计算机算法与程序设计

算法综合设计

1. 简单算法设计

【例1】 输入两个数x、y，并输出其中最大的数。

【解】 此例是先输入两个数，然后比较它们的大小，根据比较结果输出最大的数。图1

和图2是用两种算法实现的流程图，在图2的算法中增加了一个存储最大值的变量z。

图1 例1的流程图1

Y N 开始

输入x,y

x>y

结束 输出x 输出y

图2 例1的流程图2

【例2】 求如下分段函数的算法。

Y N 开始

输入x,y

x>y

结束 输出z z ← x z ← y 𝑦={x+1 （x<0）

3x−2 （0≤x≤9）

x+8 （x>9）

【解】 算法流程图如图3所示。

N Y Y N 开始

输入x

x<0

x<=9

输出y

结束 y ←3*x - 2 y ← x + 8 y ← x + 1

图3 例2的流程图

【例3】 输出所有的“水仙花数”。水仙花数是一个3位数，其各位数字的立方和与该

数自身相等。例如153 =13+53+33，153就是一个水仙花数。

【解】 此例需要将所有的3位数一一列举出来，逐一判断是否符合题目要求。列举范

围是100-999，从列举的数字n中分离出其百位、十位、个位数字，可以利用整除运算div

和取余运算mod来实现。个位数字i为n mod 10，十位数字j为n mod 100 div 10

或n div 10 mod 10，百位数字k为n div 100。

算法流程图如图4所示。

Y N 开始

n←

i←n mod 10

j←n div 10 mod 10 n≤999

图4 例3的流程图

2. 数组在算法中的应用

算法是用来加工处理数据的。很多任务需要加工处理的数据可能非常多，数据之间的关系也可能很复杂，为了提高数据处理的效率、节省计算机的存储空间，需要按一定的规则将

这些数据组织起来。

数据按照组织形式一般分为线性结构和非线性结构两种形式。线性结构是一类较简单的

数据结构，包括数组、字符串、栈、队列和链表等。非线性结构中数据元素之间的逻辑关系

1 算法与程序设计思想

【基本信息】

作者 课时 1课时

单位

【课标要求】

（一）利用计算机解决问题的基本过程

（1）结合实例，经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程，认识算法和程序设计在其中的地位和作用。

（2）经历用自然语言、流程图或伪代码等方法描述算法的过程。

（4）了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及程序开发环境等基本知识。

【学情分析】

高一年级的学生已具备了一定的观察、思考、分析和解决问题能力，也已有了顺序结构、分支结构、循环结构等知识的储备。因此，对于如何将解决问题的思路画成流程图已有一定的基础，但可能还不很熟练，尤其对刚学过的循环结构，教师在课堂上要注意引导。

『此处说“已有了顺序结构、分支结构、循环结构等知识的储备”，应该是指在必修部分对“计算机解决实际问题的基本过程”已有所体验与了解，或是指已学习过数学中相关模块的知识，这是本案例教学得以实施的必不可少的前提条件。』

【教学目标】

1.知识与技能：

建立求一批数据中最大值的算法设计思想，并将算法的设计思想用流程图表示出来。

2.过程与方法：

利用现实生活中比较身高的活动，以及对武术比赛中“打擂台”流程的逐步梳理，让学生学会从此类生活实际中提炼出求最大值的思想方法，即算法思想。

培养学生分析问题、解决问题的能力，让学生学会在面对问题时能梳理出解决问题的清晰思路，进而设计出解决某个特定问题的有限步骤，从而理解计算机是如何解决、处理某种问题的。

『在过程上，通过现实生活中的实例来引导学生总结“求最大值”的算法思想。过程的实现关键在于实例引用是否贴切，是否有利于学生向抽象结论的构建。本案例的实例选择是符合这一要求的。在方法上，注重培养学生分析、解决问题的一般能力，再次体验与理解应用计算机解决问题的基本过程，为后面更一步的学习打下基础，积累信心。』

3.情感态度与价值观： 2 让学生全身心地投入到教学活动中，积极与同伴合作交流，进行探索活动。培养学生良好的思维品质，发展他们的创新思维，并养成积极的学习态度和良好的学习习惯。

1

教 案

授课时间 11 月 4 日 至 11 月 10日 课时数 3+1

授课方式 理论课☑ 讨论课□ 习题课□ 实验课□ 上机课☑ 技能课□ 其他□

授课单元 第六章：算法与程序设计

目的

与

要求 1.理解算法的定义。

2.掌握算法的基本特征。

3.了解流程图、N-S图等算法表示方法。

4.掌握结构化程序设计方法的三种基本结构。

重点

与

难点

重点：掌握算法的基本特征；掌握结构化程序设计方法。

难点：掌握选择结构、循环结构的特点。

主

要

内

容 1.算法定义、基本特征、表示方法。

2.常用程序设计语言简介。

3.常用程序设计方法简介；结构化程序设计方法中三种基本结构。

教学方法手段（教具）

使用多媒体投影与国家一级考试模拟系统辅助教学。采用案例教学和任务驱动等教学法授课。

参考资料

《计算机基础及应用》 机械工业出版社 郑坚主编

《等级考试学习笔记---一级office》人民邮电出版社 李琳主编

思考题、

作业

作业：P164 一

操作题：在VB中设计求5！的简单程序。

2

3

讲 稿

第六章 算法与程序设计

[旧课复习]：

复习内容：

1. PowerPoint幻灯片的基本制作方法

2.PowerPoint 幻灯片的动画设计

复习目的：加强学生熟练掌握PowerPoint基本操作

复习时长：大约5分钟

[新课导入]：

导入方式：展示一个自制应用程序

导入目的：让学生初步了解程序设计的应用理念

导入时长：大约5分钟

[新课讲授]：

重点：掌握算法的基本特征；掌握结构化程序设计方法。

难点：掌握选择结构、循环结构的特点。

方法：运用多媒体辅助教学，采用案例教学和任务驱动等教学法。

6.1 计算机求解问题的方法

（1）界定问题。

（2）分析问题。

（3）建模。

（4）分析模型建立算法。

6.2 算法及算法的描述

6.2.1 算法的定义

电力建设　值韧国蒜晦　电力系统短路故障的计算机算法程序设计　付元欢　（华中科技大学湖北武汉４３００７４）　摘　要：电气设备和载流导体的选择，继电保护，自动装置的整定，限制短路电流措施的确定等都需要进行短路电流计　算。电流系统短路分为对称短路和不对称短路两种类型，对称短路也称为三相短路，是各种短路故障中最严重的一种，对系统　的危害最大。本文针对三相短路进行电力系统短路故障的计算机算法程序设计。　关键词：电力系统；短路；算法；编程　中图分类号：ＴＭ７６　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—００３８（２０１３）２６—０２２０—０３　１程序主框图及主要数据变量说明（如图１）　图１短路计算主程序流程图　数据变量说明：本程序中使用到的数据变量主要有普通的单　变量和数组，用单变量存储节点数、支路数、短路点、短路电流　等，用一维数组存储各节点电压和各支路电流，用二维数组存储　系统节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵。在本程序中，将这些变量设　定为模块级变量，即其作用域为整个程序，以便在各个事件过程　中都可以使用，如下：　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｙ０　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　节点导纳矩阵，单精　度动态数组　Ｐｕｂｌｉｃ　ｚ０　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　度动态数组　Ｐｕｂｌｉｃ　ｎＮｏｄｅ，Ｆ１，ａ，ｔ，ｃＯ　Ａｓ　Ｉｎｔｅｇｅｒ　整型　Ｐｕｂｌｉｃ　ｓｈｏｒｔｅｄ　Ａｓ　Ｓｔｒｉｒ￣ｇ　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｂ１０，ｄＯ，Ｅ０，ｖ０　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　态数组　Ｐｕｂｌｉｃ　ｕ０　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　动态数组　Ｐｕｂｌｉｃ　ｎ０　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　动态数组　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｚｆ　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｉｅ　０　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　精度动态数组　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｉｄ０　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　度动态数组　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｉｆｆ　Ａｓ　Ｓｉｎｇｌｅ　・２２Ｏ・　节点阻抗矩阵，单精　节点数，中问变量，　短路点，字符串型　ｌ中间变量，单精度动　节点电压，单精度　支路电流，单精度　过渡阻抗，单精度型　发电机支路电流，单　接地支路电流，单精　短路电流，单精度型　２源程序及其说明　ＶＢ是面向对象的程序设计，因此本程序先设定所包含的刈‘　象。本程序中包含三个窗体，分别为短路计算程序窗体（Ｆｏｎｎ—　Ｓｔａｒｔ．ｆｒｍ）、短路计算数据窗体（ＦｏｒｍＮｅｗ．ｆｒｍ）和短路计算结果窗　体（ＦｏｍｓｈｏｗＲｅｓｕｈ．ｆＩｍ）。然后为相应的对象编写事件过程，即代　码。本程序中还编写了三个模块级的通用过程，供事件过程及其　他通用过程调用，分别是短路计算通用过程（ｄｌｊｓ）、矩阵求逆通用　过程（ｊｚｑｎ）、和结果显示通用过程（ｓｈｏｗｒｅｓｕｌｔ），其代码见附录一。　２．１短路计算程序界面说明（如图２）　菜单中，工程下面的选项设定为灰色不可用，文件下面的菜　单有“新建一个系统”、“打开”和“退出”ｉ个按钮可以使用，各控　件代码见附录二，框图如图３。　图３短路计算程序窗体流程圈　２．２短路计算数据界面说明（如图４）　短路计算数据界面较为复杂，其主要功能是进行系统的输　入，并尽量避免输入有误或忘记输入带来的系统崩溃。每次先选　择与节点相连的总支路数，再选择支路，并在支路基本类型中选　择，然后在支路电气数据中填入相关参数。填入了总支路数后，