计算机基础案例解析指导教程案例计算机问题求解算法

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1、解析指导教程计算机基础案例案例8计算机问题求解算法2案例实践8计算机问题求解算法概述算法的发现问题求解的艺术算法的概念算法的表示算法的有效性和正确性程序设计案例分析与求解3计算机问题求解算法——概述我们生存在一个信息爆炸的计算机时代，在工作、生活甚至娱乐中，我们会遇到很多与信息处理相关的问题，并需要解决各种各样的问题。当我们必须求解一个特定的问题时，首先会问：这个问题确定是可解的吗？解决这个问题有多么困难？怎样才是最佳的解决方法？这时就不仅仅是考虑传统的手工处理方式，而应该将计算机的因素考虑其中，因为我们要借助计算机来帮助我们解决问题。于是，我们又会好奇

2、地问：计算机是怎样求解问题的？下面就让我们在不同类型的案例求解过程中，了解和学习计算机求解问题的思想和方法。4计算机问题求解算法——概述针对具体的问题求解要求，我们需要考虑的问题很多，诸如：常规我们怎么处理这个问题？利用计算机来实现是可行的吗？需要做哪些规律性的归纳和一致性的整合？如何发现算法并直观地表示算法？实现的效率是我们可以接受的吗？怎样在人与计算机之间找到一个最佳的契合点？计算机提供的软件工具平台如何使用？语法规则与数据描述有哪些？如何将算法转换为可实现的高级语言程序代码？5计算机问题求解算法——概述要想有效地利用计算机来实现问题的求解和处理，就

3、必须具备计算思维能力和程序设计开发技能。问题的分析、归纳、建模和整理算法（粗框架）的过程属于计算思维范畴；而具体的实现算法（细化）、数据描述、控制结构、特定计算机高级语言软件环境的工具运用、编码、调试和实现的过程就属于程序设计范畴。6案例实践8计算机问题求解算法概述算法的发现问题求解的艺术算法的概念算法的表示算法的有效性和正确性程序设计案例分析与求解7计算机问题求解算法——算法的发现问题求解的技术与学习不仅仅是在计算机科学领域，而是在任何领域，都是要求永久需要和具备的技能。算法发现的过程和一般问题的求解过程之间存在着紧密的联系，因此在计算机科学领域人们把

4、问题的求解简化为一种算法，但并不是所有的问题都一定都能找到解决问题的算法。8计算机问题求解算法——算法的发现程序开发由两个活动组成：发现潜在的算法和以程序的方法表示算法。要理解算法是如何发现的就是要理解问题的求解过程。算法的发现起源于公元前3000年~公元前1500年的巴比伦，当时巴比伦人求解“算法”的过程：先用解代数方法，再计算实际数目，最后写上一句短句“这就是一个过程”。9案例实践10计算机问题求解算法概述算法的发现问题求解的艺术算法的概念算法的表示算法的有效性和正确性程序设计案例分析与求解10计算机问题求解算法——问题求解的艺术问题求解的艺术包括四

5、个阶段：第一阶段：理解问题；第二阶段：寻找一个可能解决问题的算法过程的思路；第三阶段：阐明算法并且用程序将其表达出来；第四阶段：从准确度及其是否有潜力作为一个解决其他问题的工具这两方面来评估这个程序。但这些阶段不是一定要遵循的步骤，也不必一定按顺序完成。算法发现是一种富有挑战性的艺术，必须花费时间去学习。11案例实践10计算机问题求解算法概述算法的发现问题求解的艺术算法的概念算法的表示算法的有效性和正确性程序设计案例分析与求解12计算机问题求解算法——概念算法的概念算法（Algorithm）是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的方法步骤或清晰

6、指令的陈述。算法存在于人们的生活中，如：上街购物、顾客付款、营业员找银等等。算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。如果一个算法有缺陷，或不适合于某个问题，执行这个算法将不会解决这个问题。一个算法的优劣可以用空间复杂度（是指算法需要消耗的内存空间）与时间复杂度（是指执行算法所需要的时间）来衡量。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。13计算机问题求解算法——概念算法要素一个算法是由操作与控制结构两个要素组成。操作：计算机最基本的操作有：算术运算、关系运算、逻辑运算和数据

7、传送等。控制结构：各操作之间的执行顺序为算法的控制结构，有：顺序结构、选择结构和循环结构。14计算机问题求解算法——概念算法性质一般归纳为下列五点：输入：要求若干个信息的输入；有穷性：任意一个算法在执行有限个计算步骤后必须终止；可行性：有限个步骤应该可以在一个合理的范围内进行；确定性：每一个计算步骤，必须是精确地定义、无二义性；输出：有若干个输出信息即处理结果。15案例实践10计算机问题求解算法概述算法的发现问题求解的艺术算法的概念算法的表示算法的有效性和正确性程序设计案例分析与求解16计算机问题求解算法——算法描述算法描述可以使用多种方法描述算法：自然

8、语言、流程图、伪代码和计算机语言。例如：分析一天中，根据时间归纳出一个人的日程安