【導讀】嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。這樣，在一些科學家、工程師的。機就應運而生了。世界上第一臺電子計算機命名。尼亞大學?？颂氐热搜兄瞥晒Φ?。它裝有18000多只電子管和大量的電。阻、電容，第一次用電子線路實現(xiàn)運算。加法，或者400次乘法。如果用當時最快的機電式計算機做40點彈道計。然而"埃尼阿克"還不完善，實際上它沒有存儲器，只有用。電子管做的寄存器，僅僅能寄存10個數(shù)碼。重新焊接連線，很費時間。從第一臺電子計算機誕生至今，雖僅約40年。目前正在向第五代--會思考的機器過渡，從而向人們展現(xiàn)人類將。由顯示器或打印機來輸出計算結(jié)果。CPU主要由運算器、控制器、寄存器組和內(nèi)部總線等構(gòu)成，通過更換這些插卡，可以。總之，主板在整個微機系統(tǒng)中扮演著舉足輕重的角色。能，才能保證正常工作。存儲器的種類很多，按其用途可分為主存儲器和輔。助存儲器，主存儲器又稱內(nèi)存儲器。內(nèi)存是電腦中的主要部件，它是相對于外存而言的。

　　

【正文】 知識目標：了解生活中常見的算法，理解算法優(yōu)化的思想。 技能目標：學會用優(yōu)化的思想處理生活中的問題。 情感、態(tài)度和價值觀目標： 培養(yǎng)認真觀察和合理統(tǒng)籌的習慣。 重點 知識目標、技能目標、情感、態(tài)度和價值觀目標 難點 教法 演示、探究法 信息資源 課件、電子圖片、相關(guān)資料 其它 教學過程 第 28 頁 學習與探究 一、 燒水泡茶的幾種選擇 時間是生命的元素，一切過程都在時間中運行。運用統(tǒng)籌方法，通過優(yōu)化組合，可以用最少的時間完成預定的目標。讓我們從具體的例子來說明。 以燒水泡茶為例，它需要做４項工作，即洗好開水壺，洗好茶杯，準備茶葉，沖開水泡茶。 要完成這幾項工作，可以有以下幾種程序： １ .洗好開水壺，灌上涼水，放在火上，等待水開；水開后，再洗茶杯，準備茶葉，沖水泡茶。 ２ .先洗好水壺，洗好茶杯，放好茶葉，一切就緒，再放水燒水，水開后再沖水飲茶； ３ .洗凈開水壺，灌水燒水；燒水過程中，洗茶杯，放茶葉，水開后泡茶喝。 如果在燒水等待水開的過程中，做好洗杯子放茶葉等等準備工作，就可以節(jié)約時間。 統(tǒng)籌方法的過程是這樣的 １分解任務 ２作圖， ３編號，尋找最優(yōu)化的途徑。 利用一件工作的空閑時間，同時做另一件或幾件工作，這是一種時間統(tǒng)籌法； 合理地使用器官，同時做兩件或多件工作，這也是一種時間統(tǒng)籌。 第 29 頁 二、 螞蟻走捷徑 自然界的 螞蟻 種群相當廣泛 ,但大部分 種群 都有以下的能力 : 螞蟻們總能找到食物源和螞蟻窩之間的最短路徑 . 一旦這條最短路徑被發(fā)現(xiàn) , 螞蟻們就能在這條路上排成一行 , 在食物源和螞蟻窩之間搬運食物 . 螞蟻們是怎么做到的呢 ? 我們知道 ,2點間直線距離最短 . 但螞 蟻們顯然不具備這樣的視力和智慧 . 它們無法從遠處看到 食物源 , 也無法計劃一個合適的路徑來搬運食物 . 螞蟻們采用的方法是全體在老窩的周圍區(qū)域進行地毯式搜索 .而他們之間的聯(lián)系方式是通過分泌化學物質(zhì)在爬過的路徑上 ,這種化學物質(zhì)叫 信息素 (Pheromone). 螞蟻們習慣選擇信息素濃度高的路徑 . 下面的圖解釋了螞蟻們的工作原理 . 剛開始 離開窩的時候 , 螞蟻 們有兩條路徑選擇 : R1 和R2. 這兩者機 會相當 . 螞蟻們在爬過 R1 和 R2的時候都留下了信息素 . 是 , 由于 R2的距離短 , 所需要的時間就少 , 而信息素會揮發(fā) , 所以螞蟻們留在 R2 上的信息素濃度就高 . 于是 ,越來越多的螞蟻選擇 R2 作為最佳路徑 , 即使它們是從 R1 來到食物源 ,也將選擇 R2 返回螞蟻窩 . 而從老巢里出發(fā)的螞蟻們也越來越傾向于 R2. 在這樣的趨勢下 , R1 漸漸變的無人問津了 根據(jù)螞蟻們選擇路徑的方法而得到的啟發(fā) , Dr. Dorigo 在 1991 年發(fā)表了 螞蟻算法 (Ant algorithm). 十多年來 , 螞蟻算法 ,以及各種改進過的螞蟻算法 ,被廣泛的應用在實際生活的各個方面 . 在計算機技術(shù)應第 30 頁 用中 ,它可以作為網(wǎng)絡路由控制的工具 . 在交通控制中 , 它也成功解決了車輛調(diào)度問題 . 在圖表制作中 , 它被用來解決 顏色填充問題 . 此外 , 它還可以被用來設計大規(guī)模的時刻表 . 而 推銷員 問題 ,既在多個不同地點間往返的最佳路徑選擇問題 , 應該算是螞蟻算法最重要的用途了 . 三、數(shù)字的排序 生活中存在很多排列順序的現(xiàn)象，如圖書館中的圖書索引卡、圖書編者的姓名筆畫、字典里字詞的排列順序等，這些按一定規(guī)則的排序使事物排列更有規(guī)律，方便我們查找與使用信息。排序的中心思想是比較，我們生活中常見的比較有大小、多少、輕重等，這些比較都是基于數(shù)字的比較。因此，數(shù)字的排序是我們利用計算機科學種算法研究的一個重點。 例如：給出一組數(shù)據(jù)：“ 50、 2 10”，請按由小到大的順序排列出來，并填在下列表格中。 當我們?nèi)斯づ判驎r，我們先從上面這組數(shù)據(jù)中找出最小的數(shù)放在第一格，接著找出次小的數(shù)放在第二格里面，依此類推，直到把所有數(shù)據(jù)按規(guī)定的要求排列完畢。這樣經(jīng)過排序，我們就行成了下面這樣一個數(shù)據(jù)表格。 10 20 25 30 50 計算機是如何對上述數(shù)據(jù)進 行排序的呢？計算機對數(shù)據(jù)排序的方法有很多，其中冒泡排序法是數(shù)字排序常用的方法。以上面給出的 5個數(shù)據(jù)為例，比較時首先將第一個數(shù)與第二個數(shù)比較，如果第一個數(shù)大于第第 31 頁 二個數(shù)，交換兩個數(shù)的位置，接著比較第二個數(shù)與第三個數(shù)。依此類推，直到最后兩個數(shù)比較完畢。這樣數(shù)據(jù)從左到右比較一遍稱為一趟排序，每趟排序都把需要排序的數(shù)據(jù)列中最大的數(shù)據(jù)交換到最后位置。這種排序一直進行到全部數(shù)據(jù)都有序，沒有交換為止。 第一趟排序演示： 20 50 30 25 10 20 50 30 25 10 20 30 50 25 10 20 30 25 50 10 20 30 25 10 50 第一趟排序后的結(jié)果為：（ 20 30 25 10） 50 接著進行第二趟排序，對前面的 4 個數(shù)據(jù)進行比較，使次大的數(shù)放在第4個位置上。 第二趟排序的結(jié)果為：（ 20 25 10） 30 50 第三趟排序的結(jié)果為： （ 20 10） 25 30 50 第四趟排序的結(jié)果為： 10 20 25 30 50 這樣 5個數(shù)據(jù)，經(jīng)過 4 趟排序之后就形成從小到大的序列。 通過上面的排序過程，可以看到小的數(shù)如氣泡一般逐層上冒，而大的數(shù)逐個下沉。這種排序的方法被形象的 比喻成“冒泡排序法”。 當面對成千上萬個需要排列的數(shù)據(jù)時，人工操作就顯得力不從心了。而對計算機來說，當確定了“冒泡排序法”后，對數(shù)據(jù)的排序就是輕而易舉的事。 第 32 頁 四、算法的選擇與優(yōu)化 算法是計算機程序設計的靈魂與核心，是解決問題的關(guān)鍵。因此，在利用計算機解決問題的過程中，面對不同的算法，我們盡可能的選用那些更有效、更快捷、更準確的算法。 在燒水泡茶的例子中，我們針對三種方法進行選擇，通過比較，我們知道“再燒開水的同時，洗茶具，放茶葉”會節(jié)約時間，更能提高效率。我們把這種針對不同算法，從中選優(yōu)的做法叫做算法 的最優(yōu)化選擇。 高斯面對“ 1+2+3??? +99+100”這道數(shù)學題，并沒有用常規(guī)的算法去求和，而是找出規(guī)律： 100+1=99+2=98+3?? .=52+49=51+50，共計有 50 組和相等的數(shù)據(jù)，于是便得出（ 100+1） 50=原有算法進行改進、改良、提升算法效率的做法叫做算法的優(yōu)化。 實踐與創(chuàng)新： 1 王宏在早上起床到上學前的 25分鐘時間里，要做以下幾件事：疊被（ 2 分鐘）、洗臉（ 3分鐘）、刷牙（ 2分鐘）、刷鍋（ 1 分鐘）、煮雞蛋（ 10分鐘）、吃早點（ 10 分鐘）。你能幫助他找出最節(jié)省時間的 算法嗎 ? 2 老師在紙上寫一個 0至 100 之間的整數(shù)，然后把紙張反扣過來，請同學們猜猜老師寫的是哪個數(shù)。同學們猜數(shù)的時候，老師只可提示：“對了”或“大了”或“小了”?？凑l能以最少的次數(shù)猜中。如何用最少的次數(shù)猜中相應的數(shù)，請給出你的算法。 我的收獲： 板書 設計 第 33 頁 教后記： 年級 學科 課次課題 主備人 修改 六 信息技術(shù) 第 3 課 算法的描述 教學目標 知識目標：了解算法常見的描述方法。 技能目標 。 能用自然語言、流程圖以及 LOGO 語言來描述生活中問 題的算法。 情感、態(tài)度和價值觀目標： 體會清晰描述算法對解決問題的重要性，養(yǎng)成清晰描述問題的習慣。 重點 知識目標、技能目標、情感、態(tài)度和價值觀目標 難點 教法 演示、探究法 信息資源 課件、電子圖片、相關(guān)資料 其它 教學過程 學習與探究 人們把各種算法清晰、簡潔、精確、完整的表達出來，就需要借助一定的工具來實現(xiàn)，自然語言（如漢語、英語）、流程圖、程序設計語言等是人們描述算法常用的工具。 一、用自然語言描述算法 用自然語言描述算法是指用我們平常所說的話或文字來描述解 決問題的思路和步驟。例如：曉明想出了一個辦法，幫農(nóng)夫解決他的煩惱。曉明的具體思路是： 第 34 頁 第一步：農(nóng)夫帶著羊劃船過河到對岸。 第二步：農(nóng)夫獨自劃回去。 第三步：農(nóng)夫帶著狼過河。 第四步：農(nóng)夫放下狼，帶著羊回去。 第五步：農(nóng)夫把羊放下，帶著菜過河。 第六步：農(nóng)夫放下菜，獨自回去。 第七步：農(nóng)夫帶著羊過河。 用自然語言描述的算法容易被大多數(shù)人所理解，但自然語言描述的算法一般那比較冗長，容易產(chǎn)生歧義，如“咬死了獵人的狗”中咬死了什么難以搞清楚。在遇到邏輯性比較復雜的問題時，用自然語言描述問題顯得條理比較混亂。 二、用 流程圖描述算法 流程圖又稱程序框圖，是用圖形來表示算法的一種方法，它由一套標準的流程符號組成，結(jié)合一定的文字說明。用流程圖描述的算法具有直觀、清晰、易懂的特點。常見的流程圖符號如下： 流程圖符號名稱及功能描述 第 35 頁 某城市出租車的收費標準是起步價（ 2公里以內(nèi)） 5 元，超出 2公里部分，每公里 元。要求從鍵盤輸入一個出租車行駛里程 L，在顯示器上輸出顧客應支付的錢數(shù)。請用流程圖來描述問題解決的算法。 開始 輸入里程 L L2? 第 36 頁 輸出（ L2） +5 輸出 5元 結(jié)束 三、用程序設計語言描述算法 自然語言和流程圖描述的算法雖然能被我們看明白，但計算機可沒有辦法理解，如何讓計算機理解我們的算法思想呢？我們可以用計算機能理解的“語言” —— 程序語言設計來描述。例如，我們可以用 LOGO 語言來指揮小海龜來畫旗幟。 輸入命令 讓小海龜畫旗幟 練一練： “共同語言”是雙方交流的基礎，想一想，人與計算機交流的共同語言是什么？ 實踐與創(chuàng)新： 1 用流程圖法描述下列問題的算法： （ 1）判斷一個數(shù)是否是偶 數(shù) （ 2）判斷一個數(shù)能否被 3整除 2 在春節(jié)期間，某超市為了優(yōu)惠顧客，展開購物打折活動，活動規(guī)則如下： （ 1）購物金額大于等于 500 元的，打 8折。 （ 2）購物金額大于等于 300 元的，小于 500 元的，打 3折 （ 3）購物金額不足 300 元的，不參與打折活動。 TOQZ FD60 REPEAT3[FD40RT120] END QZ 第 37 頁 請同學們根據(jù)超市給出的活動規(guī)則，用流程圖描述打折銷售的算法。 3 用 LOGO 語言畫一個邊長為 40 的等邊三角形。 板書 設計 教后記：