教科版必修1 数据与计算4.1 算法及其特征完美版ppt课件

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

导入

5分钟

叶达报名参加学校软件开发社团时。面试中有一道IQ题：
    有四个装了药丸的罐子，每个药丸都有一定的重量，其中有一个药罐被污染了。每片被污染的药丸比污染前增重1克。只允许称量一次，判断出哪个罐子的药被污染了。
（同座位讨论该问题的解决步骤）
 

学生思考

通过问题的方式引入本节课的教学

教师：

在生活中有很多类似的问题，解决这些问题需要一定的方法，这种解决的方法实际上就是算法。

回顾算法的概念

教师：

方法：考虑药丸的质量变化，如果药丸被污染，则增重_____克，否则增重_____克。

从任一药瓶中提取n颗药丸，如果增重n克，则_________；如果没有增重，则______

从第一盒中取出1颗，第二盒中取出2 颗，第三盒中取出3颗，从第四盒中取出4颗（共10颗）。如果增重________克，则________号药瓶被污染。

学生思考

由浅入深

教师：

考虑1颗药丸的质量变化，如果药丸被污染，则增重 1  克，否则增重0 克。

从任一药瓶中提取n颗药丸，如果被污染，则 增重n克 ；否则增重 0 克

由浅入深

教师：

•         从第一盒中取出1颗，第二盒中取出2 颗，第三盒中取出3颗，从第四盒中取出4颗（共10颗）。如果增重________克，则________号药瓶被污染。

•         输入：？

•         计算：？

•         输出：？

由浅入深

程序源代码

d=int(input(“请输入第颗药丸的标准重量：”))

w=int(input(“y请输入药丸称得的重量：”))

x=v-10*d
print(“被污染的药瓶序号是：”，x)
input(“运行完毕，请按回车键退出…”)

学习python语言

总结

计算机解决问题的过程：

1、分析问题
2、设计算法
3、编写程序
4、运行验证

让学生明白计算机解决问题的过程

活动2

巧用运算，寻找误删的ID号
     学校历届校友的海量数据存储在校网络中心服务器中（共10000条，无重复数据），某管理员因为误操作删除了一位校友的ID号（8位整数）信息，恰好在备份数据库中保存了一份所有人员ID号的文件（无重复数据，无序）。怎样快速找出被误删的ID号以便恢复数据？

请同座位同学讨论，用自然语言描述问题求解的算法。

思考讨论

实例引入，激发兴趣

教师

方法一： 取出网络中心服务器ID列表中第一条数据；和备份服务器中的ID列表逐条进行对比，如果能够找到相同的ID号，则完成目标，否则取出网络中心服务器ID列表中下一条数据继续比对。

按照该算法解决问题需要10000*10000，1亿次。

方法二：（提示：可以利用异或运算）

异或应用于逻辑运算，其运算法则为：0^0=0，1^0=1，0^1=1，1^1=0。

由于两个相同数异或结果为0，而任何数异或0的结果等于数据本身。因此，可以把两文件中所有ID号直接进行异或，只出现一次的数据就能被找出，并且最后出现的异或结果就是这个数。

（学生可能会提出将中心服务器的ID号全部加起来，然后减去备份服务器的ID号，得到的数就是被删除的ID号，可以让学生比较它和异或的方法）

引导学生思考

程序代码：

sum1=0 #设置初始值

sum2=0 #设置初始值

f1=open(r"copy.txt") #打开备份文件

li=f1.readlines() #读取每行数据

for line in li:

       sum1=sum1+int(line) #将读取的数据做和运算

f1.close() #关闭备份文件

f2=open(r"trouble.txt") #打开故障文件

li=f2.readlines() #读取每行数据

for line in li: 

    sum2=sum2+int(line) #将读取的数据做和运算

f2.close() #关闭故障文件

print("被删除的ID号是:",sum1-sum2) #输出被删除的ID号

input("运行完毕，请按回车键退出...")

加深对python语言的学习

学生思考

     根据解决“被删除的ID号”算法中的一些规律，思考算法应该具有哪些特征。
    算法的特征：0个或多个输入项；1个或多个输出项；算法的确定性
  （确定的执行结果或者运算的确定性）；算法的有穷性；算法的可行性。

归纳总结

课堂小结

2 分钟

老师带领着学生一起回顾本节课的知识。

再次巩固本堂课的知识，体现教学的完

整性。