，共26頁(yè)。解析1.B2.大家很容易想到，讓甲乙搭配，丙丁搭配，應(yīng)該比較節(jié)省時(shí)間。而只有一個(gè)手電筒，每次只能過(guò)兩個(gè)人，所以每次過(guò)橋后還得有一人返回送手電筒