算法与程序设计基础-1

算法与程序设计知识点算法和程序设计是计算机科学中非常重要的概念和技术。

本文将介绍一些与算法和程序设计相关的知识点。

一、算法基础1. 什么是算法？算法是一系列解决问题的步骤和指令。

它描述了如何从输入数据中得出正确的输出结果。

2. 算法的特性良好的算法应具备以下特性：- 正确性：算法应能够产生正确的输出结果。

- 可读性：算法应易于理解和阅读。

- 高效性：算法应在合理时间内运行，并占用较少的计算资源。

3. 算法的复杂度算法的复杂度包括时间复杂度和空间复杂度。

时间复杂度描述了算法运行所需要的时间量，而空间复杂度则描述了算法所需的额外空间量。

二、数据结构1. 数组数组是一种线性数据结构，它由连续的内存空间组成，并存储相同类型的数据。

数组的访问、插入和删除操作能在O(1)时间内完成。

2. 链表链表是一种基础的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点存储数据和指向下一个节点的引用。

链表的插入和删除操作能在O(1)时间内完成，但访问某个特定节点需要O(n)时间。

3. 栈栈是一种具有后进先出（LIFO）特性的数据结构。

栈的插入和删除操作都在栈顶进行，时间复杂度为O(1)。

4. 队列队列是一种具有先进先出（FIFO）特性的数据结构。

队列的插入操作在队尾进行，删除操作在队首进行，时间复杂度为O(1)。

三、常用算法1. 排序算法常见的排序算法包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序和归并排序等。

这些排序算法在不同的数据规模下具有不同的时间复杂度。

2. 查找算法查找算法用于在给定的数据集合中寻找特定元素。

常见的查找算法有线性查找和二分查找，其中二分查找的时间复杂度为O(log n)。

3. 图算法图是一种非常重要的数据结构，图算法用于解决与图相关的问题，如最短路径问题、最小生成树问题和拓扑排序等。

四、编程语言1. C语言C语言是一种广泛使用的编程语言，它具有高效性和灵活性，尤其适合系统级编程。

2. Java语言Java语言是一种面向对象的编程语言，它具有跨平台性、安全性和可靠性，被广泛应用于企业级开发和移动开发。

《算法与程序设计》
1.2 算法描述与设计
教学设计
单位：授课人：
《算法描述与设计》教学设计
为了更形象、直观地表示算法，我们引入了流程图
，学生学习流也叫程序框图。

下面，同学们学习“韩信点兵”问题的
流程图表示。

开始
1n
n 被3 、5 、7 整Y
除后余数为
2 、
3 、2
N
n+1n
输出n 的值
结束
流程图描述算法常用的框图主要有以下几个：
在流程图的基础上，专业软件开发人员一般采用伪代码来描述算法。

伪代码是一种介于自然语言和计算机语言之间的一种算法描述，不是真正的程序语言代码，所以没有严格的语法限制，书写格式也比较自由，只要把意思表达清楚就可以了。

例如，判断闰年伪代码算法描述如下：
输入年份y
IF y 能被4 整除THEN
IF y 能被100 整除THEN
IF y 能被400 整除
输出“是闰年”
附：《算法描述与设计》流程图作品评价量表
《算法描述与设计》流程图作品评价量表
说明：1、作品评价等级分为A、B、C、D 四个等级。

2、在对应的作品等级下画“√”。

算法描述之流程图学科整合策略：本节采用的案例与数学学科整合，有助于学生知识的迁移；支架策略：借助FLASH动画降低了使用流程图描述算法的操作难度；学习平台提供了明确清晰的学习活动指引，同时提供了“Raptor”工具基本操作的微课，让学生的整个学习过程环环相扣，层层递进。

深度学习路线策略：根据学生的背景知识，通过提问来激活学生先期知识，采用多种教学策略，促进学生获取新知识，通过体验、尝试、挑战，将获取到的新知识与已有知识联结在一起，形成知识树。

七、资源和环境1、资源资源类型资源内容简要描述资源来源学习平台在ITTOOLS平台上创建课程微课Raptor的基本操作教师制作动画通过拖放完成相关算法的流程图描述教师制作软件工具Raptor 互联网上下载2、教学环境多媒体网络课室八、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图引入情景问题：某商家为了能在双十一提高销量，思考激趣，明确主题设置了以下优惠方案：提前付预付定金10元，抵30元，双11当天付清尾款；双11当天付款满200减20（系统自动满减）。

你打算在该商家购买一原价格为220元的商品，请问你最终花了多少钱购买了这个商品？自然语言描述算法的优点：采用人们日常所用的语言，人们比较容易接受。

不足：文字过长，走向不清晰，容易出现理解上的歧义性。

明确主题：算法描述之流程图新课讲授一、流程图的描述1．流程图及其图形说明2．流程图的优点优点：流程图描述清晰简洁，走向分明听课突出重点体验活动一：描述用流程图描述数学问题的算法问题：给出3个任意的正实数，判断以这3个正实数为三条边边长的三角形是否存在，并说出判定结果。

（在学习平台上借助动画完成）经历用流程图描述简单算法的过程，感受流程图描述的优点突出重点八、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图新课二、流程图的阅读以求解数学问题：1+2+3+4+5=？的算法流程图学习突出重点突破难点讲授为例，结合计算机的工作原理进行讲解尝试活动二：阅读阅读数学问题：6！的算法流程图（借助学习平台的在线调查功能来完成）完成活动二突出重点突破难点八、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图体验活动三：验证借助Raptor工具验证活动二的结果完成活动三突出重点突破难点提供微课、文字指引及半成品流程图小结梳理知识建构知识树*挑战活动四：挑战2013年全国高考数学题加强算法的学习，有助于培养计算思维，提高解决问题的效率，也是学习用计算机程序解决问题的关键。

信息技术信息技术(选修1)算法与程序设计本文档提供了信息技术(选修1)算法与程序设计课程的详细内容和章节细化，旨在帮助学生深入了解并学习该课程的相关知识和技能。

以下是本文档的内容概述：第一章：算法基础1.1 算法的概念和特性1.2 算法的表示方法1.3 算法的时间复杂度和空间复杂度1.4 常用的算法设计方法1.5 算法实例分析与练习第二章：数据结构2.1 数据结构的基本概念2.2 线性表及其实现2.3 栈和队列及其实现2.4 串的表示和操作2.5 树的表示和操作2.6 图的表示和操作2.7 数据结构实例分析与练习第三章：排序算法3.1 冒泡排序3.2 插入排序3.3 选择排序3.4 快速排序3.5 归并排序3.6 排序算法的比较和应用3.7 排序算法实例分析与练习第四章：搜索算法4.1 顺序搜索4.2 二分搜索4.3 哈希搜索4.4 图搜索4.5 搜索算法的比较和应用4.6 搜索算法实例分析与练习第五章：算法优化5.1 贪婪算法5.2 动态规划5.3 分治算法5.4 回溯算法5.5 优化算法的比较和应用5.6 算法优化实例分析与练习第六章：程序设计基础6.1 编程语言概述6.2 程序设计基本原理6.3 程序的输入与输出6.4 控制结构6.5 函数与过程6.6 数组与字符串6.7 文件操作6.8 异常处理与调试技巧6.9 程序设计实例分析与练习第七章：高级程序设计技术7.1 面向对象程序设计7.2 泛型编程7.3 并发与并行7.4 网络编程7.5 数据库编程7.6 GUI设计与应用7.7 Web开发基础7.8 高级程序设计实例分析与练习附件：本文档所涉及的附件包括实例代码、演示文稿、课程PPT等，可在相应章节或中获取。

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