【信息技术】用计算机解决问题 课件 2023—-2024学年人教_中图版（2019）高中信息技术必修1.pptx

2.1 解决问题的一般过程和用计算机解决问题 学习目标l经历用计算机解决问题的基本过程，并能应用于实际问题的解决。l体验编程解决问题的基本方法，提高学习算法与程序的兴趣，发展计算思维。交通指挥问题在无信号灯或信号灯不能正常工作的路口，经常会有交通警察在现场指挥交通，请思考交通警察为保障道路通畅，进行交通疏导的一般过程是怎样的？2.1.1解决问题的一般过程调查、搜集相关资料，明确问题的目标、条件，猜测已知和未知的关系。解决问题，验证答案、评估效果，实现问题的最终解决。设计问题求解方案，包括具体的途径和方法等。分析问题解决问题并验证结果寻找解决问题的途径与方法2.1.1解决问题的一般过程思 考：交通警察为保障道路通畅，进行交通疏导的一般过程是怎样的？车流量、路况信息目标：保障交通、避免拥堵、提高通行效率。指挥交通，观察道路通行情况，结合实际情况调整手势。结合经验，想出合适的方法，通过手势信号指挥路口车辆。2.1.1解决问题的一般过程分析问题解决问题并验证结果寻找解决问题的途径与方法2.1.2 用计算机解决问题的过程想一想：你在日常生活中有过利用计算机解决问题的经历吗？两种不同的叫车方式计算机具有运行速度快、计算精度高、逻辑运算能力强、存储容量大和自动化程度高等特点。因此，利用计算机解决问题，能在一定程度上提高问题解决效率。2.1.2 用计算机解决问题的过程用计算机解决问题的优势：时 间人 物主 要 贡 献方法/耗时南北朝时期祖冲之首次将圆周率精确到小数点后6位，求得圆周率在3.1415926和3.1415927之间几何法1424年数学家卡西将圆周率精确到小数点后16位，这是国外第一次打破祖冲之的记录几何法17世纪初德国人鲁道夫将圆周率精确到小数点后35位几何法/几十年2.1.2 用计算机解决问题的过程圆周率的计算问题时间人物主要贡献方法/耗时1873年谢克斯精确到小数点后707位（1946年，弗格森发现第528位是错的）数学分析/二十多年1948年1月弗格森和伦奇 人工计算 的最高记录，有808位正确小数，数学分析2.1.2 用计算机解决问题的过程圆周率的计算问题速度快，精度高，自动化1949年，ENIAC将圆周率计算到2000多位小数，包括准备和整理时间在内仅用了70小时。1973年，到了小数点后100万位，1989年突破10亿位大关，1995年10月超过64亿位。用计算机解决问题的优势2.1.2 用计算机解决问题的过程用计算机解决问题用计算机解决问题即让计算机按照程序执行指令。2.1.2 用计算机解决问题的过程方式用已有程序解决问题根据需求自己编写程序表情包管理器，能够给自己的表情包添加tag，搜索表情。按照程序执行指令程序?2.1.2 用计算机解决问题的过程用计算机解决问题用计算机解决问题即让计算机按照程序执行指令。在计算机领域，程序就是一组可执行的计算机指令。交通信号灯是国际通用的道路交通信号设施。我们可以用计算机程序模拟控制信号灯的变化。分析利用计算机编程解决该问题的过程，思考和前面交警指挥交通过程的区别。比如，如何编程实现“红灯变绿灯”呢？2.1.2 用计算机解决问题的过程编程分析问题设计方案用计算机解决问题的过程2.1.2 用计算机解决问题的过程提出问题分析问题设计方案编程调试解决问题编程调试用计算机解决问题的过程2.1.2 用计算机解决问题的过程方案能够转换成计算机可执行的步骤（指令）用计算机解决问题时，需要先对问题进行分析，明确问题的目标和条件等。问题描述方式不唯一，有的问题可以用数学模型描述，有的问题可用文字、表格等。初始状态中间状态终止状态红灯变亮红灯持续显示绿灯变亮编程实现一个“红灯变绿灯”:分析问题2.1.2 用计算机解决问题的过程在设计方案时一般包括以下环节：首先，根据需求分析，将求解过程分解为若干个独立的功能，如果分解之后的功能仍比较复杂，可以继续分解，如右图。然后，针对特定功能设计实现步骤，即进行算法设计。设计方案2.1.2 用计算机解决问题的过程红灯变绿灯红灯变亮红灯持续显示绿灯变亮“红灯变绿灯”功能分解示意图程序设计语言方案程序机器语言汇编语言高级语言0 1 组成利用助记符接近人类语言二进制指令翻译翻译2.1.2 用计算机解决问题的过程方案能够转换成计算机可执行的步骤（指令）设计方案编写程序就是利用计算机程序设计语言描述算法，实现问题求解过程。程序是一组可执行的计算机指令。程序设计语言是编写程序所使用的的计算机语言。编程调试2.1.2 用计算机解决问题的过程完全由0和1组成的二进制代码来完成程序直接执行、速度快不可移植独立于机器，更接近人类语言不能直接执行移植性好通过机器码的助记符简化程序不能直接执行不可移植机器语言高级语言汇编语言2.1.2 用计算机解决问题的过程 编程调试程序设计语言 编程调试2.1.2 用计算机解决问题的过程第一代第二代第三代机器语言汇编语言高级语言CC+JavaPHPPython特点各不相同Python是荷兰人吉波范罗苏姆编写的一个编程语言。程序设计语言之Python语言2.1.2 用计算机解决问题的过程人生苦短，我用Python 编程调试用Python语言编程有何优势呢？简洁易用。应用广泛（web 开发，游戏开发，人工智能等等）。丰富的第三方库（覆盖了文件、网络、数据处理、人工智能等大量内容，许多功能不必从零开始，直接使用第三方库就可以）。跨平台（Python 可以运行在 Windows、MAC OS和各种 Linux/Unix 系统上）。程序设计语言之Python语言2.1.2 用计算机解决问题的过程如：完成同一个需求，C+要写 100 行，Java 要写 20 行，而 Python 可能只要 5 行。编程调试Python下载：访问Python下载页面https:/www.python.org/downloads/2.1.2 用计算机解决问题的过程 编程调试Python编程环境n安装好python后，在开始菜单栏中会自动添加一个名为python3.9的文件夹，点击该文件夹会有如图下图所示的一些子目录。nIDLE是Python集成开发环境，也称交互模式。nPython3.9是Python的命令控制台，里面只能执行Python命令。n第三个是帮助文档，点击后会弹出帮助文档。n最后一个是Python的模块文档。本书若无特别指出，示例都是在IDLE中执行的。2.1.2 用计算机解决问题的过程 编程调试请大家结合视频演示过程，运行资源包中的Python程序“红灯变绿灯.py”，阅读并运行程序代码，参照注释分析程序中语句的功能。编程体验2.1.2 用计算机解决问题的过程 编程调试编程体验2.1.2 用计算机解决问题的过程1.编写程序红灯变亮绿灯变亮红灯持续显示2.调试程序 编程调试注释：#便于阅读和理解程序，以独立行单独存在或写在程序后面勘误：发现错误，分析原因分析验证：程序是否完整正确用计算机解决问题解决问题的一般过程程序设计语言与编程体验用计算机解决问题的优势用计算机解决问题的过程提出问题分析问题解决问题设计方案编程调试分析问题寻找解决问题的途径和方法解决问题并验证结果小结课堂总结课堂实践练习 1.请你在课堂实践的时候，观看有关介绍机器语言和汇编语言的视频，自行查询相关资料，进一步了解三种语言的异同比较。机器语言汇编语言 2.请你完成编程体验“红灯变绿灯”的Python编程体验。