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1、计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 1 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红第四章计算机解决问题的方法一、教学目标：1、了解计算机解决问题的一般步骤2、理解算法和程序设计的概念3、理解结构化程序设计的含义4、掌握三种基本结构流程图的画法5、初步学会用N-S 流程图表示结构化算法6、掌握“自顶向下，逐步细化”的解决问题方法二、教学重点、难点掌握三种基本结构流程图的画法三、技能培训重点、难点1、掌握三种基本结构流程图的画法2、初步学会用N-S 流程图表示结构化算法四、教学方法教师讲解、演示，学生思考、记忆；教与学对应的全链式教学法五、教具使用计算机一台、多媒体幻灯片演示
2、六、教学内容与过程导入：我们解决一个实际问题时肯定有一种方法，但计算机能否听懂我们如此丰富内涵的语言呢？答案是不能，那我们就应该把其转化为计算机能够理解的方法，并用一定的方式把它表达出来，那用什么方式呢？引导学生思考、回答并相互补充。教师总结归纳计算机解决问题的方法，进入教学课题。讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 2 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红第四章计算机解决问题的方法4.1 生活问题的解决4.1.1 日常生活问题的处理过程提问：同学们对日常生活
3、问题是怎样处理的呢？学生思考、看书、回答；教师总结:要玩网络游戏，首先要打开计算机，然后启动游戏软件、输入你的账号和密码后、进入游戏；要买一台计算机，就先要确定货物、谈好价格、付款，然后才可以取货回家。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例子：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。如何为他设计完成任务的线路和步骤。完成该任务的思路有多种，以下例举其中的两种：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
4、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。方法 A和方法 B都能完成任务，但两种方法完成的效率却不一样，方法B是最优的。同样算法也存在着质量好坏的问题.图 4-1 几个地点所处位置示意图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 3 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红4.1.2 算法的表示方法提问：在计算机中算法有多少种表示方法？学生思考、看书、回答；教师总
5、结: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。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。3.音像媒体演示算法制作过程：制胎掐丝点蓝烧蓝打磨镀金图4-2 文字描述算法的实例景泰 蓝的制作图4-3 游戏软件下载算法的图解表示实例名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，
6、共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 4 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红例如：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.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。4.1.3 传统流程图提问：传统的流程图是怎样画的呢？学生思考、看书、回答；教师总结: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。图形符号名称说明起止框表示一个算法的开始或结束输入、输出框框内标明输入、输出的内容处理
7、框框内标明所进行的处理判别框框内标明判断条件，并要在框外标明条件成立（Y）及条件不成立（N）时的两种不同流向。连接圈表示算法流向的出口连接点或入口连接点。同一对出口点、入口点的连接圈内，必须标以相同的符号。下图是出租车收费标准。用传统流程图描述了出租车收费问题的计算过程。流程开始输入路程 s f=8 f=8+1.5*(s-3)输出运费 f 流程结束S 3？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 5 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红优点：直观形象、流程清晰，成本较低。缺点：流程图面积较大，而且由
8、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 流程图提问：流程图有几种基本结构呢？学生思考、看书、回答；教师总结: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。1973 年美国学者 B.Schneiderman 和 I.
9、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。4.2 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提问：我们来看用顺序结构解决的计算机问题，那顺序结构的流程图是怎样画的呢？学生思考、看书、回答；教师总结:玩网络游戏需要在输入游戏的账号、密码后，点击“确定”，才能进入游戏（图4-6）。这个过程中，只能按先输入账号、密码，再点击“确定”按钮的顺序，才可以进入游戏。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。输入路程 s S3？Y N f=8 f=8
10、+1.5*(s-3)输出运费 f 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 6 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红（a）顺序结构的传统流程图表示（b）顺序结构的N-S 图表示图 4-7 顺序结构的流程图图 4-8 是登录游戏的过程的N-S 图4.2.2 顺序结构的计算机算法举例提问：顺序结构的计算机算法如何来写呢？我们下面来看实例学生思考、看书、回答；教师总结: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
11、：根据公式计算s 的值；S3：输出 s 的值。（a）登录游戏的传统流程图表示（b）登录游戏的N-S 图（a）传统流程图表示（b）N-S 图流程开始输入 帐号和密码点击“确定”按钮进入游戏流程结束输入 底边 a和高 h 流程开始a*h/2 s 输出 s的值流程结束名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 7 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红例 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（ac）；S2：将变量b 的值送给变量a（ba）；S3：将变量c 的值
12、送给变量b（cb）。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（ac）；S2：将变量b 的值送给变量a（ba）；S3：将变量c 的值送给变量b（cb）。S4：输出交换后的a、b 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提问：什么叫分支结构呢？那哪些问题属于这个结构呢？学生思考、看书、回答；教师总结:以玩游戏时是否需要申请一个帐号来导入选择结构这个概念。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。（a）传统流程图表示（b）N-S 图流程开始输入 变量 a和b的值cb
13、输出 a、b的值流程结束ac ba 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 8 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红4.3.2 分支结构的计算机算法举例提问：二分支结构的计算机算法如何来写呢？我们下面来看实例学生思考、看书、回答；教师总结: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：8(3)8(3)1.5(3)sfss算法流程图如图4-4 所示。4.3.3 多分支问题提问：
14、多分支结构的问题和二分支结构的基本模式是否一样呢？又有何区别呢？学生思考、看书、回答；教师总结: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：（a）传统流程图表示（b）N-S 图（a）传统流程图表示（b）N-S 图a块b块A B 条件条件 P 满足不满足a块b块流程开始输入帐号和密码申请帐号进入游戏流程结束点击“确定”按钮是否有没有游戏帐号名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问
15、题的方法第 9 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红0.80541(5)510451.5(10)10 xxyxxxx这是一个三分支的问题，我们可以先将510 x与10 x的两种情况合为5x来考虑，这样就将三分支合并为两分支来考虑；随后再将5x的两种情况分开讨论即可。这就是两个分支结构的嵌套。其N-S 流程图如图4-14 所示。图 4-14 用两分支结构描述三分支问题思考：在图4-14 中把条件510 x描述成了10 x。这样做，对不对？为什么？学生讨论；教师回答：对的，因为这是在已经对x5 做判断后的一个分支上的另一个判断，那这个分支就是判断为 x5 的情况，所以可以把条件510
16、 x描述成了10 x。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。分析：根据题意可知：为答谢广大顾客，本商场隆重推出金秋让利活动。凡在本商场一次性购物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！20000.95200030000.9300040000.85400050000.85000 xxxxyxxxxxx好
17、消 息名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 10 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红图 4-15 用两分支结构描述多分支问题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提问：循环结构是指怎样一个结构？试举例说明学生思考、看书、回答；教师总结:通过登入时输入的密码正确与否这个问题来导入循环结构这个概念。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。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
18、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。图 4-18（a）当型循环的传统流程图图 4-18（b）当型循环的N-S 流程图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 11 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红游戏登录过程的流程图表示直到型循环结构：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。图 4-20(a)直到型循环的传统流程图图 4-20(b)直到型循环的N-S 图4.4.
19、2 循环结构的计算机算法举例提问：循环结构的计算机算法如何来写呢？我们下面来看实例学生思考、看书、回答；教师总结:例 4-6在等式两边的中填入同一个数字，使3 8256=36528 成立。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
20、S2，若达到，则终止循环。S4：输出经过的年数n。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 12 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红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提问：简单的问题我们还是能解决的，但复杂的问题我们就要通过一定的方法，那这是什么方法？学生看书、思考、回答；教师总结: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”的方法应用举例提问
21、：“自顶向下，逐步细化”的方法如何应用？我们来看实例学生思考、看书、回答；教师总结: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）。（2）“如何做”？(a)例 4-7 的当型 N-S 图(b)例 4-7 的直到型N-S 图图 4-23 人口问题的N-S 图p=13 c=0.00601 n=0 当p14 p*(1+c)p n+1 n 输出 n p=13 c=0.00601 n=0 直到 p14 p*(1+c)p n+1 n 输出 n(图4-21
22、(a)(图4-21(b)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 13 页 -计算机组成与工作原理第四章计算机解决问题的方法第 13 页 共 13 页教案提供：台州市黄岩职业中专杨月红分析 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）图 4-25 求三个数中的最大数小结：1、计算机解决问题的三种基本结构2、三种基本结构流程图的画法3、“自顶向下，逐步细化”的解决问题方法作业：1.复习本章2.预习下一章3.做本章的随堂任务与作业名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 13 页 -