資源簡介

(共20張PPT)
3.1體驗計算機解決問題的過程
3.2算法及其描述
3.3計算機程序與程序設計語言
第三章 算法基礎
信息技術 必修1
粵教版普通高中教科書
第二節 程序設計語言
在現實生活中，我們經常需要對數據進行統計、分析。當數據量不多時，我們可以采用人工方法來處理；然而，當數據量變多時，我們運用計算機來解決問題將是一種更高效、更便捷的方案。
第三章 算法基礎
3.1.1
人工解決問題的過程
問題：找出從長沙市經株洲市到醴陵市耗時最少的旅行路線。
長沙市
株洲市
醴陵市
M1
M7
N1
N9
3.1體驗計算機解決問題的過程
除了火車外，還有汽車、出租車等出行方式可用。
第三章 算法基礎
體驗人工解決問題
探究活動
分析題解決步驟：
1．用窮舉法列出從A市經B1市的各班次的耗時，及相應可中轉的B1市到B市的各班次的等待時長及行程耗時；
2．算出各組合的總耗時；
3．找到耗時最少的路線。
從A 到B1 編號 出發時間 到達時間 耗時 從B1 到B 編號 出發時間 到達時間 耗時
飛機 M1 09:00 12:00 3 飛機 無 無 無 無
M2 12:00 14:30 2.5
M3 16:00 18:00 2
火車 M4 08:00 20:00 12 火車 N1 09:00 10:30 1.5
M5 10:00 20:00 10 N2 11:00 12:18 1.3
M6 12:00 21:36 9.6 N3 15:00 16:00 1
M7 13:00 22:36 9.6 N4 18:00 20:00 2
汽車 無 無 無 無 汽車 N5 08:00 09:48 1.8
N6 09:00 11:00 2
N7 13:00 15:12 2.2
N8 15:00 17:12 2.2
N9 18:00 19:42 1.7
表3-1-1 從A市經B1市到B市的交通情況
3.1體驗計算機解決問題的過程
A
B1
B
M1
M7
N1
N9
體驗人工解決問題
探究活動
從A市經B1市到B市的交通情況分析結果
表3-1-2 從A市經B1市到B市可組合班次情況
從A到B1 班次編號 耗時 從B1到B可中轉班次 總耗時
編號 耗時 等待時長
M1 3 N3 1 3 7
N4 2 6 11
N7 2.2 1 6.2
N8 2.2 3 8.2
N9 1.7 6 10.7
M2 2.5 N3 1 0.5 4
N4 2 3.5 8
N8 2.2 0.5 5.2
N9 1.7 3.5 7.7
第三章 算法基礎
3.1體驗計算機解決問題的過程
探究活動
事實上，從A市到B市中轉的城市有k個，且分別有不同的交通工具及班次：
組合班次有S=M1 ×N1+M2 ×N2+…… +Mk ×Nk
分
析
A
B1
…
Bk
B
當數據量很大，人工處理效率很低時，我們可以借助計算機工具，通過編制計算機程序來解決問題。
第三章 算法基礎
3.1體驗計算機解決問題的過程
探究活動
第三章 算法基礎
體
驗
3.1體驗計算機解決問題的過程
打開學案程序，體驗用計算機解程序求解耗時最少旅行路線方案
解決問題的步驟（算法） 程序代碼（部分）
（1）分別算出從A市到B1 ，B2 ，…，Bk市的班次所用的時間； for i in range(1,rs1):
t14=table_1.cell(i,4).value
t12=t14-table_1.cell(i,2).value
（2）找到能夠中轉到達B市的班次路線件k條，并計算出總耗時； for j in range(1,rs2):
t22=table_2.cell(j,2).value
if t14-t22>=1/24:#中轉時間超過1小時
m1=t12+(t22-t14)+(table_2.cell(j,4).value-t22)
（3）找出K條線路中耗時最少的班次組合為最佳旅行路線 if m>m1:
m=m1
r1=i
r2=j
探究活動
編制計算機程序解決問題需要經歷哪些過程？
問
題
計算機解決問題的過程
第三章 算法基礎
3.1.2
計算機解決問題的過程
項目實施
3.1體驗計算機解決問題的過程
人工求解與計算機求解問題的方式的異同
探究活動
第三章 算法基礎
討
論
求解問題的方式 相同點 不同點
人工求解問題
用計算機求解問題
3.1體驗計算機解決問題的過程
分析問題、設計算法、得出結果、驗算結果
編寫程序、調試程序、運行速度快，通用性強。
每次只能對特定的問題進行解答，運算速度慢，不需要借助計算機工具。
小
結
程序設計是計算機可編程性的體現。
第三章 算法基礎
3.3計算機程序與程序設計語言
程序設計，亦稱編程，深度應用計算機的主要手段。
程序設計
程序設計已經成為當今社會需求量最大的職業技能之一。很多崗位都將被計算機程序接管，程序設計將是生存技能。
編程語言相比自然語言更簡單、更嚴謹、更精確。
據說全世界存在過的程序設計語言超過2500多種，相當于人類語言種類的一半，但是多數程序設計語言使用比較少，有些甚至被徹底遺忘。程序設計語言的發展歷經了從低級到高級的過程，其發展的核心思想就是“讓人更容易編程”。
第三章 算法基礎
3.3計算機程序與程序設計語言
探究活動
探究活動
了
解
2021年，IEEE Spectrum 發布了第五屆頂級編程語言交互排行榜前十位的高級語言如右：
它們誕生的時間：
Python（1991年）、C++（1983年）、C（1972年）、Java（1995年）、C#（2000年）、PHP（1994）、R（1995年）、JavaScript（1992年）、Go（2007年）、Assembly（1951年）
第三章 算法基礎
3.3計算機程序與程序設計語言
Python的起源
探究活動
活動1：觀看微課《3-4計算機程序的運行原理》
第一章 數據與信息
1.2 數據編碼
交
流
算法、程序、程序設計、程序設計語言之間的關系是什么？請完成學案。
如何將源代碼變成目標代碼？
探究活動
編程語言的執行方式
第一章 數據與信息
1.2 數據編碼
源代碼：采用某種編程語言編寫的計算機程序，人類可讀。
例如：result=2+3
目標代碼：計算機可直接執行，人類不可讀（專家除外）
例如：11010010 00111011
解釋：將源代碼逐條轉換成目標代碼同時逐條運行的過程。
每次程序運行時隨翻譯隨執行。（類似實時的同聲傳譯）
探究活動
第一章 數據與信息
1.2 數據編碼
編譯：將源代碼一次性轉換成目標代碼的過程。
一次性翻譯，之后不再需要源代碼（類似英文翻譯）
探究活動
實
踐
通過網絡搜索相關知識，了解高級語言的編譯過程和解釋過程各有什么優勢和不足，完成學案
第三章 算法基礎
語言種類 優勢 不足
編譯型語言
解釋型語言
3.3計算機程序與程序設計語言
程序執行速度快，程序執行效率高，同等條件下對系統要求較低。
不同系統平臺間的兼容性高。
程序執行效率比較低。
跨平臺性差些。
課堂總結：
第三章 算法基礎
3.2算法及其描述
THANKS
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