1、用计算机解决问题（第七课时）交通指挥问题在无信号灯或信号灯不能正常工作的路口，经常会有在无信号灯或信号灯不能正常工作的路口，经常会有交通警察在现场指挥交通，请思考交通警察为保障道路交通警察在现场指挥交通，请思考交通警察为保障道路通畅，进行交通疏导的一般过程是怎样的？通畅，进行交通疏导的一般过程是怎样的？分析问题分析问题解决问题并解决问题并验证结果验证结果寻找解决问题寻找解决问题的途径与方法的途径与方法车流量信息车流量信息路况信息路况信息要达到保障交通、要达到保障交通、避免拥堵、提高避免拥堵、提高通行效率的目标通行效率的目标指挥交通，观察指挥交通，观察道路通行情况，道路通行情况，结合实际情况调结
2、合实际情况调整手势整手势结合经验，想出结合经验，想出合适的方法，通合适的方法，通过手势信号指挥过手势信号指挥路口车辆路口车辆交通指挥问题调查、搜集相调查、搜集相关资料，明确关资料，明确问题的目标、问题的目标、条件，猜测已条件，猜测已知和未知的关知和未知的关系。系。解决问题，验解决问题，验证答案、评估证答案、评估效果，实现问效果，实现问题的最终解决。题的最终解决。设计问题求解方设计问题求解方案，包括具体的案，包括具体的途径和方法等。途径和方法等。解决问题的一般过程分析问题分析问题解决问题并解决问题并验证结果验证结果寻找解决问题寻找解决问题的途径与方法的途径与方法用计算机解决问题计算机具有运行速度
3、快、计算精度高、逻辑运算能力计算机具有运行速度快、计算精度高、逻辑运算能力强、存储容量大和自动化程度高等特点。因此，利用计强、存储容量大和自动化程度高等特点。因此，利用计算机解决问题，能在一定程度上提高问题解决效率。算机解决问题，能在一定程度上提高问题解决效率。圆周率的计算问题圆周率的计算问题用计算机解决问题的优势用计算机解决问题的优势时间时间人物人物主要贡献主要贡献方法方法/耗耗时时南北朝时期祖冲之祖冲之首次将圆周率精确到小数点后6 6位位，求得圆周率在3.14159263.1415926和和3.14159273.1415927之间几何法1424年数学家数学家卡西卡西将圆周率精确到小数点后1
4、616位位，这是国外第一次打破祖冲之的记录几何法17世纪初德国人德国人鲁道夫鲁道夫将圆周率精确到小数点后3535位位几何法/几十年用计算机解决问题的优势时间时间人物人物主要贡献主要贡献方法方法/耗时耗时1873年谢克斯谢克斯精确到小数点后后707707位位（19461946年，弗格森发现第年，弗格森发现第528528位是错位是错的的）数学分析/二十多年1948年1月弗格森弗格森和伦奇和伦奇人工计算 的最高记录，有808808位位正确小数正确小数，数学分析速度快，精度高，自动化速度快，精度高，自动化19491949年，年，ENIACENIAC将圆周率计算到将圆周率计算到20002000多位多位小
5、数，包小数，包括准备和整理时间在内仅用了括准备和整理时间在内仅用了7070小时小时。19731973年，到了小数点后年，到了小数点后100100万位，万位，19891989年突破年突破1010亿位亿位大关，大关，19951995年年1010月超过月超过6464亿位亿位。用计算机解决问题的优势用计算机解决问题用计算机解决问题即让计算机用计算机解决问题即让计算机按照程序执行指令按照程序执行指令。用已有程序解决问题用已有程序解决问题表情包管理表情包管理器，能够给自己器，能够给自己的表情包添加的表情包添加tagtag，搜索表情。，搜索表情。自己写程序自己写程序解决问题解决问题用计算机解决问题用计算机解
6、决问题即让计算机用计算机解决问题即让计算机按照程序执行指令按照程序执行指令。按照按照程序程序执行指令执行指令程序程序?用计算机解决问题用计算机解决问题交通信号灯是国际通用的道路交通信号设施。我们可交通信号灯是国际通用的道路交通信号设施。我们可以用计算机程序模拟控制信号灯的变化。以用计算机程序模拟控制信号灯的变化。分析利用计算机编程解决该问分析利用计算机编程解决该问题的过程，思考和前面交警指挥交题的过程，思考和前面交警指挥交通过程的区别。通过程的区别。比如，如何编程实现比如，如何编程实现“红灯红灯变绿灯变绿灯”呢？呢？用计算机解决问题编程编程分析分析问题问题设计设计方案方案用计算机解决问题的过程
7、提出问题分析问题设计方案编程调试解决问题编程调试方案能够转换成计算机可执行的步骤（指令）方案能够转换成计算机可执行的步骤（指令）用计算机解决问题的过程用计算机解决问题时，需要先对问题进行分析，明确用计算机解决问题时，需要先对问题进行分析，明确问题的目标和条件等。问题描述方式不唯一，有的问题问题的目标和条件等。问题描述方式不唯一，有的问题可以用数学模型描述，有的问题可用文字、表格等。可以用数学模型描述，有的问题可用文字、表格等。初始状态初始状态中间状态中间状态终止状态终止状态红灯变亮红灯持续显示绿灯变亮例如，编程实现一个例如，编程实现一个“红灯变绿灯红灯变绿灯”。分析问题在设计方案时一般包括在设
8、计方案时一般包括以下环节：以下环节：首先，根据需求分析，首先，根据需求分析，将求解过程分解为若干个独将求解过程分解为若干个独立的功能，如果分解之后的立的功能，如果分解之后的功能仍比较复杂，可以继续功能仍比较复杂，可以继续分解，如右图。分解，如右图。然后，针对特定功能设然后，针对特定功能设计实现步骤，即进行算法设计实现步骤，即进行算法设计。计。设计方案请根据学习的内容，结合日常生活中对交请根据学习的内容，结合日常生活中对交通信号灯的观察，分析信号灯变化的过程，通信号灯的观察，分析信号灯变化的过程，设计信号灯控制模拟程序。设计信号灯控制模拟程序。填写任务单中的内容。填写任务单中的内容。练习 编写程
9、序就是利用编写程序就是利用计算机程序设计语言计算机程序设计语言描述算法，描述算法，实现问题求解过程。实现问题求解过程。程序是一组可执行的计算机指令。程序设计语言程序是一组可执行的计算机指令。程序设计语言是编写程序所使用的的计算机语言。是编写程序所使用的的计算机语言。编程调试第一代第二代第三代机器语言汇编语言高级语言CC+JavaPHPPython程序设计语言机器语言汇编语言 完全由由0 0和和1 1组成的二进组成的二进制代码制代码来完成程序 直接执行直接执行、速度快 不可移植 独立于机器，更接近人类更接近人类语言语言 不能直接执行 移植性好 通过机器码机器码的助记符的助记符简化程序 不能直接执
10、行 不可移植机器语言机器语言高级语言高级语言汇编语言汇编语言程序设计语言程序设计语言程序设计语言方案方案程序程序机器语言机器语言汇编语言汇编语言高级语言高级语言0 1 0 1 组成组成利用助记符利用助记符接近人类语言接近人类语言二进制二进制指令指令翻译翻译翻译翻译程序设计语言高级语言PythonPython是荷兰人吉波范罗苏姆编写的一个编程语言。是荷兰人吉波范罗苏姆编写的一个编程语言。Python 简洁易用。简洁易用。应用广泛（应用广泛（web web 开发，游戏开发，人工智能等等）。开发，游戏开发，人工智能等等）。丰富的第三方库（覆盖了文件、网络、数据处理、人丰富的第三方库（覆盖了文件、网络
11、、数据处理、人工智能等大量内容，许多功能不必从零开始，直接使工智能等大量内容，许多功能不必从零开始，直接使用第三方库就可以）。用第三方库就可以）。跨平台（跨平台（Python Python 可以运行在可以运行在 WindowsWindows、MAC OSMAC OS和各和各种种 Linux/Unix Linux/Unix 系统上）。系统上）。Python 使用使用PythonPython编写程序之前，需要先搭建编写程序之前，需要先搭建PythonPython开发开发环境。环境。AnacondaAnaconda指的是一个开源的指的是一个开源的PythonPython发行版本，包含发行版本，包含很
12、多数据处理相关的科学包。很多数据处理相关的科学包。Python编程环境 可参照资源包中的安装文档安装可参照资源包中的安装文档安装AnacondaAnacondaPython编程环境编辑器编辑器Python编程环境“红灯变绿灯”功能分解图。编程体验编程体验请大家结合视频演示过程，运行资源包中的请大家结合视频演示过程，运行资源包中的PythonPython程序程序“红灯变绿灯红灯变绿灯.py”.py”，阅读并运行程序代码，参照，阅读并运行程序代码，参照注释分析程序中语句的功能。注释分析程序中语句的功能。编程体验编程体验红灯变亮绿灯变亮红灯持续显示红灯持续显示请根据上述说明，尝试修改程序，改变红灯持续显示请根据上述说明，尝试修改程序，改变红灯持续显示的时间，运行程序，观察效果。填写任务单。的时间，运行程序，观察效果。填写任务单。编程体验持续显示时间？持续显示时间？用计算用计算机解决机解决问题问题解决问题的一解决问题的一般过程般过程程序设计语言程序设计语言与编程体验与编程体验用计算机解决用计算机解决问题的优势问题的优势用计算机解决用计算机解决问题的过程问题的过程提出问题提出问题分析问题分析问题解决问题解决问题设计方案设计方案编程调试编程调试分析问题分析问题寻找解决问题寻找解决问题的途径和方法的途径和方法解决问题并验解决问题并验证结果证结果小结
