江苏省信息技术算法与程序设计详案.docx

江苏省信息技术算法与程序设计详案.docx

《江苏省信息技术算法与程序设计详案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省信息技术算法与程序设计详案.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

江苏省信息技术算法与程序设计详案

第一节：

计算机解决问题的过程

教学目的：

了解对现实问题的自然语言的描述

教学重点：

用计算解决问题的过程中的分析问题、设计算法步骤

教学难点：

用计算机解决问题的过程中的分析问题、设计算法

教学时间：

2课时

 教学内容：

探究问题记录表

“韩信点兵”问题2：

求整除3余1、整除5余2、整除7余4、整除13余6、整除17余8的最小自然数。

分析问题（找出已知和未知、列出已知和未知之间的关系）

写出解题步骤

   设所求的数为X，则X应满足：

X整除3余1

X整除5余2

X整除7余4

X整除13余6

X整除17余8

1、令X为1。

2、如果X整除3余1，

  X整除5余2，

 X整除7余4，

X整除13余6，

X整除17余8，则记下这个X。

3、令X为X+1。

4、如果算出，则结束；否则跳转2。

5、写出答案。

用计算机解决问题

   教师：

“用计算机解题，是不是输入上面的算法？

上面用自然语言描述的算法，计算机不懂，必须翻译成计算机的语言，这就是程序设计语言。

”教师展示与用VisualBasic语言编写的程序作对照。

简单解释变Y的作用，并提示学生程序设计语言是我们以后学习的重点。

本例用VisualBasic语言编写的程序请看教材如下：

PrivateSubCommand1_Click（）

 DimXAsInteger,YAsInteger

 X=1:

Y=0

 Do

   IfXMod3=1Then

     IfXMod5=2Then

       IfXMod7=4Then

         IfXMod13=6Then

           IfXMod17=8ThenY=X

         EndIf

       EndIf

     EndIf

   EndIf

   X=X+1

 LoopUntilY>0

 Print"韩信统御士兵数：

";Y

EndSub

 程序编好以后，通过键盘输入计算机，并运行程序查看结果这个过程叫调试程序。

教师提问2~3个小组的讨论结果，并引导出大致如下的形式结果：

求解问题的方式

相同点

不同点

人工求解问题

分析问题、设计算法、得出结果、验算结果等

对题目进行解答、运算速度慢、不需要计算机等

用计算机求解问题

编写程序、调试程序、运算速度快等

第二节：

算法和算法的描述

教学目的：

了解算法的定义及其表达方法；认知流程图的六种基本符号；理解计算机解决问题的一般过程

教学重点：

算法的定义；算法的三种表达方法；流程图的六种基本符号；用流程图描述简单的算法

教学难点：

算法的描述（三种）；用流程图描述算法

教学时间：

1课时

教学内容：

一、对算法的初步了解

1．一个简单的物理问题：

书中例6-1-1：

求物体在恒力作用下的加速度。

根据在物理课中学过的知识，要解决这个问题有多种方法：

方法一：

a）   测量出物体的质量m、拉力F和滑动摩擦力f

b）   将测量所得的数据输入计算机

c）   根据牛顿第二定律F-f=m*a，计算出加速度a

d）   输出所得的结果

方法二：

a）   测量出物体从静止开始移动的距离s、时间t

b）   将测量所得的数据输入计算机

c）   利用公式：

s=a*t*t/2计算出加速度a

d）   输出所得的结果

2．算法的定义

这种为解决某一问题而设计的确定的有限的步骤称为算法。

二、算法的描述

要把解决问题的步骤表达出来，有多种方法可以表达算法。

1．用自然语言表达

用自然语言表达算法，就是把算法的各个步骤，依次用人们熟悉的自然语言表示出来。

优点：

容易理解

缺点：

书写较烦、不确定性、对复杂的问题难以表达准确、不能被计算机识别和执行

2．用图形符号表达

用图形符号表达算法必须要有一组规定统一、含义确定的专用符号。

常用的“流程图”所用的基本符号

3．用程序实现算法

用计算机能理解和执行的程序设计语言把算法表示出来，然后把程序输入到计算机并执行，计算机才能按照预定的算法去解决问题。

不同类型的计算机能够识别的指令和语言不尽相同，即使对同一种计算机语言，不同类型的计算机对该语言的解释程序也有差异。

因此，用程序表示算法时，必须按照程序设计语言适用某类计算机的具体规定来进行。

三、用计算机解决问题的一般过程

使用计算机解决一个问题，一般包括四个过程

1．需求分析

“需求分析”是指对要解决的问题进行详细的分析，弄清楚问题的要求，包括需要输入什么数据，要得到什么结果，最后应输出什么。

2．设计算法

弄清楚要计算机“做什么”后，就要设计计算法，明确要计算机“怎么做”

解决一个问题，可能有多种算法。

例如，数学题常常有“一题多解”。

这就是说，解决一个问题的算法可能不止一种。

这是，应该通过分析、比较、挑选一种最优的算法。

3．编写程序

计算机只能接受并执行计算机程序设计语言编写的程序。

当我们为解决一个问题确定了算法后，还必须将该算法用计算机程序设计语言编写程序。

这个过程成为“编码”或“编程”。

4．上机调试与维护

编写完成的程序，不一定完全符合实际问题的要求，还必须在计算机上运行这个程序，排除程序中可能出现的错误，才能得到结果。

这个过程称为“上机调试”。

即使是经过调试的程序，在使用一段时间后，仍然会被发现错误或不足之处。

这就需要对程序做进一步的修改，使之更加完善。

这个过程称为“维护”。

在实际解决问题时，上述四个步骤可能会根据不同的问题有所侧重。

第三节：

程序与程序设计语言

教学目的：

理解源代码、算法、程序设计、程序设计语言之间的关系，了解程序设计语言的发展及种类

教学重点：

了解代码所包含的算法思想

教学难点：

计算机是如何编辑程序、编译程序和连接程序的

教学时间：

1课时

教学内容：

（一）算法、程序设计与程序设计语言之间的关系

⑴算法

　　提出问题：

什么是算法？

算法有哪些特征？

　　⑵程序设计——寻求解决问题的方法，并将其实现步骤写成计算机可执行的程序的过程。

　　⑶程序设计语言——泛指一切用于书写计算机程序的语言。

　　算法是程序设计的前提，它包含方法和步骤；

　　程序是实现算法中的思想的过程；

　　程序设计语言把算法转化为计算机认识的语言。

（二）认识程序设计语言

1、发展过程

机器语言：

由一串“0”和“1”构成二进制代码。

汇编语言：

是一种符号化（英文助记符）的机器语言。

高级语言：

如Basic、C/C++、Fortran、Pascal、Cobol、Java等。

2、分类（按转换方式不同分类）

编译型语言

解释型语言

编写的源程序需要用编译程序先翻译成机器语言的目标程序，然后再由连接装配程序进行连接装配，生成可执行程序，这样才能被计算机执行。

源程序输入计算机后，运行源程序，相应的解释程序会逐条分析源程序中的语句，每解释一句由计算机执行一句。

C/C++、VB、Pascal、Cobol

Qbasic、Lisp

3、编辑程序、编译程序和连接程序

⑴编辑程序

包含内容：

一是将源程序逐个字符输入到计算机内存，二是修改源程序，三将修改好的源程序保存在磁盘文件中。

⑵编译程序：

将已编辑好的源程序（已存储在磁盘文件中）翻译成二进制的目标代码。

⑶连接：

将各模块的二进制目标代码与系统标准模块经连接处理后，得到具有有绝对地址的可执行文件，它是计算机直接执行的文件。

第一节：

VB语言及程序开发环境

教学目的：

掌握VB定义的常用的基本数据类型，常量与变量的定义方法，运算符、函数和表达式的描述

教学重点：

VB常用的的基本数据类型，常量与变量，运算符和表达式、VB程序的开发环境

教学难点：

基本数据类型，常量与变量，运算符和表达式的运用

教学时间：

2课时

 教学内容：

导入：

（P26）以下是一个“求半径为r的圆的面积”的程序，请你注意观察程序的组成结构及其功能，并思考如下的问题：

（1）程序有多少行，每一行的作用是什么？

（2）如果按语句的作用区分，这个程序包含几个部分？

Privatesubcommand1_click（）    ‘定义名为command1_click（）的事件过程

 Constpiassingle=3.14       ‘说明程序中pi是常量∏

 Dimrassingle,sassingle       ‘定义半径r和面积s为单精度实型

 r=inputbox（“r=”,”请输入半径”） ‘输入r的值

 s=pi*r*r                      ‘把表达式pi*r*r的值赋给s

 print“圆的面积s=”;s ‘把s的值输出到当前的窗体上

Endsub                      ‘过程结束

总结上述分析，我们可以得到VB程序的一般包括如下部分：

（1）数据类型说明部分

（2）数据的输入部分

（3）数据的处理部分

（4）数据的输出部分

一、基本数据类型

描述客观事物的数、字符以及所有能输入到计算机中，并被计算机程序加工处理的集合称为数据。

数据既是计算机程序处理的对象，也是运算产生的结果。

为了更好地处理各种数据，VB定义了多种数据的类型。

基本数据类型是系统预先定义的数据类型，表2-1中列出了VB定义的常用的基本数据类型。

二、常量与变量

（1）常量

常量是指在程序运行过程中始终保持不变的常量、字符串等。

例如在上述的程序中，3.14、“r=”、“输入半径”等都是常量。

在程序设计中，以于一些经常使用的常量，可以用常量说明语句来定义。

这样可以提高程序的可读性和可维护性。

常量说明语句的格式是：

   Const 常量名 As类型=表达式

在上述程序中，第2行就是一个常量说明语句，说明程序中需要使用的常量。

（2）变量

在程序处理数据时，对于输入的数据、参加运算的数据、运行结果等临时数据，通常把它们暂时存储在计算机的内存中。

变量就是命名的内存单元位置。

在VB中，变量名必须是由英文字母开头，后面则可以由字母、数字或其它符号组成；变量的名称最好与它所表示的内容意义相同的英文单词来确定。

（3）变量说明

使用变量前，一般应先说明变量名及其类型，以使系统为其分配存储单元，变量说明语句格式如下：

    Dim 变量 As  类型

如Dimrassingle，定义半径r为单精度实型

三、运算符、函数和表达式

（1）运算符

运算符是对数据进行加工的过程。

描述各种不同运算的符号称为运算符，参与运算的数据称为操作数。

在VB中，常用的运算符有算术运算符、字符串运算符和逻辑运算符等。

①算术运算符有：

运算符号

+

-

*

/

^

\

MOD

含义

加号

减号

乘号

除号

乘方

整除

取余数

算术运算符的运算规则和数学中相同,如果意义不明确时,可以加上括号使其看起来更明白。

VB中只使用一种括号“（）”，它可以多次嵌套。

②字符串运算符有：

&

VB中的字符串运算符是“&”，该运算符主要用于连接两个或更多的字符串，例如：

“＂abcd＂&＂efg＂”连接后结果为＂abcdefg＂。

（2）函数

在VB中有两类函数，分别是内部函数和自定义函数转换函数。

常用的内部函数有数值函数、字符函数、时间/日期函数和其它函数等，如表2-2所示，自定义函数是由程序员根据需要定义的函数。

在程序中要使用一个函数时，只需要给出函数名和一个或多个参数，就能得到函数值。

调用函数的格式如下：

        函数名（参数表） 

（3）表达式

  表达式是指某个求值规则，它由运算符和配对的圆括号将变量、常量、函数等操作数以合理的形式连接起来的式子。

例如在上述的程序中，式子pi*r*r是合法的表达式。

四、练习

（1）下列数据属于字符串常量的是（）

       A．bcda      B.＂kfjf＂   C.’fksj’     D.”j_hjh”

（2）在VB语言中，下列数据中合法的长整型常量是（）

A．09B       B.     C.99.7800     D.8.12345E12

  （3）在VB语言中，下列变量中合法的变量是（）

A．b90     B.abc=9      C.print    D.8888F1

  （4）在VB语言中，下列表达式中合法的表达式是（）

A．a+b*|c|      B.bct÷9     C.4-2*∏  D.pi*r*r 

五、可视化程序的开发环境

前面的学习使我们知道，要较快地学会运行调试VB程序，首先需要熟悉VB程序设计语言的开发环境。

VB程序设计语言的开发环境的界面如下图：

VB程序设计语言的开发环境中，控件工具箱、代码窗口、窗体设计器窗口、工程资源管理器窗口、属性窗口是一些常用的程序设计与调试工具，这些工具互相协调、互相补充，如果熟练、合理地使用会大大地减少应用程序的开发难度，提高工作效率。

课外拓展

在了解、熟悉了VB程序设计语言的开发环境以后，一起来体验VB程序的运行调试！

求s=1×2×3×…×n问题的VB程序：

privatesubform_load（）

  n=inputbox（“请输入n的值：

”，“输入”）

  s=1

   fori=1ton

    s=s*I

   nextI

msgbox“s=”+str（s）,0,”计算结果”

endsub

当N=22时，运行的结果是：

第二节：

程序的顺序结构

教学目的：

理解程序顺序结构的执行流程，掌握赋值语句和输入输出语句，能够编写简单的顺序结构的程序

教学重点：

赋值语句和输入输出语句的使用，程序顺序结构的执行流程，能编写程序解决简单的应用题

教学难点：

根据题目写出正确的程序

教学时间：

1课时

教学内容：

导入：

（P26）以下是一个“求半径为r的圆的面积”的程序，请你注意观察程序的组成结构及其功能，并思考如下的问题：

（1）程序是以什么顺序执行的？

（2）如果把下面程序中的语句顺序对调之后，能不能实现原来的功能？

Privatesubcommand1_click（）    ‘定义名为command1_click（）的事件过程

 Constpiassingle=3.14       ‘说明程序中pi是常量∏

 Dimrassingle,sassingle       ‘定义半径r和面积s为单精度实型

 r=inputbox（“r=”,”请输入半径”） ‘输入r的值

 s=pi*r*r                      ‘把表达式pi*r*r的值赋给s

 print“圆的面积s=”;s ‘把s的值输出到当前的窗体上

Endsub                      ‘过程结束

在以上的程序中，执行时按语句出现的顺序执。

即当执行第一条语句后，必然从第二条语句继续，顺序执行所有的语句，直到执行完最后一条语句为止。

像这样的控制结构称为程序的顺序结构。

顺序结构的最大特点是在这个结构内按由上到下的的书写顺序执行，它只有一个入口和一个出口。

这是一种最简单、最基本的结构。

如图

在上述的程序中，r=inputbox（“r=”,”请输入半径”），s=pi*r*r的含义分别是将赋值号右边的函数inputbox（“r=”,”请输入半径”）的值赋给变量r,将赋值号右边的表达式pi*r*r的值赋给变量s。

它们的作用都是将表达式的值赋给左边的变量，这种语句称为赋值语句。

一、赋值语句的基本格式是：

变量=表达式

这里的“=”是赋值符号，它的含义是将表达式的值赋给左边的变量。

观察下列赋值语句的作用：

（P35观摩题）

（1）A=B，它是将变量B的值赋给变量A，但B的值并未改变。

（2）A=123表示将数值123赋给变量A。

（3）A=A+10表示将变量A的值加10后，再赋给变量A。

若原来A的值为30，则执行此语句后，A的值为40。

（4）如果A=30，B=40，则依次执行语句T=A，A=B，B=T后，A、B两个变量的值发生交换A=40，B=30。

二、输入数据的函数

 Inputbox（）是提供从键盘输入数据的函数，利用它可产生一个对话框，提示用户输入数据并单击命令按钮。

该函数返回值是字符类型。

利用这个函数，上述程序中的r=inputbox（“r=”,”请输入半径”），所以在程序运行时，从键盘上输入数据赋值给变量r。

Inputbox（）的语法格式为：

Inputbox（提示信息，标题，默认值，位置）

其中：

提示信息：

指对输入数据的提示，显示在对话框中，不能省略。

标题：

指运行此函数后弹出的对话框的标题。

默认值：

指默认的输入数据值。

位置：

指运行此函数后弹出的对话框的左上角在屏幕上的位置与提示信息和标题是用引号引起来的字符串。

例如：

执行下面的程序运行情况：

PrivateSubCommand1_Click（）

        A=InputBox（"A=","输入",12,100,20）

EndSub

   运行该程序，屏幕上窗口的左上角将位于坐标为（100，20）的位置，标题为“输入”，窗口的提示信息为“A=”，而在输入栏内会出现默认的数据12。

如图所示：

三、输出数据的方法

Print是输出数据、文本的一个重要方法。

在求圆的面积程序中，print“圆的面积s=”;s就是利用Print方法将计算出来的圆的面积s的值输出到窗体上。

Print方法输出数据的基本格式是：

Print输出内容

在这里，输出内容可以是数、变量、表达式，也可以是用引号括起来的字符串。

说明：

（1）如果输出的内容是数、变量、表达式，则输出的是数、变量、表达式的值。

如果是引号引起来的字符串，则原样输出。

例如：

语句Print3 的结果为3     语句Print2+2的结果为4

     语句Print“2+2”的结果为2+2语句Print“你好”的结果为 你好

（2）输出内容可以是一个或多个。

如果是多个输出内容，则各输出内容之间可以用逗号或分号分隔；如果用分号，则后面一个输出内容紧跟前一个输出；如果是逗号，则按照分区格式输出。

 例如：

A=5，B=3

   Print“A=”;A,“B=”;B      输出结果为：

A=5         B=3

      A=5，B=3

   Print“A=”;A;“B=”;B      输出结果为：

A=5B=3

（3）如果输出内容后面没有符号，则表示下一个Print换行输出；如果Print中没有输出内容，则表达输出一个空行。

例如：

A=5,B=3

     Print“A=”;A输出结果为：

A=5

     Print“B=”;BB=3

练习：

已知长方体的长、宽、高，编写一个程序，求长方体的全面积和体积。

（1）分析问题

设长方体的长、宽、高分别为A、B、C，由于长方体的六个面的面积两两对应相等，所以长方体的全面积为：

S=2*（A*B+A*C+B*C），体积为：

V=A*B*C。

（2）设计算法

①   输入A、B、C的值②   计算S=2*（A*B+A*C+B*C）

③   计算V=A*B*C④   输出S，V的值

（3）编写程序

Privatesubcommand1_click（）

DimAassingle,Bassingle,Cassingle,Sassingle,Vassingle

A=Inputbox（“A=”,”输入”）

B=Inputbox（“B=”,”输入”）

C=Inputbox（“C=”,”输入”）

S=2*（A*B+A*C+B*C）

V=A*B*C

Print“全面积S=”；S，“体积V=”；V

EndSub

 （4）调式程序

第三节：

程序的选择结构

教学目的：

理解程序选择结构中的条件选择语句的执行流程，掌握条件选择语句和多种选择语句的使用方法

教学重点：

条件选择语句和多重选择语句的使用，程序条件选择结构的执行流程

教学难点：

使用条件语句和多重选择语句编写程序解决问题

教学时间：

2课时

教学内容：

求一个数的绝对值这道题的程序 

Privatesubcommand1_click（）     ‘定义名为command1_click（）的事件过程

 DimAassingle                 ‘定义求绝对值的数A为单精度实型

 A=inputbox（“A=”,”输入变量A”）  ‘输入A的值

 IfA>=0then                    ‘如果A>=0

Print“A的绝对值为：

”;A         ‘输出A的值

Else

Print“A的绝对值为：

”;-A         ‘输出－A的值

Endif                     

Endsub                        ‘过程结束

一、条件语句

在解决问题的过程中，常常需要对事物进行判断和选择，如上题中，求一个数A的绝对值，如果A>=0，则这个数的绝对值为A，否则为－A。

在程序设计中，如何实现判断和选择呢？

在上述代码中，有一个用if开头的语句，这就是条件语句。

（一）条件语句的基本格式是：

       if条件then语句组1 else语句组2

  或

          if条件then

               语句组1

             else

               语句组2

           endif

其中，条件是一个逻辑表达式，语句组是一组VB的语句。

条件语句的执行过程是：

当条件成立时，执行then后面的语句组1，否则执行语句组2，条件语句的执行流程图如图所示。

在条件语句的基本格式中有时可以省略else和语句组2，这时条件语句的执行过程是当条件成立时，执行then后面的语句组1，否则退出条件语句，执行下面的语句。

（二）关系表达式

   在程序2-3中，程序的第三行是一个条件语句，其中的条件A>=0表达式，一般称为关系表达式，关系表达式是用关系运算符连接起来的式子。

     关系运算符号有：

运算符号

=

＞

＞=

＜

＜=

＜＞

含义

等于

大于

大于等于

小于

小于等于

不等于

　　当关系表式成立时其值为真（Ture）,当表达式不成立时其值则为假（False）；关系表达式的值既不是数值型量，也不是字符型量，而是一种新的数据类型——逻辑型。

逻辑型只有两个可能的值：

假（False）和真（Ture）。

       关系表达式的值定义如下：

（1）对数值型的数据比较，是按照数值的大小来进行比