信息學(xué)奧賽課課通-第1單元電子課件.ppt

1、第 1 單元 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),作者：林厚從,信息學(xué)奧賽課課通（C,第1課 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 了解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)。 2. 初步了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理,1.計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成。 運(yùn)算器的作用是按照程序中的指令功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。 控制器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制中心，按照程序中的指令序列和需求，指揮計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊地協(xié)調(diào)工作。 運(yùn)算器和控制器通常集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，稱為中央處理器（又稱微處理器，簡(jiǎn)稱CPU,計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存）和外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱外存）。

2、 輸入設(shè)備是計(jì)算機(jī)在與人進(jìn)行會(huì)話時(shí)，接收外部命令或者需要加工的數(shù)據(jù)而使用的設(shè)備。 輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)在與人進(jìn)行會(huì)話時(shí)，將處理結(jié)果以人們能夠識(shí)別感受的方式呈現(xiàn)出來的設(shè)備,2.計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 系統(tǒng)軟件主要用于調(diào)度、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬件，保證它們協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)（Operating System，OS），另外還包括各種服務(wù)性程序、語言程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等。 應(yīng)用軟件是為了某種特定的用途而被開發(fā)的軟件,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成（示意圖,計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),運(yùn)算器 控制器 存儲(chǔ)器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備,系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件,

3、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)關(guān)系,3.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理,約翰馮諾依曼原理,實(shí)踐鞏固,第2課 信息的表示及存儲(chǔ),學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 體會(huì)二進(jìn)制原理和表示方法。 2. 熟知常用字符的編碼（ASCII 碼）。 3. 熟知計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的基本單位。 4. 了解計(jì)算機(jī)中整數(shù)和小數(shù)的表示方法,1.二進(jìn)制原理和表示方法,比特（bit）是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的最小單位，它只有“0”或“1”兩種取值。 計(jì)算機(jī)中的任何信息都是用“0”和“1”進(jìn)行二進(jìn)制編碼、表示和存儲(chǔ)的，包括英文字母、符號(hào)、漢字、圖片、音樂、視頻等。 例如，0，1，10，11，100，1011.01,2.字符編碼和存儲(chǔ)單位,ASCII 碼，全稱為美國(guó)信息

4、交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（American Standard Code for Information Interchange），是一種包括英文字母、數(shù)字、常用符號(hào)的全球通用編碼方法。ASCII 碼用 7 個(gè)二進(jìn)制位來表示一個(gè)字符，最多可以表示 2 7 =128 個(gè)字符。 計(jì)算機(jī)將 8 個(gè)二進(jìn)制位合在一起，作為存儲(chǔ)的基本單位，稱為 1 個(gè)字節(jié)（byte，簡(jiǎn)寫成 B）。一個(gè)漢字在計(jì)算機(jī)中占用 2 個(gè)字節(jié)。 常見的計(jì)量單位有千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、吉字節(jié)（GB）、太字節(jié)（TB）、拍字節(jié)（PB）、艾字節(jié)（EB）、澤字節(jié)（ZB），他們之間都是1024的關(guān)系,3.整數(shù)和小數(shù)的表示方法,計(jì)算機(jī)中的整數(shù)、小數(shù)雖

5、然都是采用二進(jìn)制表示，但是原理和方法是不一樣的。 整數(shù)采用的是精確表示，小數(shù)采用的是近似表示，其可以表示的數(shù)據(jù)范圍和精度也不一樣,3.整數(shù)和小數(shù)的表示方法,整數(shù)的表示：分為無符號(hào)數(shù)、有符號(hào)數(shù)。有符號(hào)整數(shù)有原碼、反碼和補(bǔ)碼三種表示方法。 小數(shù)的表示：浮點(diǎn)表示法（科學(xué)記數(shù)法）。階碼和尾數(shù),實(shí)踐鞏固,第 3 課 編程解題的一般過程,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 體會(huì)使用計(jì)算機(jī)編程解題的一般過程。 2. 初識(shí)計(jì)算機(jī)程序及 C+ 編程軟件,使用計(jì)算機(jī)編程解題的過程,一般分為分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫和調(diào)試程序、運(yùn)行程序驗(yàn)證結(jié)果 4 個(gè)步驟,例1、輸入一個(gè)圓的半徑，輸出該圓的周長(zhǎng)和面積,問題分析】 步驟 1：分析問題 要

6、編寫程序，首先要對(duì)問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，弄清楚已知什么，要求什么，怎么求。 本題已知一個(gè)圓的半徑 r，要求的是該圓的周長(zhǎng)和面積。由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圓的周長(zhǎng)計(jì)算公式為 L=2r，圓的面積計(jì)算公式 S=rr，其中=3.14159,步驟 2：設(shè)計(jì)算法 根據(jù)問題分析的結(jié)果，確定解決問題的方法及具體步驟?？梢杂昧鞒虉D、偽代碼、自然語言 等方式描述算法。 本題可以用以下 5 個(gè)步驟解決（自然語言描述）： 1） 從鍵盤輸入圓的半徑 r； 2） 利用公式 L=2r 計(jì)算圓的周長(zhǎng)； 3） 利用公式 S=rr 計(jì)算圓的面積； 4） 輸出該圓的周長(zhǎng)； 5） 輸出該圓的面積,步驟 3：編寫和調(diào)試程序 /p1-3-1 #i

7、nclude using namespace std; int main() const float pi = 3.14159; double r,l,s; cin r; l = 2 * pi * r; s = pi * r * r; cout l s endl; return 0;,步驟 4：運(yùn)行程序驗(yàn)證結(jié)果 運(yùn)行程序，輸入符合題意的不同數(shù)據(jù)（半徑），查看輸出的結(jié)果是否正確，是否按照題意解決了問題。 本例題，輸入“10”，輸出“62.8318 314.159,實(shí)踐鞏固,第 4 課 算法及其描述,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 理解算法的概念及其特征。 2. 學(xué)會(huì)使用自然語言、流程圖描述算法。 3. 了解算法

8、的三種基本結(jié)構(gòu)，并嘗試用流程圖描述,1.算法的概念,算法，解決一個(gè)實(shí)際問題的方法和具體步驟。 算法是程序設(shè)計(jì)的靈魂。 程序 = 算法 + 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),2.算法的特征,算法具有以下特征： 可行性 確定性 有窮性 輸入 輸出,3.算法的描述,算法一般可以用自然語言、流程圖、N-S 圖、偽代碼等方式描述。 自然語言就是人們?nèi)粘Ｊ褂玫恼Z言。用自然語言描述算法雖然比較自然和容易接受，但敘述煩瑣冗長(zhǎng)，容易出現(xiàn)“二義性”。 流程圖是用一組幾何圖形表示計(jì)算機(jī)中各種類型的操作，在圖形上用扼要的文字和符號(hào)表示具體的操作，并用帶有箭頭的流程線表示操作的先后順序。用流程圖描述算法，能夠?qū)⒔鉀Q問題的步驟清晰、直觀地表示出

9、來,4.算法的基本結(jié)構(gòu),任何一個(gè)算法都可以表示成三種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。 （1） 順序結(jié)構(gòu) 順序結(jié)構(gòu)是一種最簡(jiǎn)單、最基本的控制結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)從前往后，依次執(zhí)行所有的操作步驟，不遺漏、不重復(fù),例1、給變量x、y分別賦值，再交換x和y的值，最后重新輸出x和y的值,問題分析】 算法已經(jīng)很清楚，可以用自然語言描述如下： 1） 給 x 和 y 賦初值； 2） 定義一個(gè)臨時(shí)變量 m，將 x 中的數(shù)據(jù)賦值給 m； 3） 將 y 中的數(shù)據(jù)賦值給 x； 4） 將 m 中的數(shù)據(jù)賦值給 y； 5） 輸出 x 和 y 的值。 其流程圖描述如右,2） 分支結(jié)構(gòu) 分支結(jié)構(gòu)由一個(gè)“判斷條件”和兩個(gè)“分支”

10、構(gòu)成，根據(jù)判斷條件的成立與否，決定執(zhí)行哪一條分支路徑,例2、輸入兩個(gè)數(shù)，輸出較大者,問題分析】 設(shè)置一個(gè)變量 max，用于存放較大數(shù)。輸入 a、b 兩個(gè)數(shù)后，將 a 與 b 進(jìn)行比較，把較大的那個(gè)變量值賦值 max，最后再輸出 max 的值。 用自然語言描述如下： 1） 輸入 a、b 的值； 2） 如果 ab，那么 max 賦值為 a，否則 max 賦值為 b； 3） 輸出 max 的值。 其流程圖描述如右圖,3） 循環(huán)結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu)又稱重復(fù)結(jié)構(gòu)，目的是將某一條或某一組語句重復(fù)執(zhí)行若干次，其中的“某一條或某一組語句”稱為循環(huán)體,例3 求1+2+3+100 的值,問題分析】 采用循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。用

11、自然語言描述如下： 1） sum 0； 2） i 1； 3） 如果 i 小于或等于 100，那么繼續(xù)，否則轉(zhuǎn) 6）； 4） sum sum+i； 5） i i+1，轉(zhuǎn) 3）繼續(xù)； 6） 輸出 sum 的值。 其流程圖描述如右圖,實(shí)踐鞏固,第 5 課程序的基本結(jié)構(gòu),學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 了解 C+ 程序的基本結(jié)構(gòu)。 2. 知曉標(biāo)識(shí)符、關(guān)鍵字等基本概念,程序的基本結(jié)構(gòu),C+ 是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，同時(shí)又兼?zhèn)淞私Y(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言的一些特點(diǎn)。 下面結(jié)合一個(gè)例題，講解程序的基本結(jié)構(gòu)，以及頭文件、名字空間、主函數(shù)、語句、標(biāo)識(shí)符、關(guān)鍵字等概念,例1、輸入a和b兩個(gè)整數(shù)的值，輸出表達(dá)式3a-2b+1的值,問題分析】 算法很簡(jiǎn)單，首先輸入 a 和 b，然后求出表達(dá)式的值存放到 c 中，最后輸出 c 的值。 /p1-5-1 #include / 頭文件 using namespace std; / 名字空間 int main() /* 主函數(shù) */ int a,b,c; cin a b; c = 3 * a - 2 * b + 1; cout c endl; return 0;,實(shí)踐鞏固,第 6 課 Dev-C+