计算机应用基础课件——计算机解决问题的方法.ppt

第四章 计算机解决问题的方法,教学目的：了解计算机解决问题的一般步骤理解算法和程序设计的概念理解结构化程序设计的含义掌握三种基本结构流程图的画法初步学会用N-S流程图表示结构化算法掌握“自顶向下，逐步细化”的解决问题方法教学重点（难点）：掌握三种基本结构流程图的画法教学课时：13课时,第四章 计算机解决问题的方法,本章内容,4.1 生活问题的解决,4.1.1日常生活问题的处理过程程序设计：寻找方法和步骤的过程算法：解决问题的方法和步骤,4.1.1日常生活问题的处理过程例题：萧峰同学准备用几年积攒下来的零钱，买一台计算机、一辆自 行车和一双拳击手套。他家附近的计算机公司、银行、体育用品商店和自行车行所处位置如图4-1所示。他应该怎样设计完成任务的线路和步骤呢？,4.1 生活问题的解决,方法A：（1）去银行取钱；（2）去体育用品商店买拳击手套；（3）到计算机公司买计算机；（4）扛着计算机到自行车商店买自行车；（5）骑车运计算机回家。方法B：（1）去银行取钱；（2）去自行车商店买自行车；（3）骑自行车到体育用品商店买拳击手套；（4）到计算机公司买计算机；（5）骑车运计算机回家。,4.1 生活问题的解决,4.1.2 算法的表示方法 常见的算法表示方法有：文字描述、图解表示、音像演示、流程图表示等。,1.用文字描述算法实例：景泰蓝的制作（叶圣陶）优点是：符合人们日常的习惯，容易表达，常用在要求不必太严格的场合。缺点是：文字冗长，不够严谨，容易产生歧义。,4.1 生活问题的解决,4.1.2 算法的表示方法2.用图解描述算法常见的游戏下载步骤说明（图4-3）就是一种典型的算法图解。例子：广播操动作图解、建筑和机械行业的施工图纸等。特点：直观形象，但成本较高，还需要一定的制作技术作保障。,4.1 生活问题的解决,图4-3 游戏软件下载算法的图解表示实例,4.1 生活问题的解决,4.1.2 算法的表示方法3.音像媒体演示算法例如：有些微波炉生产厂家，特意附送几张用微波炉烹制佳肴的光盘。特点：容易吸引人们的注意力，但制作成本比较昂贵。,4.1 生活问题的解决,4.1.2 算法的表示方法4.用流程图描述流程图是以若干有关系的框图来描述算法流程的工具，它的画法有统一的规定。特点：简洁概括、关系分明。,4.1 生活问题的解决,4.1 生活问题的解决,4.1.3 传统流程图流程图一般有传统流程图和N-S流程图。下表是传统流程图规定的常用符号形状及相应含义。,4.1 生活问题的解决,4.1.3 传统流程图下图是出租车收费标准。,(a)出租车收费规定,4.1 生活问题的解决,4.1.3 传统流程图用传统流程图描述了出租车收费问题的计算过程。,4.1 生活问题的解决,4.1.3 传统流程图优点：直观形象、流程清晰，成本较低。缺点：流程图面积较大，而且由于流程线的使用，使流程任意转移，容易使人弄不清流程的思路。,4.1.4 结构化流程图的三种基本结构与N-S流程图 1966年，Bohm和Jacopini证明，任何复杂的流程都可以用顺序、选择（或称为分支）和循环（或称为重复）三种基本结构组合而成。结构化流程的核心内容就是：所有的流程只能由顺序结构、选择结构（或称为分支结构）、循环结构（或称为重复结构）三种基本结构组成，其中循环结构又可分为“当型循环结构”和“直到型循环结构”，而其它所有的流程都是由这三种结构派生而出的。,4.1 生活问题的解决,4.1.4 结构化流程图的三种基本结构与N-S流程图1973年 美国学者B.Schneiderman和I.Nassi N-S流程图。N-S图的全部算法都写在一个框内，每一种基本结构也是一个框，因此也常称此为盒图。,4.1 生活问题的解决,4.2 计算机解决问题的方法之一顺序,4.2.1 顺序结构及其流程图,图4-6 一个典型的游戏登录界面,4.2 计算机解决问题的方法之一顺序,4.2.1 顺序结构及其流程图顺序结构：按顺序进行解决问题的结构。图4-7就是顺序结构的流程图，表示其中的a块操作与b块操作之间须按顺序执行。,4.2 计算机解决问题的方法之一顺序,4.2.1 顺序结构及其流程图图4-8是登录游戏的过程的N-S图,4.2 计算机解决问题的方法之一顺序,4.2.2 顺序结构的计算机算法举例例4-1用流程图表示求底边为a、高为h的三角形面积s的算法。计算机处理这个问题的步骤为：S1：将a和h的值输入到计算机；S2：根据公式计算s的值；S3：输出s的值。,图4-9 求三角形面积的流程图,4.2 计算机解决问题的方法之一顺序,4.2.2 顺序结构的计算机算法举例例4-2有两个变量a和b，将它们的值互换。主要步骤为：S1：将变量a的值送给变量c（）；S2：将变量b的值送给变量a（）；S3：将变量c的值送给变量b（）。完整的步骤为：S0：输入变量a和b的值；S1：将变量a的值送给变量c（）；S2：将变量b的值送给变量a（）；S3：将变量c的值送给变量b（）。S4：输出交换后的a、b的值。,图4-10 互换两个变量的值,4.2 计算机解决问题的方法之一顺序,4.2.2 顺序结构的计算机算法举例,图4-10 互换两个变量的值,4.3 计算机解决问题的方法之一选择,4.3.1 分支结构及其流程图选择结构：也称为分支结构，需要判断给定的条件是否满足，然后根据判断的结果在两条分支路径中选择执行一条的结构。,4.3 计算机解决问题的方法之一选择,4.3.1 分支结构及其流程图,图4-12 选择结构的流程图实例,4.3 计算机解决问题的方法之一选择,4.3.2 分支结构的计算机算法举例,例4-3某城市的出租车收费标准为：路程在3公里以下，收起步价8元；路程超过3公里者，超过部分按每公里1.5元加收。如果路程为s公里，运费为f元，则计算公式为：,算法流程图如图4-4所示。,4.3 计算机解决问题的方法之一选择,4.3.3 多分支问题,市发展计划委员会关于调整居民自来水价格的通知 为节约用水，从2005年5月1日起实行居民用水分段收费办法。当居民用水不超过5吨时，按每吨0.8元收费；当月用水超过5吨不超过10吨时，超过部分按每吨1元收费；当月用水超过10吨时，超过部分按每吨1.5元收费。,例4-4 近年夏天，全国很多地区发生严重干旱，自来水公司为鼓励市民节约用水，采取分段收费标准（如右）。试用N-S图表示水费的收取问题。分析：设居民当月用水x吨，水费y元，计算公式为：,4.3 计算机解决问题的方法之一选择,4.3.3 多分支问题,4.3 计算机解决问题的方法之一选择,4.3.3 多分支问题,例4-5商场搞促销活动，向一次性购物金额高的顾客让利，张贴广告如右。请用N-S图描述计算机根据购货总额（折前货款）x来计算实付货款（折后货款）y的过程。,好 消 息 为答谢广大顾客，本商场隆重推出金秋让利活动。凡在本商一次性购物 2000元(含2000元,以下同)到3000元者，给予九五折优惠；3000元到4000元者，给予九折优惠；4000元到5000元者，给予八五折优惠；5000元以上者，给予八折优惠。欢迎参与！,4.3 计算机解决问题的方法之一选择,4.3.3 多分支问题,分析：根据题意可知：,4.3 计算机解决问题的方法之一选择,4.3.3 多分支问题,4.4 计算机解决问题的方法之一循环,4.4.1 循环结构及其流程图,图4-17 账号或密码出错时的系统提示,4.4 计算机解决问题的方法之一循环,4.4.1 循环结构及其流程图重复结构:也称为循环结构，就是反复多次执行某些步骤的结构。循环结构可分为当型循环结构和直到型循环结构。,4.4 计算机解决问题的方法之一循环,4.4.1 循环结构及其流程图当型循环：当指定的条件P成立时执行A操作，然后再返回判断P条件是否还成立，如成立再执行A如此重复下去，直到P条件不成立为止。,4.4 计算机解决问题的方法之一循环,4.4.1 循环结构及其流程图,图4-19 游戏登录过程的表示,4.4 计算机解决问题的方法之一循环,4.4.1 循环结构及其流程图直到型循环结构：先执行A操作，再判断P条件是否成立，如不成立则返回再执行A操作如此重复下去，直到P条件成立为止。图4-20是直到型循环的两种流程图。,4.4 计算机解决问题的方法之一循环,4.4.2 循环结构的计算机算法举例,例4-6在等式两边的中填入同一个数字，使38256=36528 成立。,4.4 计算机解决问题的方法之一循环,4.4.2 循环结构的计算机算法举例,例4-7按照国家统计局调查统计，2003年我国人口出生率为1.241%，死亡率为0.64%，人口自然增长率为0.601%。如果继续保持这个增长率不变，那么再过多少年，我国大陆的人口数会增加到14亿(以2004年底的人口数13亿为基础)？算法分析：S1：输入最初的人口数量p和增长率c。S2：计算到下一年年底的人口数量新值p，并累计年数n。S3：判断：人口数量是否已经达到14亿？若没有，则重复执行S2，若达到，则终止循环。S4：输出经过的年数n。,4.4 计算机解决问题的方法之一循环,4.4.2 循环结构的计算机算法举例,4.5 复杂问题的计算机处理,4.5.1 自顶向下，逐步细化的解决问题方法处理复杂问题的有效方法：从全局到局部，从抽象到具体，一步一步细化的方法。“逐步细化”或“逐步求精”：由抽象到具体的算法设计方法。,4.5.2“自顶向下，逐步细化”的方法应用举例例4-8找出甲、乙、丙三位同学身高各不相同，求出个子最高的同学的身高值。（1）“做什么”？子问题S1：输入三人的身高（图4-24（a）（b）子问题S2：通过比较输出最大的身高值（图4-21（a）。,4.5 复杂问题的计算机处理,(图4-21(a),(图4-21(b),S1:输入三人的身高值,S2:通过比较出最大的身高值,4.5.2“自顶向下，逐步细化”的方法应用举例（2）“如何做”？分析ab两种情况（图4-24（c）进一步细化子问题S2，当ab时 比较a和c的大小，谁大就是最大身高值（图4-24（d）当ab时 比较b和c的大小，谁大就是最大身高值（图4-24（e）,4.5 复杂问题的计算机处理,4.5.2“自顶向下，逐步细化”的方法应用举例,4.5 复杂问题的计算机处理,图4-25 求三个数中的最大数,