浙教版-信息技術(shù)-必修1-31-用計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的一般過(guò)程-課件(教學(xué)課件)

第3章算法的程序?qū)崿F(xiàn)浙教版信息技術(shù)（高中）必修1

數(shù)據(jù)與計(jì)算3.1用計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的一般過(guò)程

第3章算法的程序?qū)崿F(xiàn)浙教版信息技術(shù)（高中）必修1數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)目標(biāo)123了解計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的一般過(guò)程。

掌握python語(yǔ)言的基本知識(shí)，體驗(yàn)程

序設(shè)計(jì)的基本流程。

能用程序?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單算法，掌握程序調(diào)試

與運(yùn)行的方法，感受算法的效率。學(xué)習(xí)目標(biāo)123了解計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的一般過(guò)程。12重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：利用計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的一般過(guò)程。難點(diǎn)：抽象與建模。12重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：利用計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的一般過(guò)程。課堂導(dǎo)入

計(jì)算機(jī)已成為人們解決問(wèn)題的重要工具。例如，用Word解決文字處理的問(wèn)題，用Excel解決一般的數(shù)據(jù)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題等。但由于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的多樣性，并不是所有的問(wèn)題都可以用現(xiàn)成的計(jì)算機(jī)程序來(lái)解決。因此，針對(duì)這些問(wèn)題，需要通過(guò)抽象與建模、設(shè)計(jì)算法、編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序來(lái)解決。下面以編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序繪制一個(gè)正多邊形為例，了解用計(jì)算機(jī)編程解決實(shí)際問(wèn)題的一般過(guò)程。課堂導(dǎo)入計(jì)算機(jī)已成為人們解決問(wèn)題的重要1、抽象與建模正多邊形的各邊邊長(zhǎng)相等，各內(nèi)角度數(shù)也相等。因此，繪制一個(gè)正多邊形，可以通過(guò)“畫(huà)一條邊，旋轉(zhuǎn)一定角度后再畫(huà)一條邊”的重復(fù)操作來(lái)完成。例如，圖3.1.1呈現(xiàn)的是繪制一個(gè)正六邊形的過(guò)程。

圖3.1.1繪制正六邊形的過(guò)程1、抽象與建模正多邊形的各邊邊長(zhǎng)相等，各內(nèi)角度繪制正多邊形，除了要知道它的邊數(shù)n和邊長(zhǎng)a,關(guān)鍵是要計(jì)算出每次旋轉(zhuǎn)的角度。因此，解決這個(gè)問(wèn)題的計(jì)算模型可以表示如下：

假設(shè)正多邊形的邊數(shù)為n,邊長(zhǎng)為a。則內(nèi)角度數(shù)d的值為：d=(n-2)x180+n。每次旋轉(zhuǎn)的角度為：180-d。繪制正多邊形，除了要知道它的邊數(shù)n和邊長(zhǎng)a,關(guān)鍵是要計(jì)算出2、設(shè)計(jì)算法基于問(wèn)題的抽象與建模，繪制一個(gè)正多邊形的算法可以做如下描述：①輸人要繪制的正多邊形的邊數(shù)n和邊長(zhǎng)a。②計(jì)算正多邊形的每個(gè)內(nèi)角度數(shù)d,其中d=(n-2)x180÷n。③將以下過(guò)程重復(fù)執(zhí)行n遍：畫(huà)一條長(zhǎng)度為a的線段，再將畫(huà)筆方向向左（逆時(shí)針）旋轉(zhuǎn)（180-d)度。2、設(shè)計(jì)算法基于問(wèn)題的抽象與建模，繪制一個(gè)正多邊形的算法可3、編寫(xiě)程序要讓計(jì)算機(jī)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行處理，需要將該算法用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述，形成計(jì)算機(jī)程序。繪制正多邊形的算法用Python語(yǔ)言描述如下：importturtlen=int(input("請(qǐng)輸入正多邊形的邊數(shù)n:”）)a=int(input("請(qǐng)輸入邊長(zhǎng)a:”）)d=(n-2)*180/nt=turtle.Pen()foriinrange(n):＃重復(fù)執(zhí)行n遍

t.forward(a)＃向前繪制長(zhǎng)度為a的線段t.left(180-d)＃向左旋轉(zhuǎn)（180-d)度3、編寫(xiě)程序要讓計(jì)算機(jī)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行處程序運(yùn)行截圖：程序運(yùn)行截圖：4、調(diào)試運(yùn)行程序通過(guò)運(yùn)行程序，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行程序中的命令。但是，在將算法進(jìn)行程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)，可能會(huì)因?yàn)殇浫脲e(cuò)誤、語(yǔ)法錯(cuò)誤、邏輯錯(cuò)誤等原因，導(dǎo)致程序不能正常運(yùn)行或輸出錯(cuò)誤的結(jié)果。此時(shí)，需要對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，以便發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并進(jìn)行修正。例如、字母大小寫(xiě)的疏忽可能直接決定程序能否正常運(yùn)行，程序中參數(shù)的調(diào)整可能影響輸出圖形的形狀。4、調(diào)試運(yùn)行程序通過(guò)運(yùn)行程序，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行問(wèn)題與討論：在用計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的過(guò)程中，算法與程序兩者之間的關(guān)系如何？問(wèn)題與討論：在用計(jì)算機(jī)編程解決問(wèn)題的過(guò)程中，算法與程序兩者之算法程序是指以某些程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)。

程序員很熟練的掌握了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法，并基于算法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。算法是指解題方案描述，是一系列解決問(wèn)題的指令，算法代表著用系統(tǒng)的方法描述解決問(wèn)題的策略機(jī)制。

算法是程序的核心內(nèi)容，一個(gè)需要實(shí)現(xiàn)特定功能的程序，實(shí)現(xiàn)它的算法可以有多種，算法的優(yōu)劣決定著程序的好壞。程序算法程序是指以某些程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)。

思考與練習(xí)：1.請(qǐng)描述用計(jì)算機(jī)編程驗(yàn)證“哥德巴赫猜想”的一般過(guò)程。思考與練習(xí)：1.請(qǐng)描述用計(jì)算機(jī)編程驗(yàn)證“哥德巴赫猜想”的一第一步設(shè)一上限數(shù)M,驗(yàn)證從4到M的所有偶數(shù)是否能被分解為兩個(gè)素?cái)?shù)之和。

1.、定義一個(gè)變量X,初值為4.

2.每次令其加2，

并驗(yàn)證X能否被分解為兩個(gè)素?cái)?shù)之和，直到X不小于M為止。第二步如何驗(yàn)證X是否能被分解為兩個(gè)素?cái)?shù)之和。1.從P=2開(kāi)始；2.判別X-P是否仍為素?cái)?shù)：3.若是，打印該偶數(shù)的分解式。4.否則，換更大的素?cái)?shù)，再繼續(xù)執(zhí)行2.如此循環(huán)，直到用于檢測(cè)的素?cái)?shù)大X/2且X與其之差仍不是素?cái)?shù)，則打印“哥德巴赫猜想”不成立。第三步生成下一個(gè)素?cái)?shù)。（1)當(dāng)前素?cái)?shù)P加1（2)判別P是否是素?cái)?shù)；（3)若是素?cái)?shù)，返回P;（4)否則，P加1,繼續(xù)執(zhí)行（2)本參考答案來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，僅供參考。第一步設(shè)一上限數(shù)M,驗(yàn)證從4到M的所有偶數(shù)是否能被分拓展：哥德巴赫猜想是什么?

世界近代三大數(shù)學(xué)難題之一。哥德巴赫是德國(guó)一位中學(xué)教師，也是一位數(shù)學(xué)家，生于1690年，1725年當(dāng)選為俄國(guó)彼得堡科學(xué)院院士。1742年，哥德巴赫在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，每個(gè)不小于6的偶數(shù)都是兩個(gè)素?cái)?shù)(只能被和它本身整除的數(shù))之和。如6＝3+3，12＝5+7等。

公元1742年6月7日哥德巴赫(Goldbach)寫(xiě)信給大數(shù)學(xué)家歐拉(Euler)，提出了以下的猜想:

(a)任何一個(gè)>=6之偶數(shù)，都可以表示成兩個(gè)奇質(zhì)數(shù)之和。

(b)任何一個(gè)>=9之奇數(shù)，都可以表示成三個(gè)奇質(zhì)數(shù)之和。

這就是著名的哥德巴赫猜想。

歐拉在給他的回信中說(shuō)，他相信這個(gè)猜想是正確的，但他不能證明。敘述如此簡(jiǎn)單的問(wèn)題，連歐拉這樣首屈一指的數(shù)學(xué)家都不能證明，這個(gè)猜想便引起了許多數(shù)學(xué)家的注意。從提出這個(gè)猜想至今，許多數(shù)學(xué)家都不斷努力想攻克它，但都沒(méi)有成功。

當(dāng)然曾經(jīng)有人作了些具體的驗(yàn)證工作，例如:6=3+3,8=3+5,10=5+5=3+7,12=5+7,14=7+7=3+11,16=5+11,18=5+13,等等。有人對(duì)33×108以內(nèi)且大過(guò)6之偶數(shù)一一進(jìn)行驗(yàn)算，哥德巴赫猜想(a)都成立。但嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明尚待數(shù)學(xué)家的努力。

到了20世紀(jì)20年代，才有人開(kāi)始向它靠近。1920年、挪威數(shù)學(xué)家布爵用一種古老的篩選法證明，得出了一個(gè)結(jié)論：每一個(gè)比大的偶數(shù)都可以表示為(99)。這種縮小包圍圈的辦法很管用，科學(xué)家們于是從(9十9)開(kāi)始，逐步減少每個(gè)數(shù)里所含質(zhì)數(shù)因子的個(gè)數(shù)，直到最后使每個(gè)數(shù)里都是一個(gè)質(zhì)數(shù)為止，這樣就證明了“哥德巴赫”。