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1、問題解決問題解決-問題的表示與分析問題的表示與分析報告人：國立台灣師大附中報告人：國立台灣師大附中 李啟龍李啟龍 老師老師95.12.22195學年度資訊科技概論研習李啟龍的自我介紹學歷：國立台灣師範大學資訊教育研究所畢業國立交通大學經營管理研究所畢業國立政治大學圖書館學分班畢業國立台灣大學資訊網路與多媒體研究所博士班經歷：師大附中教學組長師大附中圖書館主任師大附中資訊中心主任295學年度資訊科技概論研習大綱何謂問題問題的表示問題的分析演算法特性介紹流程圖符號介紹演算法的表示方法實際演練回顧與討論395學年度資訊科技概論研習何謂問題自古至今，人類的世界便存在著各種問題，人類就是因為具備解決問題
2、的精神與行動，不斷克服問題，才造成人類文明的不斷進步。一般而言，所謂問題是指，解題者無法以原有的知識或經驗，立即加以克服的障礙。495學年度資訊科技概論研習問題解決 Zidanes HeadZidane Problem Solving595學年度資訊科技概論研習問題的表示（1/3）問題的初始狀態(Initial state)：此狀態為問題的初始狀態，包括對問題的定義與一些特定條件或對象的描述。問題的中間狀態(Intermediate state)：此狀態為解決該問題的各種可能方法，也就是描述解決該問題的可能路徑。問題的目標狀態(Goal state)：此狀態為預期解決問題後的結果，也就是達到問
3、題解決後的狀態。695學年度資訊科技概論研習問題的表示（2/3）問題的表示對於不同的解題者而言，由於各個解題者的能力不同，因此有不同的問題表示狀況。以上三種問題表示狀態的描述，如果應用在程式設計過程中，可以將初始狀態視為輸入資料，目標狀態視為輸出結果，中間狀態視為為達到目標結果的各段程式碼或演算法。795學年度資訊科技概論研習問題的表示（3/3）問題的表示狀態圖初始狀態解題者對問題的定義目標狀態解題者預期的理想狀態中間狀態各種可能的解決方法895學年度資訊科技概論研習問題的分析所謂問題的解決，就需要經過一些步驟，加以分析或推理，以求得答案。在這個問題求解的過程中，最好能夠以有系統的邏輯思考或推
4、理方式進行，並且妥善使用分析工具，來求得解答，最好不要以不斷嘗試錯誤法，以求得問題的解決。在資訊科學的世界中，我們經常會使用演算法(algorithm)來表達問題的處理步驟。好的演算法，會讓問題以很有效率的方式，獲得解決；不好的演算法，會讓電腦耗費更多的時間進行運算。995學年度資訊科技概論研習演算法特性介紹演算法具備幾個特性，我們可以根據這些特性，來檢查所設計的演算法，是否符合演算法定義與是否完整。演算法的特性如下所述：輸入：由外界輸入單一或多項資料。輸出：至少有一個或多個結果輸出。有效性：演算法需具備可行性，每一個程序步驟必須與原本推演出來的結果相符。有限性：需避免形成無窮迴圈，演算法在設
5、計時，必須在有限的步驟內解決。明確性：指令與步驟必須要清楚且明確。1095學年度資訊科技概論研習流程圖符號介紹（1/2）所謂流程圖(flow chart)就是利用各種被賦予意義的圖形，包括方塊圖形、線條或箭頭等符號，來表達問題的解決步驟與程式進行的順序。端點：表示程序的起始點或終止點。程序：代表一個程式區塊，具備執行特定工作的能力。決策：依條件式內容來進行條件判斷，以決定程序的下一條路徑。程序路徑：用來表示程式的執行方向，具有方向性。輸入輸出：用於表示資料的取得或檔案的存取。1195學年度資訊科技概論研習流程圖符號介紹（2/2）由於程式的解法並不唯一，所以繪製出來的流程圖也並不是只有一種解決方
6、案，它通常會因人而異，不同的解決邏輯將產生不同的流程圖。1295學年度資訊科技概論研習演算法的表示方法（1/2）通常對於演算法的表示方法，以文字描述法及流程圖表示法，兩種較為常用，相關說明如下。文字描述法：文字描述法：以文字描述的方式，將問題的初始狀態、中間狀態和目標狀態做一個表達與陳述，稱之為文字描述法。任何問題的演算法，大致上可以分割為三個部分，包括：(1)輸入資料 (2)處理資料 (3)輸出結果。1395學年度資訊科技概論研習演算法的表示方法（2/2）流程圖表示法：流程圖表示法：對於演算法的表示法，流程圖表示法是最常使用的方式。在進行較複雜的程式設計時，往往會藉由繪製流程圖，來輔助程式的
7、設計。藉由流程圖的繪製，可以讓程式設計者更清楚地掌握程式的運作流程，並且對於程式的邏輯思考架構，有更深刻的瞭解。1495學年度資訊科技概論研習實際演練（1/3）寫出123.N之演算法則文字描述法之參考解答：第一步：輸入資料第一步：輸入資料(1)設和之變數名稱為Sum，並定其初始值為0，即Sum0。(2)設加數之變數名稱為I，並定其初始值為1，即 I1。(3)由鍵盤輸入加數的終值為N，且N值大於等於1。1595學年度資訊科技概論研習實際演練（2/3）第二步：處理資料第二步：處理資料(1)將原來的Sum加上I，然後存入新的Sum，即SumSum+I。(2)將加數I加1，即II1。(3)判斷I是否大
8、於N值，若是，則跳至輸出結果，否則，回到處理資料的“第一步”繼續處理。第三步：輸出結果第三步：輸出結果(1)將運算結果Sum，依規定格式輸出到螢幕上。(2)工作結束。1695學年度資訊科技概論研習實際演練（3/3）開始輸入整數NI=N嗎？Sum=Sum+II=I+1Sum=Sum+N否印出加總Sum結束是1795學年度資訊科技概論研習回顧與討論本節重點掃描問題的表示有三種狀態的描述，包括：初始狀態、中間狀態和目標狀態。一個好的演算法必須具備以下五個特性：輸入、輸出、有效性、有限性及明確性。熟悉各種流程圖符號，例如長方形表示程序、菱形表示判斷決策、平行四邊形表示輸入輸出處理等等。回家習題找出一個在學習上遇到困難的科目，試著以繪製流程圖的方式，嘗試解決某一學科的學習問題。Q A1895學年度資訊科技概論研習師大附中校園介紹1995學年度資訊科技概論研習感謝大家的熱情參與Q&A Time請大家慢慢用餐 _2095學年度資訊科技概論研習