关于《算法初步》学习的几点浅见

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  一、算法思想的学习是核心
  “算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算机科学的重要基础。随着现代信息技术的飞速发展,算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,并且日益融入到社会生活的许多方面,算法思想也正在成为普通公民的常识,成为现代人应具备的一种基本数学素养。”因此,应让学生通过学习算法的初步知识,并通过具体的算法案例的学习与分析,使其体验算法在解决问题中的重要作用,理解算法基本思想,提高逻辑思维能力,发展有条理的思考与数学表达的能力。
  二、逻辑结构的理解是学习的重点
  算法有三种基本逻辑结构,即顺序结构、条件结构和循环结构。这三种基本逻辑结构中蕴含了比较深刻的思想。顺序结构反映的是“step by step”的思想,即把解决问题的方法步骤化;条件结构反映的是“先判断,后执行”的思想;循环结构蕴含的是“递推”的思想。要想学好算法的三种基本逻辑结构,应结合程序框图进行学习。具体做法是:结合程序框图,理解三种基本逻辑结构的含义;在设计一个算法的程序框图的过程中,选择合适的基本逻辑结构表示算法步骤。
  1.顺序结构
  顾名思义,顺序结构就是按照算法步骤排列的顺序,逐条执行算法。步骤n和步骤n 1是按顺序执行的。顺序结构在计算机中表现为计算机按照语句出现的先后次序执行的一串语句。
  2.条件结构
  条件结构是根据“条件”在不同情况下的取值选择不同的处理方法,可以在两种情况下选择一种(双分支),也可以在多种情况下选择一种(多分支)。
  3.循环结构
  在一些具体问题中,我们有时需要重复做一些事情(如求50个学生的总成绩,需要做50次加法运算,每次加入一个学生的成绩)。从完成这类事情的过程中,可以找出3个关键的地方,即“从什么地方开始”“反复做什么”“在什么条件下结束”。循环结构可以让计算机在某个条件成立的情况下重复执行某个步骤。计算机的运算速度快,最善于进行重复性的工作,可以将人们从繁重的重复运算中解救出来。在构造循环结构时,也必须保证完成下面的事情。
  (1)循环前,确定计数变量的初始值。计数变量用于记录循环的次数,循环一次,计数一次。
  (2)确定累加变量,用于输出循环的结果。例如确定累加变量为S,并赋初始值为0(初始值是多少,视具体情况而定)。
  (3)确定循环体。循环体就是在循环结构中反复执行的操作步骤,例如,上述循环结构中的循环体是“S=S i”和“i=i 1”。
  (4)设置循环终止条件。循环结构不能是永无终止的“死循环”,一定要在某个条件下终止循环,这就需要条件结构来做出判断,因此,循环结构中一定包含条件结构。例如,上述循环结构中的终止条件是“i=100”。
  三、基本算法语句是实现人机互动的桥梁
  掌握赋值语句、条件语句和循环语句及程序的书写,可以实现算法的“机器化”。这里要注意把握以下几点。
  (1)理解输入语句、输出语句的书写规则及结构,它与我们平时的语言习惯有一定的关系又有一些区别。
  (2)注意赋值语句的意义以及与等式的联系与区别。
  (3)条件语句的理解可以结合汉语及英语习惯来进行,但一定要注意执行条件判断时每一个条件判断均要以“END IF”来结束判断。有的算法中有按顺序逐一判断多条件结构,在有的算法中也有多个条件判断进行嵌套来实现算法。
  (4)应该明确循环结构的两种形式当型循环与直到型循环的两种语句表达形式。应该注意赋值结构在循环结构中为实现循环所起的作用。一般会有计数变量的赋值计算和累加变量的赋值计算。要明确控制循环结束时的条件判断的含义,不能忽略该判断的逻辑含义。
  (5)要尽量多地记住一些基本算法的语句书写格式。如乘法、除法、乘方、开方、取绝对值、取余除法、取商除法等。
  四、算法案例的学习能让算法思想与算法知识得到质的提升
  (1)应该明确辗转相除法、秦九韶算法、进位制三个算法案例对问题的处理方式,即这三个算法的算理。
  (2)要掌握这三种算法的算理揭示的一些问题的处理方式。如怎样去求两个数的最大公约数,怎样用秦九韶算法求一个多项式函数当自变量取某一个值时的函数值,怎样实现不同进制间的数的互化等。
  (3)要明确三个算法案例中对三种基本逻辑结构的应用,以及计算机语言的实现,即程序的完成。如秦九韶算法中多项式求和的赋值计算,进位制中的取商除法与取余除法以及多项式求和的实现,以及在算法中循环和条件结构的书写。
  (作者单位:湖南省益阳市赫山区箴言中学)
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