第二节 算法和算法描述

1.5算法与算法描述【算法的定义】算法是规则的有限集合，是为解决特定问题而规定的一系列操作。

也就是说算法是处理步骤的序列集合。

【算法的特性】：有限性、确定性、可行性和输入输出特性。

【算法设计的要求】算法需要保证正确性、可读性、健壮性和高效率低存储量等问题。

●算法的正确性是不言而喻的，正确可分为三个层次：1、一般数据能得出要求结果；2、精心选择的边界数据也能得到要求结果；3、所有合法数据都能得到要求结果。

一层比一层要求更高。

例：要求n个数的最大值问题，给出示意算法如下：max=0;for（i=1；i<=n;i++）{scanf("%f",&x);if(x>max)max=x;}求最大值的算法无语法错误；当输入的n个数全为正数时，结果正确，如果输的入n个数全为负数时，求得的最大值为0，显然这个结果不对，由这个简单的例子可以说明算法正确性的内涵。

下面例子是n个数中求最大值算法的核心语句。

分析算法正确性是第几层次？●可读性就是便于理解和交流，有助于合作开发。

●健壮性就是耐折腾，非法操作时也不至于瘫痪。

●高效率和低存储即：执行效率高，存储容量少，但往往需要折中。

【算法描述的工具】描述算法的工具可有多种，可用自然语言、框图或高级语言实现。

自然语言简单但容易二意表达，框图易于表达处理流程而难于表达数据流程，高级语言准确但细节过多。

因此我们选择用接近于高级语言而不是高级语言的类语言来表达。

其优势为具有一般的语言规则而舍弃语言细节，把注意力集中于算法处理步骤本身。

用if then结构大家都能理解，那就是如果满足条件则执行。

【本节要点】●掌握算法的定义●算法的特性●算法设计的要求：根据算法设计要求力争做出解决某类问题通用的优秀算法。

●算法描述用类语言，以突出处理过程思路。

《算法和算法的描述》教学设计一、教材分析：本节课是高中信息技术选修模块一《算法与程序设计》第一章第二节的内容，主要是一些概念和理论，而算法的概念和理论都太抽象，讲起来非常的枯燥乏味，那么就要把这些抽象的东西变得通俗易懂，使学生能轻松而又愉快的接受并理解。

二、学生分析：在数学中已学过程序设计模块，对算法有一定的初步基础，学习了结构语言的三种结构，并能编写一些较简单的程序。

但是学生对结构的掌握并不是很熟练，他们对编程存在一定的畏惧情绪。

三、教学目标：1．知识技能：（1）理解算法的概念；（2）能初步利用算法解决简单的问题。

2．情感领域：培养学生的理论联系实际能力和动手操作能力。

3．能力发展：培养学生自我探索信息，高效获取信息、分析评价信息、处理运用信息、表达呈现信息的能力，通过作品的制作、反思和评价，进一步提高其信息素养。

引导学生对编程的兴趣，理解算法的概念和如何科学合理的选择和设计算法，激发学生的编程兴趣，为程序设计打好基础。

四、教学重点：1、算法的概念2、算法的特征五、教学难点：3、算法的描述六、教学手段：与学生进行互动探讨式教学,以趣味问题激发学生探索解决问题的兴趣，以故事事例引导学生一步步的思考，从而总结出算法的概念，以及如何设计和选择算法，充分调动学生的主观能动性和探究学习能力。

七、教学过程：八、教学评价1、贯彻新课标的理念，利用问题导学法教学，整个教学思路清晰，教学设计环环相扣。

2、案例的设计结合教学内容与学生的实际，能够很好地引导学生对学生重点与难点的把握。

3、举例简单明了，容易理解，并能够达到预定的教学效果。

4、算法的描述作为本节课的难点内容，，学生基本能够掌握与消化。

九、教学反思1、本节课的教学设计充分考虑到学生在数学模块中对算法已进行了初步的学习，故对本节课的内容和数学模块中的算法进行了比较详细的研究，确定了本节的教学重点与难点，从这节课的教学过程来看，把握是比较到位的。

对于算法的选择，在数学中并没有过于深入的讲解，本节课通过问题三和问题四的设置，可以让学生对此有较深入的理解，从课堂效果上来看，基本达到预定目标。

第二节微机继电保护算法介绍第二节微机继电保护算法介绍第二节微机继电保护算法介绍这一节将要对微机保护算法进行简要概述，并介绍常见的几种算法。

一、微机保护算法概述把经过数据采集系统量化的数字信号经过数字滤波处理后，通过数学运算、逻辑运算、并进行分析、判断，以决定是否发出跳闸命令或信号，以实现各种继电保护功能。

这种对数据进行处理、分析、判断以实现保护功能的方法称为微机保护。

二、常见微机保护算法介绍1. 算法微机保护装置中采用的算法分类：（1）直接由采样值经过某种运算，求出被测信号的实际值再与定值比较。

例如，在电流、电压保护中，则直接求出电压、电流的有效值，与保护的整定值比较。

（2）依据继电器的动作方程，将采样值代入动作方程，转换为运算式的判断。

分析和评价各种不同的算法优劣的标准是精度和速度。

2. 速度影响因素（1）算法所要求的采样点数。

（2）算法的运算工作量。

3. 算法的计算精度指用离散的采样点计算出的结果与信号实际值的逼近程度。

4. 算法的数据窗一个算法采用故障后的多少采样点才能计算出正确的结果，这就是算法的数据窗。

算法所用的数据窗直接影响保护的动作速度。

例如，全周傅氏算法需要的数据窗为一个周波（20ms），半周傅氏算法需要的数据窗为一个半周波（10ms）。

半周波数据窗短，保护的动作速度快，但是它不能滤除偶次谐波和恒稳直流分量。

一般地算法用的数据窗越长，计算精度越高，而保护动作相对较慢，反之，计算精度越低，但是保护的动作速度相对较快。

尽量提高算法的计算速度，缩短响应时间，可以提高保护的动作速度。

但是高精度与快速动作之间存在着矛盾。

计算精度与有限字长有关，其误差表现为量化误差和舍入误差两个方面，为了减小量化误关基保护中通常采用的A/D芯片至少是12位的，而舍入误差则要增加字长。

不管哪一类算法，都是算出可表征被保护对象运行特点的物理量。

5. 正弦函数的半周绝对值积分算法假设输入信号均是纯正弦信号，既不包括非周期分量也不含高频信号。