计算机算法定义和特征和描述方法

高一《数据与计算》（必修）第四章《算法及其特征》一、引言在计算机科学领域，算法是指用来解决问题的一系列步骤或方法。

在本章中，我们将学习什么是算法，算法的特征，以及算法设计的基本原则。

二、算法的概念2.1 算法定义算法是对问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。

算法是基于确定性的、可执行的，并能在有限步骤内完成的。

一个好的算法应具备清晰、无二义性、可行性和有穷性。

2.2 算法的基本特征•输入：算法具有零个或多个输入。

输入是算法从外部获取的数据，用于算法的运行。

•输出：算法具有一个或多个输出。

输出是算法根据输入产生的结果。

•有穷性：算法应该在有限次的执行后终止。

•确定性：算法的每一步都应该明确且无二义性地定义。

•可行性：算法中的每一步都应该是可行的，即能够被计算机执行。

三、算法设计的基本原则在设计算法时，我们需要遵循以下基本原则：3.1 合理性算法应该能够实现给定的问题解决要求。

它需要合理地应对问题的各种情况和输入。

3.2 可读性算法的设计应该易于理解和阅读。

良好的代码注释和适当的命名方式，可以提高算法的可读性。

3.3 健壮性算法应该能够正确地处理各种异常情况，例如无效输入或异常数据。

算法的设计应尽量减少计算的时间。

一个高效的算法应该能够在合理的时间内给出结果。

3.5 空间效率算法的设计应尽量减少需要的存储空间。

一个高效的算法应该能够有效地使用计算机的内存。

四、常见算法在计算机科学中，有许多已经被广泛使用的算法。

下面是一些常见的算法：4.1 排序算法•冒泡排序•插入排序•选择排序•快速排序•归并排序4.2 查找算法•顺序查找•二分查找•哈希查找4.3 图算法•最短路径算法•拓扑排序算法•最小生成树算法4.4 字符串匹配算法•BF算法•KMP算法五、算法的复杂度分析在算法设计中，我们需要对算法的复杂度进行评估。

算法的复杂度分析可以通过对其时间复杂度和空间复杂度进行评估。

时间复杂度描述了算法在运行时所需要的时间。

高考总复习：算法与程序框图【考纲要求】1.算法的含义、程序框图（1）了解算法的含义，了解算法的思想；（2）理解程序框图的三种基本逻辑结构：顺序、条件、循环。

2.基本算法语句理解几种基本算法语句——输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句的含义。

【知识网络】【考点梳理】考点一、算法1．算法的概念（1）古代定义：指的是用阿拉伯数字进行算术运算的过程。

（2）现代定义：算法通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤。

（3）应用：算法通常可以编成计算机程序，让计算机执行并解决问题。

2．算法的特征：①指向性：能解决某一个或某一类问题；②精确性：每一步操作的内容和顺序必须是明确的；算法的每一步都应当做到准确无误，从开始的“第一步”直到“最后一步”之间做到环环相扣，分工明确.“前一步”是“后一步”的前提，“后一步”是“前一步”的继续.③有限性：必须在有限步内结束并返回一个结果；算法要有明确的开始和结束，当到达终止步骤时所要解决的问题必须有明确的结果，也就是说必须在有限步内完成任务，不能无限制的持续进行.④构造性：一个问题可以构造多个算法，算法有优劣之分。

3．算法的表示方法：（1) 用自然语言表示算法: 优点是使用日常用语, 通俗易懂；缺点是文字冗长, 容易出现歧义；（2) 用程序框图表示算法：用图框表示各种操作，优点是直观形象, 易于理解。

要点诠释：泛泛地谈算法是没有意义的，算法一定以问题为载体。

考点二：程序框图1. 程序框图的概念：程序框图又称流程图，是最常用的一种表示法，它是描述计算机一步一步完成任务的图表，直观地描述程序执行的控制流程，最便于初学者掌握。

2.程序框图常用符号：连接点用于连接另一页或另一部分的框图注释框框中内容是对某部分流程图做的解释说明3.画程序框图的规则：(1)使用标准的框图的符号；(2)框图一般按从上到下、从左到右的方向画；(3)除判断框图外，大多数框图符号只有一个进入点和一个退出点。

算法与程序设计知识点汇总第一章计算机解决问题的基本过程一、开始分析问题设计算法编写程序调试、运行程序问题解决二、算法-----程序设计的“灵魂”1、定义：就是解决问题的方法和步骤2、特征：1、确定性：每一步都有确切的含义2、有穷性：执行的步骤和每一步执行的时间都是有限的3、输入：有零个或多个输入4、输出：至少产生一个输出5、可行性：原则上可精确运行3、算法的描述：1、自然语言 2、流程图(P11) 3、伪代码（p12）4、计算机语言三：程序设计语言的发展：机器语言：是能直接被计算机识别的语言，是一串由“0”“1”构成的二进制数汇编语言：符号化语言，比机器语言容易识别和记忆，用汇编语言编制的程序不能被计算机直接执行，必须经过转换处理。

高级语言：更接近于自然语言（英语）和数学语言的编程语言，容易掌握和使用，也不能直接识别，必须经过转换才能被计算机执行。

第二章一、visiual basic 可视化程序开发工具，主要是让程序设计人员利用软件本身所提供的各种控件，像搭积木一样构造应用程序的各种界面，然后再编写少量的代码就可以构建应用程序，提供了程序设计，编辑，调试，运行于一体的集成开发环境。

二、VB6.0的集成开发环境三个工作栏：标题栏菜单栏工具栏六个基本窗口：主窗口(main) 窗体窗口(form) 工具箱窗口(toolbox)工程窗口(project) 属性窗口(properties) 窗体布局窗口(formlayout) 三、属性---用来描述对象的外部特征四、常用控件熟悉常用控件(标签、文本框、命令按钮)的作用，图标及其属性五、数据的表示与处理1、Vb数据类型Double 双精度实型8 Byte -1.797693134E308～4.940656458E3244.940656458E-324～1.797693134E308String 字符串型10 Byte＋串长度0～约20亿个字符Boolean 布尔型 2 Byte True或FalseDate 日期型8 Byte 100/1/1～9999/12/312、常量与变量的说明：常量说明：Const a=3.14 const a as single=3.14变量说明： Dim a As integerDim b As integerDim a,b As integer3、运算符(1) 算术运算符(2)字符串运算符＆、+ 字符串连接" 123 " + " 456 " 结果 " 123456 "" 123 " & " 456 " 结果 " 123456 "区别: + 两边必须是字符串, & 不一定例如:"abcdef" & 12345 ' 结果为 "abcdef12345 ""abcdef " + 12345 ' 出错"123" & 456 ' 结果为" 123456 "“123” + 456 ' 结果为 579注意："123 " + True '结果为 122True转换为数值-1，False转换为数值0(3)关系运算符a、将两个操作数进行大小比较,结果为逻辑量。

用自然语言描述算法举例-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言:在计算机科学中，算法是解决问题的一系列明确而有序的步骤。

然而，大多数算法的描述通常都以抽象形式呈现，使用数学符号和形式化语言来描绘其实现细节。

这种抽象描述对于计算机科学专业的人士可能比较容易理解，但对于非专业人士来说可能会感到晦涩难懂。

为了使算法更易于理解和应用，我们可以使用自然语言来描述算法。

自然语言描述利用日常语言的表达方式，将算法的步骤用简单、直观的语言进行说明，使读者能够更加直观地理解算法的运作过程。

本文将通过举例的方式，以自然语言描述的方式来演示一个算法的实现步骤。

通过这种方式，读者不仅可以更好地理解算法的核心思想，还可以更好地应用该算法解决实际问题。

接下来，我们将详细介绍算法描述的步骤以及自然语言描述的优势。

通过本文的学习，读者将能够更加深入地理解算法的本质，并能够利用自然语言描述的方法，更好地应用算法解决实际问题。

1.2 文章结构本文主要围绕着用自然语言描述算法举例这一主题展开讨论。

为了让读者更好地理解文章内容，我们采用了以下结构安排。

引言部分（Chapter 1）：该部分主要介绍了整篇文章的背景和意义，以及文章的结构安排。

我们首先概述了文章的主题和目的，说明了为什么使用自然语言描述算法举例，以及展示了本文的结构框架。

正文部分（Chapter 2）：该部分是本文的核心内容，包含了算法描述、自然语言描述和举例说明三个小节。

2.1 算法描述：在这一小节中，我们将解释什么是算法，以及算法在计算机科学中的重要性。

我们将介绍算法的定义、特点和分类，以便读者能够对算法有一个基本的了解。

2.2 自然语言描述：在这一小节中，我们将详细介绍自然语言描述算法的概念和意义。

我们将阐述为什么使用自然语言来描述算法，以及自然语言描述算法的优点和局限性。

同时，我们还将提供一些关于如何进行自然语言描述的指导原则和技巧。

2.3 举例说明：在这一小节中，我们将通过具体的案例来演示如何用自然语言描述算法。

浙教版（2023）小学信息技术五年级上册第5课《算法的特征》教案及反思一、教材分析本节课内容选自小学信息技术五年级上册《算法的特征》一课。

本课是信息技术课程中关于算法概念的重要章节，旨在通过具体实例，让学生理解算法的基本概念和特征，为后续学习编程和算法设计打下基础。

教材通过生活中的实例，引导学生从直观上感受算法的存在，进而理解算法在解决问题中的重要作用。

二、教学目标1. 知识与技能：- 理解算法的基本概念，知道算法是解决问题的方法和步骤。

- 掌握算法的基本特征，包括有穷性、确定性、无二义性、输入和输出等。

- 能用自然语言描述简单问题的算法。

2. 过程与方法：- 通过观察、分析和讨论，培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。

- 学会运用算法思想，解决生活和学习中的简单问题。

3. 情感态度与价值观：- 激发学生对算法学习的兴趣，培养自主学习和探究精神。

- 培养学生的合作意识和团队精神，在合作中共同学习、共同进步。

三、教学重难点1. 教学重点：- 理解算法的概念和特征。

- 掌握用自然语言描述简单问题的算法。

2. 教学难点：- 理解算法的无二义性特征，确保算法描述的准确性和唯一性。

- 培养学生将实际问题抽象为算法问题的能力。

四、学情分析五年级学生已经具备了一定的信息技术基础，对计算机操作有一定的熟练度。

同时，他们正处于逻辑思维能力和问题解决能力发展的关键时期，对新知识充满好奇和探究欲望。

然而，由于算法概念较为抽象，学生可能难以直接理解其内涵，需要通过具体实例和实践活动来加深理解。

五、教学过程1. 导入新课- 提问学生：“你们知道什么是算法吗？它在我们日常生活中有哪些应用？”- 展示一些生活中算法的实例（如：菜谱、地图导航、计算器等），引起学生兴趣。

2. 探究新知- 讲解算法的定义和特征（明确性、有限性、无二义性、可执行性等），并通过图示帮助理解。

- 分组让学生列举身边的算法实例，并进行分享讨论。

3. 案例分析- 展示一个简单算法案例（如：计算1到100的和），引导学生分析算法的基本步骤。

1。

1 算法考点1算法的基本概念计算机解题的过程实际上是在实施某种算法，这种算法称为计算机算法。

算法(algorithm）是一组严谨地定义运算顺序的规则，并且每一个规则都是有效的，同时是明确的；此顺序将在有限的次数后终止.算法是对特定问题求解步骤的一种描述,它是指令的有限序列，其中每一条指令表示一个或多个操作。

1算法的基本特征(1）可行性（effectiveness)：针对实际问题而设计的算法，执行后能够得到满意的结果.（2)确定性(definiteness)：算法中的每一个步骤都必须有明确的定义，不允许有模棱两可的解释和多义性。

(3)有穷性(finiteness)：算法必需在有限时间内做完，即算法必需能在执行有限个步骤之后终止.（4）拥有足够的情报：要使算法有效必需为算法提供足够的情报当算法拥有足够的情报时，此算法才最有效的；而当提供的情报不够时，算法可能无效。

2算法的基本要素（1)算法中对数据的运算和操作：每个算法实际上是按解题要求从环境能进行的所有操作中选择合适的操作所组成的一组指令序列.计算机可以执行的基本操作是以指令的形式描述的。

一个计算机系统能执行的所有指令的集合，称为该计算机系统的指令系统。

计算机程序就是按解题要求从计算机指令系统中选择合适的指令所组成的指令序列在一般的计算机系统中，基本的运算和操作有以下4类：①算术运算：主要包括加、减、乘、除等运算;②逻辑运算:主要包括“与"、“或”、“非"等运算；③关系运算：主要包括“大于”、“小于"、“等于"、“不等于”等运算;④数据传输：主要包括赋值、输入、输出等操作。

（2）算法的控制结构：一个算法的功能不仅仅取决于所选用的操作,而且还与各操作之间的执行顺序有关。

算法中各操作之间的执行顺序称为算法的控制结构.算法的控制结构给出了算法的基本框架，它不仅决定了算法中各操作的执行顺序，而且也直接反映了算法的设计是否符合结构化原则。

算法及其特征教案一、教学目标1. 了解算法的基本概念和定义；2. 掌握常见的算法特征以及它们的应用场景；3. 能够对简单算法进行分析和评估。

二、教学内容1. 算法的定义和基本概念- 算法的定义：算法是解决问题的步骤序列，它是一种精确的、无歧义的描述，能够被计算机执行；- 算法的基本概念：输入、输出、有穷性、确定性、可行性。

2. 算法的特征及其应用场景a) 有穷性- 对于任何合法的输入，算法都能够在有限时间内结束；- 应用场景：排序算法、搜索算法等。

b) 确定性- 每个算法步骤都必须明确而无歧义；- 应用场景：数学计算等。

c) 可行性- 算法中的每个步骤都能够以可行的方式实现；- 应用场景：计算机程序设计等。

d) 输入- 算法接受输入数据的方式和格式；- 应用场景：数据处理、图像识别等。

e) 输出- 算法产生的结果或者输出的形式；- 应用场景：数据分析、模式识别等。

3. 算法的分析和评估a) 时间复杂度- 衡量算法执行时间的度量，通常使用大O记法表示； - 应用场景：大规模数据处理、算法优化等。

b) 空间复杂度- 衡量算法所需存储空间的度量；- 应用场景：内存管理、资源优化等。

c) 算法的可读性和可维护性- 算法的清晰性、结构化和可重用性；- 应用场景：软件开发、代码维护等。

d) 算法的稳定性和健壮性- 算法对特殊输入和异常情况的处理能力；- 应用场景：安全性检测、错误处理等。

三、教学方法1. 讲授：通过讲解介绍算法的基本概念和定义，以及常见的算法特征及应用场景；2. 练习：设计一些实例让学生分析和评估算法的特征；3. 讨论：引导学生讨论不同算法的优劣势，促进思考和深入理解。

四、教学过程1. 导入：通过一个生活中的例子引出算法的概念，引起学生兴趣。

2. 讲解：依次介绍算法的定义、基本概念以及常见的算法特征。

3. 练习：给出几个简单的算法，让学生分析其特征，并指导他们进行时间复杂度和空间复杂度的分析。